高溫破(po)壞,即金(jin)(jin)屬(shu)材料在高溫下組織和性能惡化(hua)(hua)。常見的如蠕變、珠(zhu)光體(ti)球化(hua)(hua)、石(shi)墨化(hua)(hua)、回(hui)火脆化(hua)(hua)等導(dao)致金(jin)(jin)屬(shu)材料弱化(hua)(hua)和脆化(hua)(hua)。


1. 蠕變(bian)失效


  金屬材料在(zai)(0.3~0.5)Tm(熔點(dian))溫度時,在(zai)恒應(ying)力作用(yong)下發生應(ying)變(bian)(bian),隨著(zhu)時間的推移(yi),應(ying)變(bian)(bian)增加,繼而(er)出現塑性變(bian)(bian)形,以穩定蠕變(bian)(bian)發展到快(kuai)速蠕變(bian)(bian)以至斷裂(lie)。蠕變(bian)(bian)失(shi)效(xiao)形式有(you):過量變(bian)(bian)形,如(ru)爐管“鼓(gu)肚(du)”;彈性應(ying)用(yong)松弛,如(ru)螺栓緊固(gu)力降低、斷裂(lie)。


2. 碳(tan)鋼(gang)(gang)、珠光體耐熱鋼(gang)(gang)的珠光體球化


  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. 碳鋼和碳鉬(mu)鋼的石墨化


  碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)和0.5Mo鋼(gang)(gang)(gang)長期(qi)在高(gao)溫下工作,組織中過飽和碳(tan)原子(zi)發生遷移和聚集,轉化(hua)(hua)為石墨(mo),使(shi)材料強度(du)降低。石墨(mo)化(hua)(hua)最容易發生于焊接(jie)熱影(ying)響區。早年,美國某電站(zhan)505℃的主蒸汽管道采用(yong)0.5Mo鋼(gang)(gang)(gang)管,在運行5年后斷(duan)裂,造成嚴重損失(shi)。0.5Mo鋼(gang)(gang)(gang)在468℃溫度(du)下長期(qi)工作就(jiu)有石墨(mo)化(hua)(hua)傾向,發生事故只是遲早的事。GB/T 150《壓力容器》強調“碳(tan)素鋼(gang)(gang)(gang)和碳(tan)錳(meng)鋼(gang)(gang)(gang)在高(gao)于425℃溫度(du)下長期(qi)使(shi)用(yong)時,應(ying)考慮鋼(gang)(gang)(gang)中碳(tan)化(hua)(hua)物相(xiang)的石墨(mo)化(hua)(hua)傾向”。


4. 回火(huo)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。