結構材(cai)料的耐熱性是按照各種使用(yong)溫(wen)度來(lai)分類的，因為(wei)材(cai)料的基本性能(neng)與使用(yong)溫(wen)度密切(qie)相(xiang)關，所以可(ke)將其使用(yong)溫(wen)度分為(wei)四個范(fan)圍(wei)。
1. 零度以下和低溫使用(yong)
在(zai)零(ling)度以(yi)(yi)下，材料主要(yao)的(de)使(shi)用(yong)要(yao)求(qiu)是(shi)使(shi)用(yong)溫(wen)(wen)(wen)度下的(de)韌(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)。鋼(gang)和有(you)(you)色金(jin)屬經常用(yong)于(yu)在(zai)零(ling)度以(yi)(yi)下存儲、處理和輸送液(ye)化氣及(ji)變(bian)成(cheng)液(ye)態的(de)氣體(ti)。有(you)(you)些(xie)(xie)金(jin)屬在(zai)室溫(wen)(wen)(wen)或零(ling)韌(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)溫(wen)(wen)(wen)度以(yi)(yi)下的(de)較小溫(wen)(wen)(wen)度范圍內，明(ming)顯地表(biao)現出韌(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)的(de)嚴重(zhong)缺乏(fa)，將(jiang)這一溫(wen)(wen)(wen)度叫做韌(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)-脆(cui)性(xing)(xing)(xing)轉變(bian)溫(wen)(wen)(wen)度。由于(yu)脆(cui)性(xing)(xing)(xing)裂紋的(de)擴展(zhan)會帶來危險，所以(yi)(yi)應(ying)該避免在(zai)低(di)于(yu)零(ling)韌(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)溫(wen)(wen)(wen)度下使(shi)用(yong)這些(xie)(xie)金(jin)屬。在(zai)零(ling)韌(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)溫(wen)(wen)(wen)度以(yi)(yi)下，裂紋擴展(zhan)所需的(de)能(neng)量(liang)非常小，也就是(shi)在(zai)很低(di)的(de)應(ying)力下就很容易產生裂紋。
2. 0～200℃以下使用
0～200℃以(yi)下(xia)這個溫(wen)度范圍，可(ke)以(yi)說是大多數金屬材(cai)料都可(ke)以(yi)處于(yu)這個溫(wen)度使用范圍，也(ye)就是極(ji)為平常的使用范圍，這里(li)就不給予介紹了。
3. 中溫(wen)（200～650℃）下使用
在絕大多數石油和石化工業中(zhong)使用的容器都(dou)屬(shu)于中(zhong)溫操作類型(xing)。這里最重要的是(shi)(shi)要考慮發揮材(cai)料的最佳(jia)性能，其(qi)中(zhong)主要的指標是(shi)(shi)設(she)計應力(li)值(zhi)、設(she)計公式的合理性和材(cai)料的韌(ren)性。
4. 高溫（＞650℃）下使用
材(cai)料在(zai)(zai)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)下(xia)使(shi)用(yong)，材(cai)料會處(chu)于假塑性(xing)(xing)(xing)或全塑性(xing)(xing)(xing)狀態下(xia)，設計(ji)必(bi)須(xu)以低于無彈性(xing)(xing)(xing)變形失效(xiao)的(de)極限應力(li)為基(ji)(ji)礎(chu)。高(gao)(gao)溫(wen)(wen)設計(ji)應力(li)極限是建立在(zai)(zai)長期蠕變強度的(de)基(ji)(ji)礎(chu)上(shang)并考慮金(jin)屬的(de)鐵鱗阻力(li)。在(zai)(zai)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)下(xia)所(suo)使(shi)用(yong)的(de)材(cai)料應該具(ju)有表4-4中的(de)力(li)學(xue)性(xing)(xing)(xing)能。在(zai)(zai)溫(wen)(wen)度高(gao)(gao)于425℃時，材(cai)料既要(yao)耐熱，還必(bi)須(xu)保持耐蝕性(xing)(xing)(xing)、力(li)學(xue)強度、冶金(jin)穩(wen)定性(xing)(xing)(xing)、耐蠕變性(xing)(xing)(xing)、耐氧化性(xing)(xing)(xing)、應力(li)、斷裂強度、韌性(xing)(xing)(xing)和抵抗燃燒(shao)氣體和接觸化學(xue)物質(zhi)的(de)表面穩(wen)定性(xing)(xing)(xing)。
