結構材料(liao)(liao)的耐熱性是按(an)照各種使(shi)用溫度來分類的，因為(wei)材料(liao)(liao)的基本性能與(yu)使(shi)用溫度密切相關(guan)，所(suo)以(yi)可(ke)將其使(shi)用溫度分為(wei)四個范(fan)圍(wei)。

1. 零(ling)度以下和低(di)溫(wen)使(shi)用

  在(zai)零(ling)(ling)(ling)度(du)以(yi)下(xia)(xia)，材料主要的(de)(de)(de)使用(yong)(yong)要求(qiu)是使用(yong)(yong)溫(wen)度(du)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)韌(ren)(ren)性(xing)。鋼和有色金屬經常(chang)(chang)用(yong)(yong)于在(zai)零(ling)(ling)(ling)度(du)以(yi)下(xia)(xia)存儲、處理和輸送液化氣及變(bian)成液態的(de)(de)(de)氣體。有些金屬在(zai)室溫(wen)或零(ling)(ling)(ling)韌(ren)(ren)性(xing)溫(wen)度(du)以(yi)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)較小(xiao)溫(wen)度(du)范圍內，明顯(xian)地表現出韌(ren)(ren)性(xing)的(de)(de)(de)嚴(yan)重缺乏，將這一溫(wen)度(du)叫做韌(ren)(ren)性(xing)-脆性(xing)轉變(bian)溫(wen)度(du)。由于脆性(xing)裂紋的(de)(de)(de)擴(kuo)展會帶來危(wei)險，所以(yi)應(ying)該(gai)避免在(zai)低于零(ling)(ling)(ling)韌(ren)(ren)性(xing)溫(wen)度(du)下(xia)(xia)使用(yong)(yong)這些金屬。在(zai)零(ling)(ling)(ling)韌(ren)(ren)性(xing)溫(wen)度(du)以(yi)下(xia)(xia)，裂紋擴(kuo)展所需的(de)(de)(de)能量非(fei)常(chang)(chang)小(xiao)，也(ye)就是在(zai)很低的(de)(de)(de)應(ying)力下(xia)(xia)就很容易產(chan)生裂紋。

2. 0～200℃以(yi)下使用

  0～200℃以下這(zhe)(zhe)個溫度范圍(wei)，可以說是大多數金(jin)屬材料都可以處于這(zhe)(zhe)個溫度使用范圍(wei)，也(ye)就是極為(wei)平常的使用范圍(wei)，這(zhe)(zhe)里就不(bu)給予介紹了。

3. 中溫（200～650℃）下使用

  在(zai)絕大多數石油和(he)石化工業(ye)中(zhong)(zhong)使用的(de)容器都屬于中(zhong)(zhong)溫操作類型。這(zhe)里(li)最重要(yao)的(de)是要(yao)考慮(lv)發揮(hui)材(cai)料的(de)最佳性能，其中(zhong)(zhong)主(zhu)要(yao)的(de)指標是設計應力(li)值、設計公式的(de)合(he)理性和(he)材(cai)料的(de)韌性。

4. 高溫（＞650℃）下使(shi)用

  材(cai)(cai)料在(zai)高(gao)溫(wen)(wen)下(xia)使(shi)用，材(cai)(cai)料會(hui)處于假塑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)或全塑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)狀態下(xia)，設計必須(xu)以低于無彈性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)變(bian)(bian)形失效的(de)(de)極限應力(li)為基礎。高(gao)溫(wen)(wen)設計應力(li)極限是建立(li)在(zai)長期蠕變(bian)(bian)強度的(de)(de)基礎上并考慮金屬的(de)(de)鐵(tie)鱗(lin)阻力(li)。在(zai)高(gao)溫(wen)(wen)下(xia)所使(shi)用的(de)(de)材(cai)(cai)料應該(gai)具(ju)有(you)表(biao)4-4中的(de)(de)力(li)學(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能。在(zai)溫(wen)(wen)度高(gao)于425℃時(shi)，材(cai)(cai)料既(ji)要耐(nai)(nai)(nai)熱，還(huan)必須(xu)保持耐(nai)(nai)(nai)蝕性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、力(li)學(xue)強度、冶金穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、耐(nai)(nai)(nai)蠕變(bian)(bian)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、耐(nai)(nai)(nai)氧化性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、應力(li)、斷(duan)裂強度、韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和抵抗燃燒(shao)氣體和接觸化學(xue)物質的(de)(de)表(biao)面穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。

