結構材料(liao)的(de)耐熱性是(shi)按照各(ge)種使用(yong)(yong)溫(wen)度來(lai)分類的(de)，因為(wei)材料(liao)的(de)基(ji)本(ben)性能與(yu)使用(yong)(yong)溫(wen)度密切相(xiang)關(guan)，所以可(ke)將其使用(yong)(yong)溫(wen)度分為(wei)四個范圍(wei)。
1. 零度以下和低溫使用
在零(ling)度(du)以(yi)(yi)下(xia)，材料主要的(de)使(shi)用(yong)(yong)要求(qiu)是(shi)使(shi)用(yong)(yong)溫(wen)(wen)度(du)下(xia)的(de)韌(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)。鋼和有色金屬經常用(yong)(yong)于(yu)在零(ling)度(du)以(yi)(yi)下(xia)存儲、處理和輸送液化氣及變成液態(tai)的(de)氣體(ti)。有些(xie)金屬在室溫(wen)(wen)或(huo)零(ling)韌(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)溫(wen)(wen)度(du)以(yi)(yi)下(xia)的(de)較小溫(wen)(wen)度(du)范圍內，明顯地表現(xian)出(chu)韌(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)的(de)嚴重(zhong)缺乏(fa)，將這一(yi)溫(wen)(wen)度(du)叫做韌(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)-脆(cui)性(xing)(xing)(xing)轉變溫(wen)(wen)度(du)。由(you)于(yu)脆(cui)性(xing)(xing)(xing)裂(lie)紋(wen)(wen)的(de)擴展會帶來危險，所以(yi)(yi)應該避免在低(di)于(yu)零(ling)韌(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)溫(wen)(wen)度(du)下(xia)使(shi)用(yong)(yong)這些(xie)金屬。在零(ling)韌(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)溫(wen)(wen)度(du)以(yi)(yi)下(xia)，裂(lie)紋(wen)(wen)擴展所需的(de)能量非常小，也就(jiu)(jiu)是(shi)在很低(di)的(de)應力(li)下(xia)就(jiu)(jiu)很容易產(chan)生裂(lie)紋(wen)(wen)。
2. 0～200℃以下使用
0～200℃以下這個溫(wen)度范(fan)圍，可(ke)以說(shuo)是(shi)大多數金屬材料都可(ke)以處(chu)于這個溫(wen)度使(shi)用范(fan)圍，也就是(shi)極為平(ping)常(chang)的使(shi)用范(fan)圍，這里就不給予介紹了。
3. 中(zhong)溫（200～650℃）下使用
在絕大多數(shu)石(shi)油(you)和石(shi)化(hua)工業中使用的(de)容器都屬于中溫操作類型。這里最重要(yao)的(de)是要(yao)考慮發揮材(cai)料的(de)最佳性能(neng)，其(qi)中主要(yao)的(de)指標是設計(ji)應(ying)力值、設計(ji)公式的(de)合(he)理性和材(cai)料的(de)韌性。
4. 高溫（＞650℃）下使(shi)用
材(cai)料在高溫下(xia)使(shi)(shi)用，材(cai)料會處于(yu)(yu)假塑(su)性(xing)(xing)或全(quan)塑(su)性(xing)(xing)狀態(tai)下(xia)，設計(ji)必須以(yi)低于(yu)(yu)無彈性(xing)(xing)變(bian)形失(shi)效(xiao)的極限應(ying)力(li)(li)為(wei)基(ji)礎(chu)。高溫設計(ji)應(ying)力(li)(li)極限是建立在長(chang)期蠕變(bian)強(qiang)(qiang)度(du)的基(ji)礎(chu)上并考慮金屬的鐵鱗阻力(li)(li)。在高溫下(xia)所使(shi)(shi)用的材(cai)料應(ying)該具有(you)表4-4中(zhong)的力(li)(li)學(xue)(xue)性(xing)(xing)能。在溫度(du)高于(yu)(yu)425℃時(shi)，材(cai)料既要耐熱，還必須保持耐蝕性(xing)(xing)、力(li)(li)學(xue)(xue)強(qiang)(qiang)度(du)、冶(ye)金穩定性(xing)(xing)、耐蠕變(bian)性(xing)(xing)、耐氧化(hua)性(xing)(xing)、應(ying)力(li)(li)、斷(duan)裂強(qiang)(qiang)度(du)、韌性(xing)(xing)和抵抗燃(ran)燒(shao)氣體(ti)和接觸(chu)化(hua)學(xue)(xue)物質的表面(mian)穩定性(xing)(xing)。
