結構材(cai)料的耐熱性是按照(zhao)各種(zhong)使(shi)用(yong)溫(wen)度來(lai)分類的，因(yin)為材(cai)料的基(ji)本(ben)性能與(yu)使(shi)用(yong)溫(wen)度密切相(xiang)關，所以可將其(qi)使(shi)用(yong)溫(wen)度分為四(si)個范圍。

1. 零度以下和低(di)溫使用

  在零度(du)以(yi)(yi)下，材料主(zhu)要的(de)(de)使(shi)用(yong)要求是(shi)使(shi)用(yong)溫度(du)下的(de)(de)韌(ren)性(xing)(xing)(xing)。鋼和有(you)色金屬(shu)經常用(yong)于(yu)在零度(du)以(yi)(yi)下存儲、處理(li)和輸送液化氣(qi)及變成(cheng)液態的(de)(de)氣(qi)體。有(you)些金屬(shu)在室(shi)溫或零韌(ren)性(xing)(xing)(xing)溫度(du)以(yi)(yi)下的(de)(de)較小(xiao)溫度(du)范圍內，明顯地表現出韌(ren)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)嚴重缺乏，將(jiang)這一(yi)溫度(du)叫做韌(ren)性(xing)(xing)(xing)-脆性(xing)(xing)(xing)轉變溫度(du)。由(you)于(yu)脆性(xing)(xing)(xing)裂紋的(de)(de)擴(kuo)(kuo)展會帶(dai)來危(wei)險，所(suo)以(yi)(yi)應該避免在低于(yu)零韌(ren)性(xing)(xing)(xing)溫度(du)下使(shi)用(yong)這些金屬(shu)。在零韌(ren)性(xing)(xing)(xing)溫度(du)以(yi)(yi)下，裂紋擴(kuo)(kuo)展所(suo)需的(de)(de)能量非(fei)常小(xiao)，也就(jiu)是(shi)在很低的(de)(de)應力下就(jiu)很容(rong)易產生裂紋。

2. 0～200℃以下使(shi)用

  0～200℃以(yi)下這個溫(wen)度范圍，可以(yi)說是大(da)多數金(jin)屬材(cai)料都可以(yi)處于這個溫(wen)度使用范圍，也就(jiu)是極為平常的使用范圍，這里就(jiu)不給予介紹(shao)了(le)。

3. 中溫（200～650℃）下使用

  在絕大多數石油和石化工業中(zhong)使用的(de)容器都屬(shu)于(yu)中(zhong)溫操作類型。這里最(zui)重要的(de)是要考(kao)慮發揮材料的(de)最(zui)佳性能，其中(zhong)主要的(de)指標是設計應力(li)值、設計公(gong)式(shi)的(de)合理性和材料的(de)韌性。

4. 高溫（＞650℃）下使用

  材料(liao)在高(gao)溫(wen)(wen)下(xia)使用(yong)，材料(liao)會處于(yu)假塑性(xing)或(huo)全塑性(xing)狀態下(xia)，設計必須以低于(yu)無彈(dan)性(xing)變形失效的(de)極(ji)限應力(li)(li)(li)為基(ji)礎。高(gao)溫(wen)(wen)設計應力(li)(li)(li)極(ji)限是建立在長期蠕變強(qiang)度的(de)基(ji)礎上并考慮金(jin)屬的(de)鐵鱗阻力(li)(li)(li)。在高(gao)溫(wen)(wen)下(xia)所使用(yong)的(de)材料(liao)應該具有表(biao)4-4中(zhong)的(de)力(li)(li)(li)學(xue)性(xing)能。在溫(wen)(wen)度高(gao)于(yu)425℃時，材料(liao)既(ji)要耐熱(re)，還必須保持耐蝕性(xing)、力(li)(li)(li)學(xue)強(qiang)度、冶(ye)金(jin)穩定性(xing)、耐蠕變性(xing)、耐氧化(hua)性(xing)、應力(li)(li)(li)、斷裂強(qiang)度、韌(ren)性(xing)和抵抗燃燒氣體(ti)和接觸化(hua)學(xue)物質的(de)表(biao)面(mian)穩定性(xing)。

