結構(gou)材(cai)料(liao)的耐熱性是按照各(ge)種(zhong)使(shi)用溫(wen)(wen)度(du)來分類的，因為材(cai)料(liao)的基(ji)本性能與使(shi)用溫(wen)(wen)度(du)密切相關(guan)，所以可將其(qi)使(shi)用溫(wen)(wen)度(du)分為四個(ge)范圍。
1. 零度以下和低(di)溫使用
在(zai)零度(du)(du)(du)以(yi)(yi)下，材料主要(yao)的(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)要(yao)求是使(shi)用(yong)(yong)溫(wen)度(du)(du)(du)下的(de)(de)韌性(xing)。鋼(gang)和有(you)(you)色(se)金(jin)屬經常用(yong)(yong)于(yu)在(zai)零度(du)(du)(du)以(yi)(yi)下存儲、處理和輸送液化氣(qi)及變成液態的(de)(de)氣(qi)體。有(you)(you)些金(jin)屬在(zai)室溫(wen)或零韌性(xing)溫(wen)度(du)(du)(du)以(yi)(yi)下的(de)(de)較小溫(wen)度(du)(du)(du)范圍內，明顯地表現出韌性(xing)的(de)(de)嚴重缺乏，將這一溫(wen)度(du)(du)(du)叫做韌性(xing)-脆性(xing)轉變溫(wen)度(du)(du)(du)。由(you)于(yu)脆性(xing)裂紋(wen)(wen)的(de)(de)擴展(zhan)會帶(dai)來危(wei)險，所以(yi)(yi)應該避免在(zai)低于(yu)零韌性(xing)溫(wen)度(du)(du)(du)下使(shi)用(yong)(yong)這些金(jin)屬。在(zai)零韌性(xing)溫(wen)度(du)(du)(du)以(yi)(yi)下，裂紋(wen)(wen)擴展(zhan)所需的(de)(de)能量非常小，也就是在(zai)很低的(de)(de)應力下就很容(rong)易產生裂紋(wen)(wen)。
2. 0～200℃以下使用
0～200℃以下這(zhe)個(ge)溫(wen)度(du)范圍(wei)，可(ke)以說是大多數金屬材(cai)料都可(ke)以處于(yu)這(zhe)個(ge)溫(wen)度(du)使(shi)用(yong)范圍(wei)，也就是極(ji)為平常的(de)使(shi)用(yong)范圍(wei)，這(zhe)里就不給予介紹了。
3. 中溫（200～650℃）下(xia)使用
在(zai)絕大多數石(shi)油和石(shi)化(hua)工業中使用的容器都屬(shu)于(yu)中溫操作類型。這里最重要(yao)的是要(yao)考慮發揮(hui)材料的最佳性(xing)能，其中主要(yao)的指標(biao)是設計應力(li)值、設計公式的合理性(xing)和材料的韌性(xing)。
4. 高溫（＞650℃）下使(shi)用
材料(liao)在(zai)高(gao)溫下(xia)(xia)使用(yong)，材料(liao)會處于假(jia)塑性(xing)(xing)或全塑性(xing)(xing)狀態下(xia)(xia)，設(she)計必(bi)須以低于無彈性(xing)(xing)變(bian)形(xing)失效的(de)(de)極限(xian)應(ying)力(li)(li)(li)為基(ji)礎(chu)。高(gao)溫設(she)計應(ying)力(li)(li)(li)極限(xian)是建立在(zai)長期蠕變(bian)強度(du)的(de)(de)基(ji)礎(chu)上并考(kao)慮金(jin)屬的(de)(de)鐵鱗阻力(li)(li)(li)。在(zai)高(gao)溫下(xia)(xia)所使用(yong)的(de)(de)材料(liao)應(ying)該具有表4-4中的(de)(de)力(li)(li)(li)學性(xing)(xing)能。在(zai)溫度(du)高(gao)于425℃時，材料(liao)既要耐(nai)熱，還必(bi)須保(bao)持耐(nai)蝕性(xing)(xing)、力(li)(li)(li)學強度(du)、冶(ye)金(jin)穩定(ding)性(xing)(xing)、耐(nai)蠕變(bian)性(xing)(xing)、耐(nai)氧化性(xing)(xing)、應(ying)力(li)(li)(li)、斷(duan)裂強度(du)、韌性(xing)(xing)和抵抗(kang)燃燒氣體和接觸化學物質的(de)(de)表面穩定(ding)性(xing)(xing)。
耐熱(re)材料的合金化元(yuan)素：耐熱(re)材料必須含有鉻以(yi)抗氧化。鈷(gu)、鋁、硅和(he)(he)(he)稀土元(yuan)素有助于(yu)表面氧化層的形(xing)成、穩(wen)定性和(he)(he)(he)堅韌(ren)。鎳提(ti)供了強度(du)、穩(wen)定性、韌(ren)性和(he)(he)(he)抗滲碳。鎢和(he)(he)(he)鉬增加高(gao)溫強度(du)。
