結(jie)構材料的耐熱性(xing)(xing)是按照各種使(shi)用(yong)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)來分類(lei)的，因(yin)為(wei)(wei)材料的基本性(xing)(xing)能與使(shi)用(yong)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)密切(qie)相關，所以可將(jiang)其使(shi)用(yong)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)分為(wei)(wei)四個范圍。
1. 零度以下(xia)和低溫(wen)使用(yong)
在(zai)零(ling)度(du)(du)以(yi)下(xia)(xia)，材料主(zhu)要(yao)的(de)使用要(yao)求(qiu)是使用溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)下(xia)(xia)的(de)韌性(xing)(xing)(xing)。鋼和有(you)色(se)金屬(shu)經常用于(yu)在(zai)零(ling)度(du)(du)以(yi)下(xia)(xia)存儲、處理(li)和輸送液(ye)化氣及變(bian)成液(ye)態(tai)的(de)氣體。有(you)些(xie)金屬(shu)在(zai)室(shi)溫(wen)(wen)(wen)(wen)或零(ling)韌性(xing)(xing)(xing)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)以(yi)下(xia)(xia)的(de)較小溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)范圍(wei)內，明顯地表(biao)現出(chu)韌性(xing)(xing)(xing)的(de)嚴重(zhong)缺(que)乏，將這一(yi)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)叫做韌性(xing)(xing)(xing)-脆(cui)性(xing)(xing)(xing)轉變(bian)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)。由于(yu)脆(cui)性(xing)(xing)(xing)裂(lie)紋(wen)的(de)擴展(zhan)會帶來危(wei)險，所(suo)以(yi)應該避免(mian)在(zai)低于(yu)零(ling)韌性(xing)(xing)(xing)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)下(xia)(xia)使用這些(xie)金屬(shu)。在(zai)零(ling)韌性(xing)(xing)(xing)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)以(yi)下(xia)(xia)，裂(lie)紋(wen)擴展(zhan)所(suo)需(xu)的(de)能量非常小，也(ye)就是在(zai)很低的(de)應力下(xia)(xia)就很容易產生裂(lie)紋(wen)。
2. 0～200℃以下使用
0～200℃以下(xia)這個溫(wen)度(du)范圍，可以說是大多數金屬材料都可以處(chu)于這個溫(wen)度(du)使(shi)(shi)用(yong)范圍，也就(jiu)是極為平常的使(shi)(shi)用(yong)范圍，這里(li)就(jiu)不給予(yu)介(jie)紹了。
3. 中(zhong)溫（200～650℃）下(xia)使用
在絕(jue)大(da)多數石(shi)油和(he)石(shi)化(hua)工業中使用的容器都屬于中溫操作類(lei)型。這里最(zui)重要的是要考慮發揮材(cai)料的最(zui)佳(jia)性(xing)能，其中主要的指(zhi)標是設計應力(li)值(zhi)、設計公式的合理性(xing)和(he)材(cai)料的韌(ren)性(xing)。
4. 高溫（＞650℃）下使用
材(cai)料(liao)(liao)(liao)在(zai)高(gao)(gao)溫(wen)下(xia)使用(yong)，材(cai)料(liao)(liao)(liao)會處于假塑(su)性(xing)或全塑(su)性(xing)狀態下(xia)，設(she)計必須以低于無彈性(xing)變形失(shi)效的(de)極限應力(li)為基礎。高(gao)(gao)溫(wen)設(she)計應力(li)極限是建立在(zai)長期(qi)蠕變強度(du)的(de)基礎上并考(kao)慮(lv)金屬的(de)鐵(tie)鱗阻力(li)。在(zai)高(gao)(gao)溫(wen)下(xia)所使用(yong)的(de)材(cai)料(liao)(liao)(liao)應該具有(you)表4-4中(zhong)的(de)力(li)學性(xing)能(neng)。在(zai)溫(wen)度(du)高(gao)(gao)于425℃時，材(cai)料(liao)(liao)(liao)既要耐熱，還必須保持(chi)耐蝕性(xing)、力(li)學強度(du)、冶金穩(wen)定性(xing)、耐蠕變性(xing)、耐氧化性(xing)、應力(li)、斷裂(lie)強度(du)、韌性(xing)和抵抗燃燒氣體和接觸(chu)化學物質(zhi)的(de)表面穩(wen)定性(xing)。
