高(gao)溫破壞,即(ji)金屬材料在(zai)高(gao)溫下組織和性能惡化(hua)(hua)。常見的(de)如蠕變、珠(zhu)光體球化(hua)(hua)、石墨化(hua)(hua)、回火脆化(hua)(hua)等導致(zhi)金屬材料弱化(hua)(hua)和脆化(hua)(hua)。


1. 蠕(ru)變失效


  金屬(shu)材料(liao)在(0.3~0.5)Tm(熔點)溫度時,在恒應(ying)力作(zuo)用下發生應(ying)變(bian)(bian),隨著時間的推移(yi),應(ying)變(bian)(bian)增加,繼而出現塑(su)性(xing)變(bian)(bian)形(xing),以(yi)穩定蠕變(bian)(bian)發展到(dao)快速蠕變(bian)(bian)以(yi)至斷裂。蠕變(bian)(bian)失效(xiao)形(xing)式有:過量變(bian)(bian)形(xing),如爐(lu)管“鼓肚”;彈性(xing)應(ying)用松弛(chi),如螺栓緊固力降(jiang)低、斷裂。


2. 碳鋼、珠(zhu)光體耐(nai)熱鋼的珠(zhu)光體球化


  鋼的珠光體中片狀碳化物球化的速度和程度主要決定于溫度和時間,碳鋼在溫度為400℃時完全球化約需2×106h,510℃時則只需2.99×104h。球化后的鋼材,室溫強度、高溫強度和持久強度均降低。


3. 碳鋼(gang)(gang)和碳鉬鋼(gang)(gang)的(de)石(shi)墨化


  碳鋼(gang)和(he)0.5Mo鋼(gang)長(chang)(chang)(chang)期在(zai)高(gao)溫下工作,組織中過飽和(he)碳原子發(fa)生(sheng)遷移和(he)聚(ju)集,轉化(hua)為石墨(mo)(mo),使材料強度(du)降低。石墨(mo)(mo)化(hua)最容易發(fa)生(sheng)于焊接熱(re)影響區(qu)。早年,美國某(mou)電站(zhan)505℃的(de)主蒸汽管(guan)(guan)道采(cai)用0.5Mo鋼(gang)管(guan)(guan),在(zai)運行(xing)5年后斷裂(lie),造成嚴重(zhong)損失。0.5Mo鋼(gang)在(zai)468℃溫度(du)下長(chang)(chang)(chang)期工作就有石墨(mo)(mo)化(hua)傾(qing)向,發(fa)生(sheng)事故只是遲早的(de)事。GB/T 150《壓力容器》強調(diao)“碳素鋼(gang)和(he)碳錳(meng)鋼(gang)在(zai)高(gao)于425℃溫度(du)下長(chang)(chang)(chang)期使用時(shi),應考慮鋼(gang)中碳化(hua)物相的(de)石墨(mo)(mo)化(hua)傾(qing)向”。


4. 回(hui)火脆化(hua)


  臨氫環境,鉻鉬鋼長期在375~575℃溫度下工作,可能出現可逆性回火脆化,表現為脆化轉變溫度升高,如某21/4CrlMo鋼脫硫反應器在332~432℃運行30000h后,脆化轉變溫度由-37℃升至60℃。因而,回火脆化被認為是21/4Cr1Mo鋼脆性破壞的主要危險。為防止開停工脆斷,找到設備管道安全升(降)壓溫度是重要的。應予指出的是:臨氫鉻鉬鋼脆裂,常是回火脆化和氫脆共同作用的結果。金屬材料高溫破壞,還有像σ相析出脆化、強化合金析出相脆化都會致使基本弱化導致破壞。