結(jie)構材料的耐(nai)熱性是按照各種使(shi)(shi)(shi)用溫度來分類的，因為(wei)(wei)材料的基本性能與使(shi)(shi)(shi)用溫度密切相關，所以可(ke)將其使(shi)(shi)(shi)用溫度分為(wei)(wei)四個范圍。
1. 零度以下和低(di)溫使用
在零(ling)度(du)(du)以(yi)下(xia)(xia)，材料主要的(de)使用(yong)(yong)要求是使用(yong)(yong)溫度(du)(du)下(xia)(xia)的(de)韌性(xing)。鋼和有(you)色金屬(shu)經常(chang)用(yong)(yong)于(yu)在零(ling)度(du)(du)以(yi)下(xia)(xia)存(cun)儲(chu)、處理和輸送(song)液化氣(qi)及變成液態的(de)氣(qi)體。有(you)些(xie)(xie)金屬(shu)在室(shi)溫或(huo)零(ling)韌性(xing)溫度(du)(du)以(yi)下(xia)(xia)的(de)較(jiao)小(xiao)(xiao)溫度(du)(du)范圍內，明顯地表現出韌性(xing)的(de)嚴重缺乏，將這(zhe)一(yi)溫度(du)(du)叫做韌性(xing)-脆(cui)性(xing)轉(zhuan)變溫度(du)(du)。由于(yu)脆(cui)性(xing)裂紋的(de)擴展(zhan)會帶來(lai)危險，所(suo)以(yi)應該避免(mian)在低于(yu)零(ling)韌性(xing)溫度(du)(du)下(xia)(xia)使用(yong)(yong)這(zhe)些(xie)(xie)金屬(shu)。在零(ling)韌性(xing)溫度(du)(du)以(yi)下(xia)(xia)，裂紋擴展(zhan)所(suo)需的(de)能量非常(chang)小(xiao)(xiao)，也就是在很(hen)低的(de)應力下(xia)(xia)就很(hen)容(rong)易產(chan)生裂紋。
2. 0～200℃以下(xia)使用
0～200℃以(yi)下這(zhe)個溫度(du)范圍，可以(yi)說是大多數金屬材料都可以(yi)處于這(zhe)個溫度(du)使用范圍，也就是極(ji)為平(ping)常的(de)使用范圍，這(zhe)里就不給予介紹(shao)了。
3. 中溫(wen)（200～650℃）下使用
在(zai)絕大多(duo)數石油和(he)石化工業中使用的(de)容(rong)器(qi)都屬于中溫操作(zuo)類型。這(zhe)里最重要的(de)是要考慮發揮(hui)材料的(de)最佳性(xing)能，其中主要的(de)指(zhi)標是設(she)計應力值、設(she)計公式的(de)合理性(xing)和(he)材料的(de)韌性(xing)。
4. 高溫（＞650℃）下使用(yong)
材(cai)(cai)(cai)料(liao)在(zai)高溫(wen)下(xia)使用(yong)，材(cai)(cai)(cai)料(liao)會處于假(jia)塑性(xing)或全(quan)塑性(xing)狀態下(xia)，設(she)計(ji)必須以低(di)于無彈性(xing)變形失效的(de)(de)極限應(ying)力(li)(li)(li)為基(ji)礎。高溫(wen)設(she)計(ji)應(ying)力(li)(li)(li)極限是建立在(zai)長(chang)期蠕變強(qiang)度的(de)(de)基(ji)礎上并考慮金屬的(de)(de)鐵鱗阻力(li)(li)(li)。在(zai)高溫(wen)下(xia)所(suo)使用(yong)的(de)(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao)應(ying)該具有表4-4中(zhong)的(de)(de)力(li)(li)(li)學(xue)性(xing)能(neng)。在(zai)溫(wen)度高于425℃時，材(cai)(cai)(cai)料(liao)既要(yao)耐熱，還必須保持耐蝕性(xing)、力(li)(li)(li)學(xue)強(qiang)度、冶金穩定性(xing)、耐蠕變性(xing)、耐氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)、應(ying)力(li)(li)(li)、斷(duan)裂強(qiang)度、韌性(xing)和抵抗燃燒氣體和接(jie)觸化(hua)(hua)學(xue)物質(zhi)的(de)(de)表面(mian)穩定性(xing)。