耐(nai)熱材(cai)(cai)料的(de)合金化(hua)(hua)元(yuan)素：耐(nai)熱材(cai)(cai)料必須(xu)含有鉻以抗氧化(hua)(hua)。鈷、鋁、硅和(he)稀土元(yuan)素有助于(yu)表面氧化(hua)(hua)層的(de)形成、穩定性和(he)堅韌。鎳提(ti)供了強度、穩定性、韌性和(he)抗滲碳。鎢和(he)鉬增加高溫強度。
當溫度高于600℃，通常考慮(lv)使用如(ru)下的(de)材料：
①. 含有17％～27％Cr和少量Mo的鐵(tie)素體(ti)鋼(gang)；
②. 奧氏體高溫(wen)、高強(qiang)度(du)鋼（含有高于8％Ni的(de)Cr-M-Mo鋼）如牌號，06Cr18Ni11Ti（321）、06Cr18Nil1Nb（347）、06Cr17Ni12Mo2（316）和(he)20Cr25Ni20（310）；
③. 高溫下使用的(de)不銹鋼。
常用耐熱鋼的適宜工作的溫度范圍，見表4-2。
碳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)習慣上用(yong)于(yu)(yu)溫(wen)(wen)度不(bu)(bu)超過400℃，低(di)合(he)金鋼(gang)(gang)(gang)(gang)用(yong)于(yu)(yu)溫(wen)(wen)度不(bu)(bu)超過600～650℃，當超過以上溫(wen)(wen)度的(de)時候，由于(yu)(yu)蠕(ru)變(bian)(bian)而造(zao)成它們(men)失去穩定性。鎳基和鈷基的(de)超耐(nai)熱合(he)金能耐(nai)高(gao)溫(wen)(wen)且力(li)學性能損失不(bu)(bu)大，但(dan)它們(men)的(de)經濟性和可用(yong)性限制了(le)它們(men)的(de)一般應用(yong)，如600～675℃中(zhong)溫(wen)(wen)范圍操作(zuo)的(de)礦物燃料能源工廠就沒有應用(yong)鎳基和鈷基合(he)金。在此溫(wen)(wen)度范圍內，優先考慮(lv)選用(yong)奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。高(gao)溫(wen)(wen)下選用(yong)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)時，除了(le)考慮(lv)蠕(ru)變(bian)(bian)強度，還應考慮(lv)高(gao)溫(wen)(wen)腐蝕、氧(yang)化(hua)、鱗(lin)皮、碳化(hua)以及二(er)次相的(de)析出。超級鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)S44627（E-Brite）、S44625（26-1）彌(mi)補了(le)許(xu)多與06Cr17Ni12Mo2（316）不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)缺點有關的(de)不(bu)(bu)足(zu)。
表4-5列(lie)出幾種不銹鋼(gang)在(zai)燃氣中的(de)腐(fu)蝕率(lv)（3個月）。
①. 指(zhi)發生點腐蝕的試樣點腐蝕的平均深度(du)。
②. 指試(shi)樣斷裂。
高溫(wen)(wen)用(yong)鋼的(de)評定試(shi)(shi)驗(yan)(yan)，是用(yong)來(lai)評定高溫(wen)(wen)用(yong)鋼的(de)力(li)學性能，供選用(yong)鋼材(cai)和(he)設計(ji)時使(shi)用(yong)。試(shi)(shi)驗(yan)(yan)項目包括：短期(qi)高溫(wen)(wen)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)；長(chang)期(qi)高溫(wen)(wen)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)；長(chang)期(qi)暴露(lu)于高溫(wen)(wen)后的(de)短期(qi)和(he)長(chang)期(qi)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)；疲(pi)勞試(shi)(shi)驗(yan)(yan)（包括熱疲(pi)勞和(he)熱沖擊試(shi)(shi)驗(yan)(yan)）；與(yu)時間有關的(de)疲(pi)勞試(shi)(shi)驗(yan)(yan)；韌性和(he)韌度試(shi)(shi)驗(yan)(yan)。
表4-6列(lie)出了(le)幾(ji)種不銹鋼(gang)在空氣中使用的建議(yi)溫度。
