結(jie)構材料的耐熱性(xing)是按照各(ge)種(zhong)使用溫度(du)來(lai)分(fen)類的，因為材料的基本(ben)性(xing)能與使用溫度(du)密切相關，所以可將其使用溫度(du)分(fen)為四個范圍。
1. 零度以下和低溫(wen)使(shi)用
在(zai)(zai)零(ling)(ling)度(du)(du)(du)以(yi)下(xia)(xia)，材料主要(yao)的(de)(de)使用(yong)(yong)要(yao)求是(shi)使用(yong)(yong)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)下(xia)(xia)的(de)(de)韌性(xing)(xing)(xing)。鋼和有色金屬(shu)(shu)(shu)經常用(yong)(yong)于(yu)在(zai)(zai)零(ling)(ling)度(du)(du)(du)以(yi)下(xia)(xia)存儲、處理和輸送液化氣及變(bian)成(cheng)液態的(de)(de)氣體。有些金屬(shu)(shu)(shu)在(zai)(zai)室(shi)溫(wen)(wen)或零(ling)(ling)韌性(xing)(xing)(xing)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)以(yi)下(xia)(xia)的(de)(de)較小溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)范圍內，明(ming)顯地表現(xian)出韌性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)嚴重缺乏，將這(zhe)一溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)叫做(zuo)韌性(xing)(xing)(xing)-脆性(xing)(xing)(xing)轉變(bian)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)。由(you)于(yu)脆性(xing)(xing)(xing)裂(lie)紋的(de)(de)擴展會帶來(lai)危險，所(suo)(suo)以(yi)應(ying)該(gai)避免在(zai)(zai)低于(yu)零(ling)(ling)韌性(xing)(xing)(xing)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)下(xia)(xia)使用(yong)(yong)這(zhe)些金屬(shu)(shu)(shu)。在(zai)(zai)零(ling)(ling)韌性(xing)(xing)(xing)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)以(yi)下(xia)(xia)，裂(lie)紋擴展所(suo)(suo)需的(de)(de)能量非常小，也(ye)就是(shi)在(zai)(zai)很低的(de)(de)應(ying)力下(xia)(xia)就很容(rong)易產(chan)生裂(lie)紋。
2. 0～200℃以(yi)下使用
0～200℃以下這(zhe)個溫度(du)范圍(wei)，可以說是(shi)大多數金屬(shu)材料都可以處(chu)于這(zhe)個溫度(du)使(shi)用(yong)范圍(wei)，也就是(shi)極(ji)為(wei)平常的使(shi)用(yong)范圍(wei)，這(zhe)里就不給(gei)予介紹了(le)。
3. 中(zhong)溫（200～650℃）下使用
在(zai)絕(jue)大多數石油和(he)石化工業中(zhong)使用的(de)(de)容(rong)器都(dou)屬(shu)于中(zhong)溫操作類型。這(zhe)里(li)最重(zhong)要的(de)(de)是要考慮發揮(hui)材料(liao)的(de)(de)最佳(jia)性(xing)能，其中(zhong)主要的(de)(de)指標是設計應力值(zhi)、設計公式的(de)(de)合(he)理性(xing)和(he)材料(liao)的(de)(de)韌性(xing)。
4. 高溫(wen)（＞650℃）下使用(yong)
材料在高溫(wen)(wen)下使(shi)用，材料會(hui)處(chu)于假塑(su)性(xing)或全塑(su)性(xing)狀(zhuang)態(tai)下，設計必(bi)須以低于無(wu)彈性(xing)變形失效的(de)(de)(de)(de)(de)極限應力(li)為基礎。高溫(wen)(wen)設計應力(li)極限是建(jian)立在長(chang)期蠕變強(qiang)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)基礎上并(bing)考慮金屬的(de)(de)(de)(de)(de)鐵鱗阻力(li)。在高溫(wen)(wen)下所使(shi)用的(de)(de)(de)(de)(de)材料應該具有表4-4中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)力(li)學性(xing)能(neng)。在溫(wen)(wen)度(du)高于425℃時，材料既要耐(nai)(nai)熱，還必(bi)須保持耐(nai)(nai)蝕性(xing)、力(li)學強(qiang)度(du)、冶(ye)金穩(wen)定性(xing)、耐(nai)(nai)蠕變性(xing)、耐(nai)(nai)氧化性(xing)、應力(li)、斷裂強(qiang)度(du)、韌性(xing)和(he)抵(di)抗燃燒(shao)氣(qi)體和(he)接觸化學物質的(de)(de)(de)(de)(de)表面穩(wen)定性(xing)。