當溫(wen)度高于600℃，通(tong)常考慮使用如(ru)下的材料：
①. 含(han)有17％～27％Cr和少量Mo的鐵(tie)素體鋼(gang)；
②. 奧氏體高(gao)溫(wen)、高(gao)強度鋼(gang)（含有高(gao)于8％Ni的Cr-M-Mo鋼(gang)）如牌號(hao)，06Cr18Ni11Ti（321）、06Cr18Nil1Nb（347）、06Cr17Ni12Mo2（316）和20Cr25Ni20（310）；
③. 高溫(wen)下使用的不銹鋼。
常用耐熱(re)鋼的適宜工作的溫度范(fan)圍，見表4-2。
碳(tan)鋼習慣(guan)上(shang)用(yong)(yong)于(yu)溫度(du)不(bu)超過(guo)400℃，低合(he)金(jin)鋼用(yong)(yong)于(yu)溫度(du)不(bu)超過(guo)600～650℃，當超過(guo)以上(shang)溫度(du)的(de)(de)時候，由于(yu)蠕(ru)變而造成它(ta)們失去穩定性(xing)。鎳(nie)基(ji)和鈷基(ji)的(de)(de)超耐熱合(he)金(jin)能耐高(gao)溫且(qie)力(li)學性(xing)能損失不(bu)大，但它(ta)們的(de)(de)經濟性(xing)和可用(yong)(yong)性(xing)限制(zhi)了(le)它(ta)們的(de)(de)一般應用(yong)(yong)，如600～675℃中溫范圍操(cao)作的(de)(de)礦物燃料能源(yuan)工廠(chang)就沒有(you)應用(yong)(yong)鎳(nie)基(ji)和鈷基(ji)合(he)金(jin)。在此溫度(du)范圍內，優先考(kao)慮(lv)選用(yong)(yong)奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼。高(gao)溫下(xia)選用(yong)(yong)不(bu)銹(xiu)鋼時，除(chu)了(le)考(kao)慮(lv)蠕(ru)變強度(du)，還應考(kao)慮(lv)高(gao)溫腐蝕、氧化、鱗皮(pi)、碳(tan)化以及二次相的(de)(de)析出。超級鐵素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼S44627（E-Brite）、S44625（26-1）彌(mi)補了(le)許多與(yu)06Cr17Ni12Mo2（316）不(bu)銹(xiu)鋼缺(que)點有(you)關的(de)(de)不(bu)足(zu)。
表4-5列出幾種不銹鋼(gang)在燃(ran)氣(qi)中的腐蝕(shi)率（3個月）。
①. 指發生點腐(fu)蝕的(de)試(shi)樣點腐(fu)蝕的(de)平(ping)均(jun)深(shen)度。
②. 指試樣斷(duan)裂。
高(gao)(gao)溫(wen)(wen)用鋼(gang)的(de)評定試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)，是用來評定高(gao)(gao)溫(wen)(wen)用鋼(gang)的(de)力學性能，供選用鋼(gang)材和設計(ji)時使用。試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)項目包括(kuo)：短期高(gao)(gao)溫(wen)(wen)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)；長期高(gao)(gao)溫(wen)(wen)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)；長期暴(bao)露于高(gao)(gao)溫(wen)(wen)后的(de)短期和長期試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)；疲(pi)勞(lao)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)（包括(kuo)熱疲(pi)勞(lao)和熱沖擊試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)）；與(yu)時間有(you)關的(de)疲(pi)勞(lao)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)；韌(ren)性和韌(ren)度試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)。
表4-6列(lie)出了幾(ji)種不銹鋼在(zai)空氣(qi)中使用的建議溫度。
