結構材料(liao)的耐熱性是(shi)按照(zhao)各(ge)種使用溫(wen)度(du)(du)來分類(lei)的，因為(wei)材料(liao)的基本性能與使用溫(wen)度(du)(du)密切相關，所以可將其(qi)使用溫(wen)度(du)(du)分為(wei)四個范圍。

1. 零度以下和低溫(wen)使用

  在零(ling)(ling)(ling)度(du)(du)以下(xia)(xia)，材料主要的(de)(de)使(shi)(shi)用要求是(shi)使(shi)(shi)用溫(wen)(wen)度(du)(du)下(xia)(xia)的(de)(de)韌(ren)性(xing)(xing)(xing)。鋼和有色(se)金(jin)屬經常用于在零(ling)(ling)(ling)度(du)(du)以下(xia)(xia)存儲、處理和輸送液(ye)化氣及變成液(ye)態的(de)(de)氣體。有些(xie)金(jin)屬在室溫(wen)(wen)或零(ling)(ling)(ling)韌(ren)性(xing)(xing)(xing)溫(wen)(wen)度(du)(du)以下(xia)(xia)的(de)(de)較小溫(wen)(wen)度(du)(du)范圍(wei)內(nei)，明顯(xian)地表現出韌(ren)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)嚴重缺(que)乏，將這一溫(wen)(wen)度(du)(du)叫(jiao)做韌(ren)性(xing)(xing)(xing)-脆性(xing)(xing)(xing)轉變溫(wen)(wen)度(du)(du)。由(you)于脆性(xing)(xing)(xing)裂紋的(de)(de)擴展(zhan)會帶(dai)來(lai)危險，所(suo)以應該(gai)避免(mian)在低(di)于零(ling)(ling)(ling)韌(ren)性(xing)(xing)(xing)溫(wen)(wen)度(du)(du)下(xia)(xia)使(shi)(shi)用這些(xie)金(jin)屬。在零(ling)(ling)(ling)韌(ren)性(xing)(xing)(xing)溫(wen)(wen)度(du)(du)以下(xia)(xia)，裂紋擴展(zhan)所(suo)需的(de)(de)能量(liang)非常小，也(ye)就(jiu)是(shi)在很低(di)的(de)(de)應力下(xia)(xia)就(jiu)很容易(yi)產生裂紋。

2. 0～200℃以下使(shi)用

  0～200℃以(yi)(yi)下這(zhe)個溫(wen)度(du)(du)范圍，可以(yi)(yi)說是大多數(shu)金屬材料(liao)都(dou)可以(yi)(yi)處于這(zhe)個溫(wen)度(du)(du)使(shi)用范圍，也就(jiu)是極(ji)為平(ping)常(chang)的使(shi)用范圍，這(zhe)里就(jiu)不給予介(jie)紹了。

3. 中溫（200～650℃）下使(shi)用

  在絕大(da)多(duo)數石油和石化工業中使用的(de)容器都屬(shu)于中溫操作類型。這(zhe)里最重要的(de)是(shi)(shi)要考慮發(fa)揮(hui)材(cai)料(liao)(liao)的(de)最佳(jia)性能，其中主(zhu)要的(de)指標是(shi)(shi)設計(ji)應力(li)值、設計(ji)公式的(de)合理(li)性和材(cai)料(liao)(liao)的(de)韌性。

4. 高溫(wen)（＞650℃）下使(shi)用

  材(cai)料(liao)在(zai)高溫(wen)下(xia)使用，材(cai)料(liao)會(hui)處于假塑性(xing)(xing)(xing)或全塑性(xing)(xing)(xing)狀態下(xia)，設計必須(xu)以(yi)低(di)于無彈性(xing)(xing)(xing)變形失(shi)效的(de)極限應力(li)(li)為(wei)基(ji)礎。高溫(wen)設計應力(li)(li)極限是建立在(zai)長期蠕(ru)變強(qiang)度的(de)基(ji)礎上并(bing)考慮金屬(shu)的(de)鐵鱗阻力(li)(li)。在(zai)高溫(wen)下(xia)所使用的(de)材(cai)料(liao)應該具(ju)有表4-4中的(de)力(li)(li)學性(xing)(xing)(xing)能。在(zai)溫(wen)度高于425℃時，材(cai)料(liao)既要(yao)耐(nai)熱，還必須(xu)保持耐(nai)蝕性(xing)(xing)(xing)、力(li)(li)學強(qiang)度、冶(ye)金穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)、耐(nai)蠕(ru)變性(xing)(xing)(xing)、耐(nai)氧化(hua)性(xing)(xing)(xing)、應力(li)(li)、斷(duan)裂強(qiang)度、韌性(xing)(xing)(xing)和(he)抵抗(kang)燃燒(shao)氣體和(he)接觸化(hua)學物質的(de)表面(mian)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)。