耐熱材料的合(he)金化元素：耐熱材料必(bi)須含(han)有鉻以抗氧化。鈷、鋁、硅(gui)和(he)稀(xi)土元素有助于表(biao)面氧化層的形(xing)成、穩(wen)定性和(he)堅(jian)韌(ren)。鎳(nie)提供了強度(du)(du)、穩(wen)定性、韌(ren)性和(he)抗滲碳。鎢和(he)鉬增加高溫強度(du)(du)。
當溫度高于600℃，通(tong)常考慮(lv)使用如下的材(cai)料：
①. 含有(you)17％～27％Cr和(he)少量(liang)Mo的鐵素體(ti)鋼；
②. 奧氏(shi)體高溫(wen)、高強度鋼(gang)（含有高于8％Ni的Cr-M-Mo鋼(gang)）如牌號，06Cr18Ni11Ti（321）、06Cr18Nil1Nb（347）、06Cr17Ni12Mo2（316）和20Cr25Ni20（310）；
③. 高溫下使用的(de)不銹(xiu)鋼。
常用耐熱鋼的適宜工作的溫(wen)度范(fan)圍(wei)，見表4-2。
碳(tan)鋼習慣(guan)上(shang)用(yong)于(yu)(yu)溫(wen)度(du)不(bu)超(chao)過400℃，低合(he)金(jin)(jin)鋼用(yong)于(yu)(yu)溫(wen)度(du)不(bu)超(chao)過600～650℃，當超(chao)過以上(shang)溫(wen)度(du)的(de)(de)時候，由于(yu)(yu)蠕(ru)變而(er)造成它(ta)們(men)失(shi)去穩定性(xing)(xing)。鎳(nie)基和鈷基的(de)(de)超(chao)耐熱合(he)金(jin)(jin)能耐高溫(wen)且(qie)力學性(xing)(xing)能損失(shi)不(bu)大，但它(ta)們(men)的(de)(de)經(jing)濟性(xing)(xing)和可用(yong)性(xing)(xing)限制了(le)它(ta)們(men)的(de)(de)一般應用(yong)，如600～675℃中溫(wen)范圍(wei)操(cao)作的(de)(de)礦物燃料(liao)能源工廠就沒有(you)(you)應用(yong)鎳(nie)基和鈷基合(he)金(jin)(jin)。在此(ci)溫(wen)度(du)范圍(wei)內(nei)，優先考慮選(xuan)用(yong)奧氏體不(bu)銹鋼。高溫(wen)下選(xuan)用(yong)不(bu)銹鋼時，除了(le)考慮蠕(ru)變強度(du)，還應考慮高溫(wen)腐蝕、氧(yang)化、鱗(lin)皮、碳(tan)化以及二次相的(de)(de)析(xi)出。超(chao)級鐵素體不(bu)銹鋼S44627（E-Brite）、S44625（26-1）彌補了(le)許多與06Cr17Ni12Mo2（316）不(bu)銹鋼缺點有(you)(you)關的(de)(de)不(bu)足。
表4-5列出幾種不銹鋼在燃氣中(zhong)的腐蝕率(lv)（3個月）。
①. 指發生(sheng)點腐蝕(shi)的試(shi)樣點腐蝕(shi)的平均深度。
②. 指試樣斷裂。
高溫用鋼的(de)評定(ding)試(shi)驗(yan)(yan)，是用來評定(ding)高溫用鋼的(de)力(li)學性能，供選用鋼材和(he)(he)設計時使用。試(shi)驗(yan)(yan)項目(mu)包括：短期高溫試(shi)驗(yan)(yan)；長(chang)期高溫試(shi)驗(yan)(yan)；長(chang)期暴露于高溫后(hou)的(de)短期和(he)(he)長(chang)期試(shi)驗(yan)(yan)；疲勞(lao)試(shi)驗(yan)(yan)（包括熱(re)(re)疲勞(lao)和(he)(he)熱(re)(re)沖擊試(shi)驗(yan)(yan)）；與時間(jian)有關的(de)疲勞(lao)試(shi)驗(yan)(yan)；韌性和(he)(he)韌度試(shi)驗(yan)(yan)。
表4-6列出了幾(ji)種不銹鋼在空(kong)氣中使用的建議(yi)溫度(du)。