耐(nai)熱材料的合金化(hua)元(yuan)素(su)：耐(nai)熱材料必須含(han)有(you)(you)鉻以抗氧化(hua)。鈷(gu)、鋁、硅和(he)稀土元(yuan)素(su)有(you)(you)助(zhu)于表面氧化(hua)層的形(xing)成、穩定性(xing)和(he)堅韌。鎳提供了強度(du)、穩定性(xing)、韌性(xing)和(he)抗滲碳(tan)。鎢和(he)鉬增(zeng)加(jia)高(gao)溫(wen)強度(du)。
當溫度高(gao)于(yu)600℃，通常考慮使(shi)用如下的材(cai)料(liao)：
①. 含有(you)17％～27％Cr和(he)少量(liang)Mo的鐵素體鋼；
②. 奧氏體高(gao)溫、高(gao)強度鋼(gang)（含(han)有高(gao)于8％Ni的Cr-M-Mo鋼(gang)）如牌號，06Cr18Ni11Ti（321）、06Cr18Nil1Nb（347）、06Cr17Ni12Mo2（316）和20Cr25Ni20（310）；
③. 高溫(wen)下使用的不銹鋼(gang)。
常用耐熱鋼的適宜工作的溫(wen)度范圍，見(jian)表4-2。
碳鋼(gang)習慣上用(yong)于溫(wen)(wen)度不超過400℃，低合(he)金鋼(gang)用(yong)于溫(wen)(wen)度不超過600～650℃，當超過以(yi)(yi)上溫(wen)(wen)度的(de)(de)時候，由(you)于蠕變(bian)而造成它(ta)們(men)失去穩定性。鎳基(ji)和(he)鈷(gu)(gu)基(ji)的(de)(de)超耐(nai)熱(re)合(he)金能(neng)耐(nai)高(gao)溫(wen)(wen)且力學性能(neng)損失不大，但它(ta)們(men)的(de)(de)經(jing)濟性和(he)可用(yong)性限制(zhi)了(le)(le)(le)它(ta)們(men)的(de)(de)一般應用(yong)，如600～675℃中(zhong)溫(wen)(wen)范圍操作的(de)(de)礦物燃料能(neng)源工廠就沒(mei)有(you)應用(yong)鎳基(ji)和(he)鈷(gu)(gu)基(ji)合(he)金。在此溫(wen)(wen)度范圍內，優(you)先考慮(lv)選用(yong)奧氏體不銹鋼(gang)。高(gao)溫(wen)(wen)下選用(yong)不銹鋼(gang)時，除(chu)了(le)(le)(le)考慮(lv)蠕變(bian)強度，還應考慮(lv)高(gao)溫(wen)(wen)腐(fu)蝕、氧化(hua)、鱗(lin)皮、碳化(hua)以(yi)(yi)及二次相(xiang)的(de)(de)析出。超級(ji)鐵素體不銹鋼(gang)S44627（E-Brite）、S44625（26-1）彌補(bu)了(le)(le)(le)許多與06Cr17Ni12Mo2（316）不銹鋼(gang)缺點有(you)關的(de)(de)不足。
表4-5列(lie)出幾種不銹鋼在燃氣中的腐蝕(shi)率（3個月）。
①. 指(zhi)發生點腐蝕(shi)的試樣點腐蝕(shi)的平均深度。
②. 指試樣(yang)斷裂。
高(gao)溫用(yong)(yong)鋼(gang)(gang)的(de)(de)評定試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)，是用(yong)(yong)來評定高(gao)溫用(yong)(yong)鋼(gang)(gang)的(de)(de)力學性能(neng)，供選用(yong)(yong)鋼(gang)(gang)材(cai)和設計時(shi)使用(yong)(yong)。試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)項目包(bao)(bao)括：短(duan)期(qi)高(gao)溫試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)；長期(qi)高(gao)溫試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)；長期(qi)暴露于高(gao)溫后的(de)(de)短(duan)期(qi)和長期(qi)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)；疲(pi)勞(lao)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)（包(bao)(bao)括熱疲(pi)勞(lao)和熱沖擊試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)）；與時(shi)間有關(guan)的(de)(de)疲(pi)勞(lao)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)；韌性和韌度試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)。
表4-6列出(chu)了幾種(zhong)不(bu)銹鋼在空(kong)氣(qi)中使用的(de)建議溫度。
