1940年以前，舰船的金属结构通常是铆接而成的，铆接的个别部分被破坏并不会导致整体的破坏。50 年代，随着自动、手动和半自动焊接技术的广泛应用，船体开始采用全焊接技术。然而，在从铆接结构向焊接结构过渡的那个时期，焊接结构的整体性可能会为微裂缝发展成较大裂缝创造条件，从而导致灾难性后果，这一事实并未得到正确认识。对此类故障的首次研究表明，仅根据拉伸试验获得的特性来要求造船钢材是不够的。对船只失事的研究表明，事故往往发生在北纬地区航行的船只上，当低温和高海浪同时出现时，受伤人数最多。因此，钢材必须具有足够的抗脆性断裂能力。钢材的化学成分，尤其是允许的碳含量上限，必须确保在既定的焊接工艺下，焊接热影响区出现裂纹的可能性较低。大多数低合金船体钢采用的碳含量限制（<0.12%）在生产条件下是合理的。对于适用于TMO（热机械加工）的钢材，必须降低碳含量以提高延展性和韧性。在过去的十年中，耐寒可焊结构钢的结构和性能的形成和演变有了科学依据，最重要的使用性能提高了两倍：—在生产阶段，考虑到冶炼、锻造、冲压、轧制、热处理和 TMO 工艺；—在弯曲、矫直、切割和焊接等加工阶段；—在使用过程中受到外部冲击的影响——静态、动态、循环，包括受到侵蚀性介质的影响。这项工作是在具有重大国家意义的创新项目 “金属 ”上开展的。该项目致力于解决一个热点问题——为俄罗斯海域北极大陆架油气田的开发制造耐寒钢材和焊接材料。国内研究机构和冶金公司之间的创造性合作为项目的成功实施做出了贡献。做出最大贡献的是普罗米修斯中央结构材料研究院的科学家和工程师，以及巴丁中央化学和冶金研究所、乌拉尔金属物理研究所、克雷洛夫中央研究所、俄罗斯科学院冶金和材料科学研究所、OJSC “北方钢铁”（音译：谢韦尔钢铁股份公司，是苏联和俄罗斯的一家纵向一体化钢铁和矿业公司）、“OMZ特钢有限责任公司” （俄罗斯最大的冶金坯料生产商）。在“金属”项目的实施过程中，综合基本方法解决了许多实际问题。1. 在生产阶段获得高质量的超纯钢：—为了确保初始金属在非金属夹杂物和气体含量方面具有较高的冶金质量，开发了钢熔炼工艺模式；—为了在热塑性变形和热处理过程中形成细粒结构，开发了钢微量合金化最佳组合的材料；—在研究变形对结构变化和各向同性的影响的基础上，确定了最佳轧制制度；—对TMO热塑性变形的温度和变形参数进行了优化；—在相变和结构转变的定量物理模型、热塑性变形造成的晶格缺陷遗传程度的估计、碳化物形成过程研究的基础上，改进了热处理和TMO技术。2. 确保钢材在加工阶段的高可工艺性：—在对温度和变形模式对初始结构退化程度的影响进行研究的基础上，对不同强度类别钢材的成型技术（弯曲、矫直）进行了优化；—确定了不同强度和结构等级钢材的可焊性边界参数，包括激光焊接应用的边界条件；—根据焊接模式，揭示了不同等级钢焊接接头和热影响区相变介观结构的形成规律、分类和定量认证，从而优化了耐寒钢的焊接技术。3.确保所制造钢材的高适用性和结构可靠性：—根据钢材结构状态的数据，建立了钢材抗静态、循环和动态载荷的模型，并根据所需的性能指标优化了材料的结构状态。​—在研究腐蚀和腐蚀-机械效应下的破坏机理的基础上，确保了结构在海水影响下的长期可靠运行；—在对断裂过程进行数值模拟的基础上，对结构的适用性进行了预测，并对不同初始结构的钢材在静态、动态和循环荷载下的塑性变形和断裂特征、结构的演变调整以及临界结构状态的形成进行了研究。