高(gao)溫(wen)破壞,即(ji)金屬(shu)材料在高(gao)溫(wen)下組織(zhi)和性(xing)能惡化(hua)。常(chang)見的如蠕變、珠光體球化(hua)、石墨化(hua)、回火脆(cui)化(hua)等導致金屬(shu)材料弱化(hua)和脆(cui)化(hua)。


1. 蠕變失效


  金屬(shu)材(cai)料在(0.3~0.5)Tm(熔點)溫度時(shi),在恒應力作用下(xia)發生(sheng)應變(bian),隨(sui)著時(shi)間的推移,應變(bian)增加,繼而出現塑(su)性變(bian)形(xing)(xing),以穩(wen)定蠕(ru)(ru)變(bian)發展(zhan)到快速(su)蠕(ru)(ru)變(bian)以至斷裂。蠕(ru)(ru)變(bian)失效(xiao)形(xing)(xing)式有(you):過量變(bian)形(xing)(xing),如(ru)爐管“鼓肚”;彈性應用松弛(chi),如(ru)螺栓緊固力降低、斷裂。


2. 碳鋼(gang)、珠(zhu)光體(ti)耐熱鋼(gang)的(de)珠(zhu)光體(ti)球化


  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)鋼和碳(tan)鉬(mu)鋼的石(shi)墨化


  碳(tan)鋼(gang)(gang)和0.5Mo鋼(gang)(gang)長(chang)期在(zai)高溫下(xia)工作(zuo),組織中過飽(bao)和碳(tan)原子發生(sheng)遷移和聚集,轉化為石(shi)墨,使(shi)材料強度降低。石(shi)墨化最容易(yi)發生(sheng)于焊接熱影響區。早年,美國某(mou)電站505℃的主蒸汽管道采用0.5Mo鋼(gang)(gang)管,在(zai)運行5年后斷裂,造成嚴重損失(shi)。0.5Mo鋼(gang)(gang)在(zai)468℃溫度下(xia)長(chang)期工作(zuo)就有石(shi)墨化傾(qing)向,發生(sheng)事(shi)故只是遲早的事(shi)。GB/T 150《壓力容器》強調(diao)“碳(tan)素鋼(gang)(gang)和碳(tan)錳(meng)鋼(gang)(gang)在(zai)高于425℃溫度下(xia)長(chang)期使(shi)用時,應考(kao)慮鋼(gang)(gang)中碳(tan)化物相的石(shi)墨化傾(qing)向”。


4. 回火脆(cui)化


  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。