高溫(wen)破壞,即金屬材料在(zai)高溫(wen)下組織和(he)性能惡(e)化(hua)(hua)。常見的如蠕變、珠光體球化(hua)(hua)、石墨化(hua)(hua)、回(hui)火脆化(hua)(hua)等(deng)導致金屬材料弱化(hua)(hua)和(he)脆化(hua)(hua)。
1. 蠕變失效
金屬材料在(zai)(0.3~0.5)Tm(熔點)溫度(du)時(shi)(shi),在(zai)恒(heng)應力作用下(xia)發生應變(bian),隨著時(shi)(shi)間的推移,應變(bian)增加,繼而出現塑(su)性變(bian)形(xing),以穩定蠕變(bian)發展(zhan)到(dao)快速蠕變(bian)以至斷裂。蠕變(bian)失(shi)效形(xing)式有:過(guo)量變(bian)形(xing),如(ru)爐管“鼓肚”;彈性應用松(song)弛,如(ru)螺栓緊固力降低、斷裂。
2. 碳鋼、珠光體耐熱鋼的珠光體球化(hua)
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(tan)鋼和(he)碳(tan)鉬鋼的石墨化
碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)和(he)0.5Mo鋼(gang)(gang)(gang)長(chang)(chang)期在(zai)高溫(wen)下工作(zuo),組織中過飽和(he)碳(tan)(tan)原子發生遷移和(he)聚集,轉(zhuan)化為石(shi)墨,使(shi)材料強(qiang)(qiang)度(du)降低(di)。石(shi)墨化最(zui)容(rong)易發生于焊接熱影(ying)響區。早(zao)年,美國某電站(zhan)505℃的主蒸汽管(guan)道采用0.5Mo鋼(gang)(gang)(gang)管(guan),在(zai)運(yun)行(xing)5年后斷裂,造成嚴重損失。0.5Mo鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)468℃溫(wen)度(du)下長(chang)(chang)期工作(zuo)就有石(shi)墨化傾(qing)向,發生事故只是遲(chi)早(zao)的事。GB/T 150《壓力容(rong)器》強(qiang)(qiang)調(diao)“碳(tan)(tan)素(su)鋼(gang)(gang)(gang)和(he)碳(tan)(tan)錳鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)高于425℃溫(wen)度(du)下長(chang)(chang)期使(shi)用時,應考慮鋼(gang)(gang)(gang)中碳(tan)(tan)化物相的石(shi)墨化傾(qing)向”。
4. 回火脆化
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。

