高(gao)溫(wen)破壞,即金屬(shu)材料(liao)在(zai)高(gao)溫(wen)下組(zu)織(zhi)和(he)性能惡(e)化(hua)。常見的如蠕(ru)變(bian)、珠光體球(qiu)化(hua)、石墨化(hua)、回火脆(cui)化(hua)等導致金屬(shu)材料(liao)弱(ruo)化(hua)和(he)脆(cui)化(hua)。


1. 蠕變(bian)失效


  金屬(shu)材(cai)料在(zai)(0.3~0.5)Tm(熔點)溫(wen)度時(shi)(shi),在(zai)恒應(ying)力(li)作用(yong)(yong)下發生(sheng)應(ying)變(bian)(bian),隨著時(shi)(shi)間的(de)推(tui)移,應(ying)變(bian)(bian)增加,繼而出(chu)現塑性變(bian)(bian)形(xing),以(yi)穩(wen)定蠕變(bian)(bian)發展到快速蠕變(bian)(bian)以(yi)至斷(duan)裂。蠕變(bian)(bian)失效(xiao)形(xing)式(shi)有:過量變(bian)(bian)形(xing),如爐管“鼓肚(du)”;彈性應(ying)用(yong)(yong)松弛,如螺栓(shuan)緊固力(li)降(jiang)低、斷(duan)裂。


2. 碳鋼(gang)、珠光體(ti)耐熱(re)鋼(gang)的珠光體(ti)球化(hua)


  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(he)碳(tan)鉬(mu)鋼(gang)的石(shi)墨化


  碳鋼和(he)(he)0.5Mo鋼長期在(zai)(zai)高(gao)溫下(xia)工作,組織中(zhong)(zhong)過(guo)飽和(he)(he)碳原子發(fa)生(sheng)遷移(yi)和(he)(he)聚集,轉化(hua)(hua)為石(shi)(shi)墨,使材(cai)料(liao)強度降低。石(shi)(shi)墨化(hua)(hua)最容(rong)易發(fa)生(sheng)于(yu)焊(han)接熱影響區。早(zao)年,美(mei)國某電站505℃的(de)主蒸汽管道采用(yong)0.5Mo鋼管,在(zai)(zai)運行5年后斷裂,造(zao)成(cheng)嚴重損失。0.5Mo鋼在(zai)(zai)468℃溫度下(xia)長期工作就(jiu)有石(shi)(shi)墨化(hua)(hua)傾向,發(fa)生(sheng)事故只是遲早(zao)的(de)事。GB/T 150《壓力容(rong)器》強調“碳素(su)鋼和(he)(he)碳錳(meng)鋼在(zai)(zai)高(gao)于(yu)425℃溫度下(xia)長期使用(yong)時,應考慮鋼中(zhong)(zhong)碳化(hua)(hua)物相的(de)石(shi)(shi)墨化(hua)(hua)傾向”。


4. 回(hui)火脆化(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。