高溫破壞,即金屬(shu)材(cai)料在高溫下組(zu)織和性能惡(e)化(hua)。常見的如蠕變、珠(zhu)光體球(qiu)化(hua)、石墨化(hua)、回火(huo)脆化(hua)等導致金屬(shu)材(cai)料弱化(hua)和脆化(hua)。
1. 蠕變失(shi)效(xiao)
金(jin)屬(shu)材料在(0.3~0.5)Tm(熔點)溫(wen)度時,在恒應(ying)力作用(yong)下(xia)發生應(ying)變(bian)(bian),隨著時間的(de)推移,應(ying)變(bian)(bian)增加,繼(ji)而出現(xian)塑性(xing)變(bian)(bian)形(xing),以穩定蠕變(bian)(bian)發展到(dao)快速蠕變(bian)(bian)以至斷裂。蠕變(bian)(bian)失(shi)效形(xing)式有:過量變(bian)(bian)形(xing),如爐(lu)管“鼓肚”;彈(dan)性(xing)應(ying)用(yong)松弛,如螺栓緊固(gu)力降低、斷裂。
2. 碳鋼、珠光體(ti)耐熱鋼的珠光體(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. 碳鋼和碳鉬鋼的(de)石墨化
碳(tan)鋼(gang)(gang)和0.5Mo鋼(gang)(gang)長期在高(gao)溫下工作,組(zu)織中過飽和碳(tan)原(yuan)子發(fa)生遷移和聚集,轉(zhuan)化(hua)(hua)為石墨(mo),使材料強度降低。石墨(mo)化(hua)(hua)最容易(yi)發(fa)生于焊接熱(re)影(ying)響區。早年,美(mei)國某(mou)電站505℃的主(zhu)蒸(zheng)汽管(guan)道采用(yong)0.5Mo鋼(gang)(gang)管(guan),在運行(xing)5年后(hou)斷裂,造成嚴重損(sun)失。0.5Mo鋼(gang)(gang)在468℃溫度下長期工作就(jiu)有石墨(mo)化(hua)(hua)傾(qing)向,發(fa)生事故只是遲早的事。GB/T 150《壓力容器》強調(diao)“碳(tan)素鋼(gang)(gang)和碳(tan)錳鋼(gang)(gang)在高(gao)于425℃溫度下長期使用(yong)時(shi),應考慮(lv)鋼(gang)(gang)中碳(tan)化(hua)(hua)物相的石墨(mo)化(hua)(hua)傾(qing)向”。
4. 回(hui)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。