  耐(nai)熱材(cai)料的合金化(hua)元(yuan)素：耐(nai)熱材(cai)料必須含有(you)鉻以抗氧化(hua)。鈷、鋁、硅和(he)(he)稀土元(yuan)素有(you)助于表面氧化(hua)層的形(xing)成、穩定性和(he)(he)堅韌。鎳提供(gong)了強(qiang)度、穩定性、韌性和(he)(he)抗滲碳。鎢和(he)(he)鉬(mu)增(zeng)加高溫強(qiang)度。

 當(dang)溫度(du)高于600℃，通常考慮使(shi)用(yong)如下(xia)的材料：

  ①. 含有(you)17％～27％Cr和少量Mo的鐵素體鋼；

  ②. 奧氏體高溫、高強度鋼（含有高于(yu)8％Ni的Cr-M-Mo鋼）如牌號，06Cr18Ni11Ti（321）、06Cr18Nil1Nb（347）、06Cr17Ni12Mo2（316）和20Cr25Ni20（310）；

  ③. 高溫下使用(yong)的不銹鋼。

  常(chang)用耐熱鋼的適宜工(gong)作的溫度(du)范圍，見(jian)表4-2。

  碳鋼(gang)習慣上(shang)用(yong)(yong)于(yu)(yu)溫(wen)(wen)度不(bu)超(chao)(chao)過400℃，低(di)合(he)金(jin)鋼(gang)用(yong)(yong)于(yu)(yu)溫(wen)(wen)度不(bu)超(chao)(chao)過600～650℃，當超(chao)(chao)過以上(shang)溫(wen)(wen)度的(de)時候，由于(yu)(yu)蠕變(bian)(bian)而造成它(ta)們(men)失(shi)去穩(wen)定(ding)性(xing)。鎳基(ji)和(he)(he)鈷(gu)基(ji)的(de)超(chao)(chao)耐熱合(he)金(jin)能耐高溫(wen)(wen)且力學性(xing)能損(sun)失(shi)不(bu)大，但它(ta)們(men)的(de)經濟性(xing)和(he)(he)可(ke)用(yong)(yong)性(xing)限制了它(ta)們(men)的(de)一般應用(yong)(yong)，如600～675℃中溫(wen)(wen)范(fan)圍操作的(de)礦物燃(ran)料能源工廠就沒有(you)應用(yong)(yong)鎳基(ji)和(he)(he)鈷(gu)基(ji)合(he)金(jin)。在此溫(wen)(wen)度范(fan)圍內，優先(xian)考慮(lv)(lv)選用(yong)(yong)奧氏體不(bu)銹鋼(gang)。高溫(wen)(wen)下(xia)選用(yong)(yong)不(bu)銹鋼(gang)時，除了考慮(lv)(lv)蠕變(bian)(bian)強度，還應考慮(lv)(lv)高溫(wen)(wen)腐蝕、氧化(hua)、鱗皮、碳化(hua)以及二次相的(de)析出。超(chao)(chao)級鐵素(su)體不(bu)銹鋼(gang)S44627（E-Brite）、S44625（26-1）彌補了許多(duo)與06Cr17Ni12Mo2（316）不(bu)銹鋼(gang)缺點有(you)關的(de)不(bu)足。

表4-5列出幾種不銹鋼在燃氣(qi)中的腐蝕(shi)率（3個月(yue)）。

  ①. 指(zhi)發(fa)生點(dian)腐(fu)蝕的(de)試(shi)樣點(dian)腐(fu)蝕的(de)平均深(shen)度。

  ②. 指(zhi)試(shi)樣斷裂。

  高(gao)溫(wen)(wen)用鋼的評(ping)定試(shi)(shi)驗(yan)(yan)，是用來(lai)評(ping)定高(gao)溫(wen)(wen)用鋼的力學性能，供選用鋼材和設計時使用。試(shi)(shi)驗(yan)(yan)項目包括(kuo)：短期高(gao)溫(wen)(wen)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)；長(chang)期高(gao)溫(wen)(wen)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)；長(chang)期暴露(lu)于高(gao)溫(wen)(wen)后(hou)的短期和長(chang)期試(shi)(shi)驗(yan)(yan)；疲(pi)勞試(shi)(shi)驗(yan)(yan)（包括(kuo)熱疲(pi)勞和熱沖擊試(shi)(shi)驗(yan)(yan)）；與(yu)時間有關的疲(pi)勞試(shi)(shi)驗(yan)(yan)；韌性和韌度試(shi)(shi)驗(yan)(yan)。

 表(biao)4-6列出(chu)了(le)幾種不銹鋼在空氣中使用的建議溫度。