  耐熱材料(liao)的合金化(hua)元素：耐熱材料(liao)必(bi)須含有鉻以抗氧化(hua)。鈷、鋁、硅和(he)(he)稀土元素有助于(yu)表面氧化(hua)層的形成、穩(wen)定性(xing)和(he)(he)堅韌(ren)。鎳提供(gong)了強度(du)、穩(wen)定性(xing)、韌(ren)性(xing)和(he)(he)抗滲碳。鎢和(he)(he)鉬增(zeng)加高溫強度(du)。

 當溫度高(gao)于600℃，通常考(kao)慮使用如下(xia)的材料：

  ①. 含有17％～27％Cr和少(shao)量Mo的(de)鐵素體鋼；

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

  ③. 高溫下使用的不銹鋼。

  常(chang)用耐熱鋼(gang)的(de)適宜工(gong)作(zuo)的(de)溫度范圍，見表4-2。

  碳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)習(xi)慣上用(yong)(yong)于(yu)溫(wen)度(du)(du)不超(chao)過400℃，低合(he)金鋼(gang)(gang)(gang)(gang)用(yong)(yong)于(yu)溫(wen)度(du)(du)不超(chao)過600～650℃，當超(chao)過以上溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)時候(hou)，由(you)于(yu)蠕變(bian)而造(zao)成它(ta)們(men)失去(qu)穩定性(xing)。鎳基(ji)和鈷基(ji)的(de)(de)超(chao)耐(nai)熱(re)合(he)金能耐(nai)高溫(wen)且力學性(xing)能損失不大(da)，但它(ta)們(men)的(de)(de)經濟性(xing)和可用(yong)(yong)性(xing)限制了它(ta)們(men)的(de)(de)一般應用(yong)(yong)，如600～675℃中溫(wen)范圍(wei)操作的(de)(de)礦物燃料(liao)能源工廠(chang)就沒有應用(yong)(yong)鎳基(ji)和鈷基(ji)合(he)金。在(zai)此溫(wen)度(du)(du)范圍(wei)內(nei)，優(you)先考慮(lv)選(xuan)用(yong)(yong)奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。高溫(wen)下選(xuan)用(yong)(yong)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)時，除了考慮(lv)蠕變(bian)強(qiang)度(du)(du)，還(huan)應考慮(lv)高溫(wen)腐蝕、氧(yang)化、鱗皮、碳化以及二次相的(de)(de)析出。超(chao)級鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)S44627（E-Brite）、S44625（26-1）彌補了許多與06Cr17Ni12Mo2（316）不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)缺(que)點(dian)有關的(de)(de)不足。

表4-5列出幾(ji)種不(bu)銹鋼在燃氣中(zhong)的腐(fu)蝕率（3個月）。

  ①. 指發生(sheng)點(dian)腐(fu)蝕(shi)的(de)試(shi)樣點(dian)腐(fu)蝕(shi)的(de)平均深(shen)度。

  ②. 指試樣斷裂(lie)。

  高溫用(yong)(yong)鋼(gang)的(de)評(ping)定(ding)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)，是用(yong)(yong)來(lai)評(ping)定(ding)高溫用(yong)(yong)鋼(gang)的(de)力(li)學性能，供選用(yong)(yong)鋼(gang)材和(he)設(she)計時(shi)使(shi)用(yong)(yong)。試(shi)(shi)驗(yan)(yan)項目(mu)包括：短(duan)期(qi)高溫試(shi)(shi)驗(yan)(yan)；長期(qi)高溫試(shi)(shi)驗(yan)(yan)；長期(qi)暴露于高溫后的(de)短(duan)期(qi)和(he)長期(qi)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)；疲勞(lao)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)（包括熱(re)疲勞(lao)和(he)熱(re)沖擊試(shi)(shi)驗(yan)(yan)）；與時(shi)間(jian)有關的(de)疲勞(lao)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)；韌性和(he)韌度試(shi)(shi)驗(yan)(yan)。

 表4-6列出了幾種(zhong)不銹鋼在(zai)空氣中(zhong)使用的建議溫(wen)度。