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金属材料在工程领域的应用变得十分广泛。由于在冬天（尤其在东北）温度很低，就会导致一些金属材料的力学性能发生变化，进而会影响到金属材料的安全使用。首先利用万能试验拉力机对45#，ZL201铝合金，40Cr三种金属材料在不同的温度下（20℃，-20℃，-60℃）的拉伸性能、断面收缩率和延伸率进行了研究。再用硬度测试仪和冲击试验机对三种材料在不同温度下的硬度和韧性进行了探究，最后借助金相显微镜和扫描电镜对三种材料低温断裂形貌和特征进行了判定。研究表明：（1）随着温度的降低，三种材料的抗拉强度和屈服强度都有提高，但45#和40Cr要比ZL201铝合金要提高的多。（2）随着温度的降低，三种材料的断面收缩率和延伸率都有所降低，说明当温度降低时，三种材料的塑性都会变小。（3）随着温度的降低，三种材料的硬度都会提升，但韧性的变化不一样。当温度在-60℃时，45#韧性降低了30%，40Cr降低了12.7%，而ZL201铝合金则几乎没发生变化。所以45#和40Cr金属材料会出现低温变脆的情况而ZL201铝合金材料则不会出现。（4）借助金相和电镜观察则发现，在20℃时，三种材料都发生的是韧性断裂，当在-20℃时，45#发生了脆性断裂，在-60℃时，40Cr也发生了脆性断裂，而ZL201铝合金不受温度的影响，始终发生韧性断裂。（5）40Cr虽然也出现了低温脆性现象，但它的韧脆转变温度比45#要低，所以在低温情况下，不像45#那么容易断裂。这是由于合金钢含有一些锰，络，钛，钒等合金元素与碳形成比较弱的碳化物，所以合金钢比碳钢有更高的硬度，耐磨性，强度和韧性。