  耐熱(re)材料(liao)的(de)合金(jin)化元素：耐熱(re)材料(liao)必須含(han)有鉻以抗氧(yang)化。鈷、鋁、硅和(he)稀土元素有助(zhu)于表面氧(yang)化層的(de)形成、穩定性(xing)和(he)堅韌。鎳提供了強度、穩定性(xing)、韌性(xing)和(he)抗滲碳。鎢(wu)和(he)鉬增(zeng)加高溫強度。

 當溫(wen)度高(gao)于600℃，通常(chang)考慮使用(yong)如(ru)下的(de)材料：

  ①. 含(han)有(you)17％～27％Cr和少量Mo的鐵素體鋼；

  ②. 奧氏(shi)體高溫、高強(qiang)度鋼(gang)（含有高于8％Ni的Cr-M-Mo鋼(gang)）如牌(pai)號(hao)，06Cr18Ni11Ti（321）、06Cr18Nil1Nb（347）、06Cr17Ni12Mo2（316）和20Cr25Ni20（310）；

  ③. 高(gao)溫(wen)下使用的不銹鋼。

  常用(yong)耐熱鋼(gang)的(de)適宜(yi)工作的(de)溫度(du)范圍(wei)，見(jian)表4-2。

  碳(tan)鋼習(xi)慣上(shang)用(yong)(yong)于溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)不(bu)(bu)超(chao)過400℃，低合(he)金鋼用(yong)(yong)于溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)不(bu)(bu)超(chao)過600～650℃，當超(chao)過以(yi)上(shang)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)的(de)(de)時(shi)候，由于蠕(ru)變而造(zao)成它(ta)們(men)失去穩定性(xing)。鎳基(ji)和鈷基(ji)的(de)(de)超(chao)耐熱合(he)金能耐高溫(wen)(wen)(wen)且(qie)力學性(xing)能損(sun)失不(bu)(bu)大，但它(ta)們(men)的(de)(de)經(jing)濟性(xing)和可(ke)用(yong)(yong)性(xing)限制了(le)它(ta)們(men)的(de)(de)一般(ban)應(ying)用(yong)(yong)，如600～675℃中(zhong)溫(wen)(wen)(wen)范(fan)圍操作(zuo)的(de)(de)礦物(wu)燃(ran)料能源工廠(chang)就沒有應(ying)用(yong)(yong)鎳基(ji)和鈷基(ji)合(he)金。在(zai)此溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)范(fan)圍內，優先考慮選用(yong)(yong)奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼。高溫(wen)(wen)(wen)下(xia)選用(yong)(yong)不(bu)(bu)銹鋼時(shi)，除了(le)考慮蠕(ru)變強度(du)(du)，還應(ying)考慮高溫(wen)(wen)(wen)腐蝕、氧化、鱗(lin)皮、碳(tan)化以(yi)及二次(ci)相的(de)(de)析出。超(chao)級鐵素體(ti)不(bu)(bu)銹鋼S44627（E-Brite）、S44625（26-1）彌補了(le)許多與06Cr17Ni12Mo2（316）不(bu)(bu)銹鋼缺點有關(guan)的(de)(de)不(bu)(bu)足。

表(biao)4-5列出幾種不銹鋼在燃氣中的腐蝕(shi)率（3個月）。

  ①. 指發生點腐蝕的(de)(de)試樣(yang)點腐蝕的(de)(de)平均深度。

  ②. 指試(shi)樣斷裂。

  高(gao)溫(wen)用(yong)鋼(gang)的評定(ding)試(shi)驗，是(shi)用(yong)來評定(ding)高(gao)溫(wen)用(yong)鋼(gang)的力學性(xing)能，供選用(yong)鋼(gang)材(cai)和設計時(shi)(shi)使(shi)用(yong)。試(shi)驗項目包括：短期(qi)高(gao)溫(wen)試(shi)驗；長期(qi)高(gao)溫(wen)試(shi)驗；長期(qi)暴露(lu)于高(gao)溫(wen)后(hou)的短期(qi)和長期(qi)試(shi)驗；疲(pi)勞試(shi)驗（包括熱疲(pi)勞和熱沖擊試(shi)驗）；與時(shi)(shi)間(jian)有關(guan)的疲(pi)勞試(shi)驗；韌性(xing)和韌度試(shi)驗。

 表4-6列出了幾種不銹鋼在空氣中(zhong)使用的建議(yi)溫度。