耐(nai)熱材料的合金(jin)化(hua)元素：耐(nai)熱材料必(bi)須含有(you)鉻以抗(kang)氧化(hua)。鈷、鋁、硅和(he)(he)稀土元素有(you)助于表面氧化(hua)層的形成、穩定性和(he)(he)堅韌。鎳提供了強度、穩定性、韌性和(he)(he)抗(kang)滲碳。鎢(wu)和(he)(he)鉬(mu)增加(jia)高(gao)溫強度。
當溫度(du)高于600℃，通常考慮(lv)使用如下的材料：
①. 含有(you)17％～27％Cr和(he)少(shao)量Mo的鐵素(su)體(ti)鋼；
②. 奧氏體(ti)高溫、高強度(du)鋼（含有(you)高于8％Ni的Cr-M-Mo鋼）如牌號(hao)，06Cr18Ni11Ti（321）、06Cr18Nil1Nb（347）、06Cr17Ni12Mo2（316）和(he)20Cr25Ni20（310）；
③. 高(gao)溫下(xia)使用的不(bu)銹鋼。
常用(yong)耐熱(re)鋼的適宜工作的溫度范(fan)圍，見表4-2。
碳鋼(gang)(gang)習慣上用(yong)于溫(wen)(wen)(wen)度(du)不(bu)(bu)超(chao)過(guo)400℃，低合金鋼(gang)(gang)用(yong)于溫(wen)(wen)(wen)度(du)不(bu)(bu)超(chao)過(guo)600～650℃，當超(chao)過(guo)以上溫(wen)(wen)(wen)度(du)的(de)(de)(de)時(shi)候，由于蠕(ru)變而造成它們(men)(men)失去穩定性(xing)。鎳基(ji)(ji)和鈷(gu)基(ji)(ji)的(de)(de)(de)超(chao)耐熱合金能耐高溫(wen)(wen)(wen)且力學性(xing)能損失不(bu)(bu)大，但它們(men)(men)的(de)(de)(de)經(jing)濟性(xing)和可(ke)用(yong)性(xing)限制了它們(men)(men)的(de)(de)(de)一般(ban)應用(yong)，如600～675℃中溫(wen)(wen)(wen)范圍操作的(de)(de)(de)礦物燃料能源(yuan)工廠就(jiu)沒有(you)(you)應用(yong)鎳基(ji)(ji)和鈷(gu)基(ji)(ji)合金。在(zai)此溫(wen)(wen)(wen)度(du)范圍內，優先(xian)考慮選用(yong)奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)。高溫(wen)(wen)(wen)下選用(yong)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)時(shi)，除(chu)了考慮蠕(ru)變強(qiang)度(du)，還應考慮高溫(wen)(wen)(wen)腐蝕、氧化、鱗皮、碳化以及二次相的(de)(de)(de)析出。超(chao)級鐵素(su)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)S44627（E-Brite）、S44625（26-1）彌(mi)補了許多與06Cr17Ni12Mo2（316）不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)缺點有(you)(you)關的(de)(de)(de)不(bu)(bu)足(zu)。
表4-5列出(chu)幾(ji)種不(bu)銹鋼在(zai)燃氣中的腐蝕(shi)率（3個月）。
①. 指(zhi)發生點腐蝕的試樣點腐蝕的平均深度(du)。
②. 指試樣斷裂。
高溫(wen)(wen)用鋼(gang)的評定(ding)試驗(yan)，是用來(lai)評定(ding)高溫(wen)(wen)用鋼(gang)的力學性能，供選用鋼(gang)材和設計時使用。試驗(yan)項目包括：短(duan)期高溫(wen)(wen)試驗(yan)；長(chang)期高溫(wen)(wen)試驗(yan)；長(chang)期暴露(lu)于高溫(wen)(wen)后的短(duan)期和長(chang)期試驗(yan)；疲勞試驗(yan)（包括熱(re)疲勞和熱(re)沖(chong)擊試驗(yan)）；與時間有關的疲勞試驗(yan)；韌性和韌度試驗(yan)。
表4-6列出了(le)幾種不銹鋼在空氣(qi)中(zhong)使用(yong)的(de)建議溫(wen)度。
