高溫破(po)壞,即金(jin)屬材料在(zai)高溫下(xia)組(zu)織(zhi)和性能(neng)惡化(hua)(hua)。常見的(de)如蠕變、珠光體球化(hua)(hua)、石墨(mo)化(hua)(hua)、回(hui)火(huo)脆化(hua)(hua)等(deng)導致金(jin)屬材料弱(ruo)化(hua)(hua)和脆化(hua)(hua)。
1. 蠕變失效
金屬材料在(0.3~0.5)Tm(熔(rong)點)溫度時,在恒應(ying)力(li)作(zuo)用(yong)下發(fa)(fa)生(sheng)應(ying)變(bian),隨著(zhu)時間的推移,應(ying)變(bian)增加(jia),繼而出現塑性(xing)變(bian)形,以穩定蠕(ru)(ru)變(bian)發(fa)(fa)展到快速蠕(ru)(ru)變(bian)以至斷裂。蠕(ru)(ru)變(bian)失效(xiao)形式有:過量(liang)變(bian)形,如爐管(guan)“鼓(gu)肚”;彈性(xing)應(ying)用(yong)松弛,如螺栓緊固力(li)降低、斷裂。
2. 碳(tan)鋼(gang)、珠光(guang)體耐熱(re)鋼(gang)的(de)珠光(guang)體球(qiu)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. 碳鋼和碳鉬鋼的(de)石墨化
碳鋼(gang)(gang)(gang)和(he)(he)0.5Mo鋼(gang)(gang)(gang)長(chang)期在(zai)高溫(wen)(wen)下工(gong)作(zuo),組織中(zhong)過飽(bao)和(he)(he)碳原(yuan)子發(fa)生遷移和(he)(he)聚集(ji),轉化(hua)為石墨(mo),使(shi)材料強度降低。石墨(mo)化(hua)最容易發(fa)生于(yu)焊接(jie)熱(re)影響區(qu)。早(zao)年(nian),美(mei)國某電站505℃的(de)主蒸汽管(guan)道采用0.5Mo鋼(gang)(gang)(gang)管(guan),在(zai)運(yun)行5年(nian)后斷(duan)裂,造成嚴重損失。0.5Mo鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)468℃溫(wen)(wen)度下長(chang)期工(gong)作(zuo)就有石墨(mo)化(hua)傾(qing)向,發(fa)生事(shi)故只是(shi)遲(chi)早(zao)的(de)事(shi)。GB/T 150《壓力容器》強調“碳素鋼(gang)(gang)(gang)和(he)(he)碳錳鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)高于(yu)425℃溫(wen)(wen)度下長(chang)期使(shi)用時(shi),應考慮鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)碳化(hua)物相的(de)石墨(mo)化(hua)傾(qing)向”。
4. 回(hui)火脆化
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。

