高(gao)溫(wen)破壞,即金屬材料在高(gao)溫(wen)下組(zu)織和性能惡(e)化。常(chang)見的如(ru)蠕變、珠光體球化、石墨化、回(hui)火脆化等導(dao)致(zhi)金屬材料弱化和脆化。


1. 蠕變(bian)失(shi)效


  金屬材料在(zai)(zai)(0.3~0.5)Tm(熔點)溫度時(shi),在(zai)(zai)恒應(ying)(ying)力(li)作(zuo)用下發(fa)生應(ying)(ying)變,隨著(zhu)時(shi)間的推(tui)移,應(ying)(ying)變增加,繼而出現塑性(xing)變形(xing),以(yi)穩定蠕變發(fa)展到快速蠕變以(yi)至(zhi)斷裂。蠕變失(shi)效形(xing)式(shi)有:過量變形(xing),如爐管“鼓肚”;彈(dan)性(xing)應(ying)(ying)用松弛,如螺栓(shuan)緊固力(li)降低(di)、斷裂。


2. 碳鋼、珠光體耐熱鋼的珠光體球(qiu)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(tan)鋼(gang)和碳(tan)鉬鋼(gang)的石墨化


  碳(tan)鋼(gang)和(he)(he)0.5Mo鋼(gang)長期(qi)在(zai)高溫(wen)(wen)下工作(zuo),組(zu)織(zhi)中過飽和(he)(he)碳(tan)原子發生(sheng)(sheng)遷移和(he)(he)聚集,轉化為(wei)石(shi)墨(mo),使材料強度降低。石(shi)墨(mo)化最容易發生(sheng)(sheng)于焊接熱影響區。早年,美國某電站505℃的(de)(de)主蒸汽管(guan)道采用0.5Mo鋼(gang)管(guan),在(zai)運行5年后(hou)斷裂(lie),造成嚴(yan)重損失。0.5Mo鋼(gang)在(zai)468℃溫(wen)(wen)度下長期(qi)工作(zuo)就有石(shi)墨(mo)化傾(qing)向,發生(sheng)(sheng)事故只是(shi)遲(chi)早的(de)(de)事。GB/T 150《壓力容器》強調“碳(tan)素(su)鋼(gang)和(he)(he)碳(tan)錳鋼(gang)在(zai)高于425℃溫(wen)(wen)度下長期(qi)使用時,應考(kao)慮鋼(gang)中碳(tan)化物相的(de)(de)石(shi)墨(mo)化傾(qing)向”。


4. 回火脆(cui)化(hua)


  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。