耐熱材料的(de)(de)合金化(hua)元素(su)(su)：耐熱材料必(bi)須(xu)含有鉻以抗氧化(hua)。鈷、鋁(lv)、硅和(he)稀土元素(su)(su)有助(zhu)于表(biao)面氧化(hua)層(ceng)的(de)(de)形成、穩定(ding)性(xing)(xing)和(he)堅韌。鎳提(ti)供了(le)強(qiang)度(du)(du)、穩定(ding)性(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)和(he)抗滲碳。鎢和(he)鉬增加高溫強(qiang)度(du)(du)。
當溫度(du)高(gao)于(yu)600℃，通常考慮使(shi)用(yong)如下的(de)材料(liao)：
①. 含(han)有17％～27％Cr和少量Mo的鐵素體鋼(gang)；
②. 奧(ao)氏體高溫、高強度鋼（含有高于8％Ni的Cr-M-Mo鋼）如牌(pai)號，06Cr18Ni11Ti（321）、06Cr18Nil1Nb（347）、06Cr17Ni12Mo2（316）和20Cr25Ni20（310）；
③. 高溫下(xia)使用的不銹鋼。
常用耐熱鋼的(de)(de)適宜工作的(de)(de)溫度范圍，見表(biao)4-2。
碳鋼習慣上用(yong)于溫(wen)(wen)(wen)(wen)度不(bu)超(chao)(chao)過400℃，低合金鋼用(yong)于溫(wen)(wen)(wen)(wen)度不(bu)超(chao)(chao)過600～650℃，當超(chao)(chao)過以上溫(wen)(wen)(wen)(wen)度的(de)時(shi)候，由于蠕變而造成它們失去穩定性。鎳基(ji)和鈷(gu)基(ji)的(de)超(chao)(chao)耐熱合金能(neng)耐高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)且力學性能(neng)損(sun)失不(bu)大，但它們的(de)經濟性和可用(yong)性限(xian)制了它們的(de)一般應(ying)用(yong)，如600～675℃中溫(wen)(wen)(wen)(wen)范(fan)(fan)圍操作的(de)礦物燃料(liao)能(neng)源工廠(chang)就沒有(you)應(ying)用(yong)鎳基(ji)和鈷(gu)基(ji)合金。在此溫(wen)(wen)(wen)(wen)度范(fan)(fan)圍內，優先考慮選(xuan)用(yong)奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼。高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)下選(xuan)用(yong)不(bu)銹鋼時(shi)，除了考慮蠕變強(qiang)度，還應(ying)考慮高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)腐蝕、氧化(hua)(hua)、鱗皮、碳化(hua)(hua)以及二次(ci)相的(de)析出。超(chao)(chao)級鐵素體(ti)不(bu)銹鋼S44627（E-Brite）、S44625（26-1）彌(mi)補了許多與06Cr17Ni12Mo2（316）不(bu)銹鋼缺點有(you)關的(de)不(bu)足(zu)。
表4-5列出(chu)幾種不銹鋼在燃氣中的腐(fu)蝕(shi)率（3個月）。
①. 指(zhi)發生點腐(fu)蝕的(de)試樣點腐(fu)蝕的(de)平均深度。
②. 指試(shi)樣斷裂。
高(gao)(gao)溫(wen)用(yong)鋼的(de)評定試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)，是用(yong)來評定高(gao)(gao)溫(wen)用(yong)鋼的(de)力學(xue)性(xing)能(neng)，供選用(yong)鋼材和設計時(shi)使用(yong)。試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)項(xiang)目包(bao)(bao)括：短(duan)期(qi)(qi)高(gao)(gao)溫(wen)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)；長期(qi)(qi)高(gao)(gao)溫(wen)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)；長期(qi)(qi)暴露于高(gao)(gao)溫(wen)后的(de)短(duan)期(qi)(qi)和長期(qi)(qi)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)；疲勞試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)（包(bao)(bao)括熱疲勞和熱沖擊試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)）；與時(shi)間有關的(de)疲勞試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)；韌(ren)性(xing)和韌(ren)度試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)。
表4-6列出了幾種不銹鋼在空氣中使用的(de)建議溫度。
