高(gao)溫破壞,即(ji)金(jin)(jin)屬材(cai)料在高(gao)溫下組織和性能惡化(hua)(hua)。常見(jian)的(de)如蠕(ru)變(bian)、珠(zhu)光體球化(hua)(hua)、石(shi)墨化(hua)(hua)、回(hui)火脆(cui)化(hua)(hua)等導致(zhi)金(jin)(jin)屬材(cai)料弱化(hua)(hua)和脆(cui)化(hua)(hua)。


1. 蠕變失效


  金屬材料在(0.3~0.5)Tm(熔(rong)點(dian))溫度時(shi),在恒(heng)應(ying)(ying)力作用(yong)下發生應(ying)(ying)變(bian)(bian),隨著時(shi)間(jian)的推(tui)移,應(ying)(ying)變(bian)(bian)增加,繼而出現塑(su)性變(bian)(bian)形,以穩定蠕變(bian)(bian)發展到快速蠕變(bian)(bian)以至斷裂。蠕變(bian)(bian)失效形式有:過量(liang)變(bian)(bian)形,如爐管“鼓肚”;彈性應(ying)(ying)用(yong)松(song)弛,如螺栓緊固力降低、斷裂。


2. 碳(tan)鋼、珠(zhu)光體耐(nai)熱鋼的珠(zhu)光體球(qiu)化(hua)


  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(he)碳鉬鋼的(de)石墨化


  碳鋼(gang)和(he)(he)0.5Mo鋼(gang)長期(qi)在(zai)高溫下(xia)(xia)(xia)工作,組織中過(guo)飽和(he)(he)碳原子(zi)發(fa)生(sheng)遷移和(he)(he)聚(ju)集,轉化(hua)(hua)為(wei)石墨(mo),使材料強(qiang)度(du)(du)降低。石墨(mo)化(hua)(hua)最(zui)容易發(fa)生(sheng)于(yu)焊接(jie)熱影響區。早(zao)年(nian),美國某(mou)電站(zhan)505℃的主蒸汽管道采用0.5Mo鋼(gang)管,在(zai)運行5年(nian)后斷裂,造成嚴(yan)重損(sun)失。0.5Mo鋼(gang)在(zai)468℃溫度(du)(du)下(xia)(xia)(xia)長期(qi)工作就有石墨(mo)化(hua)(hua)傾向(xiang),發(fa)生(sheng)事故只是遲(chi)早(zao)的事。GB/T 150《壓(ya)力容器》強(qiang)調(diao)“碳素鋼(gang)和(he)(he)碳錳鋼(gang)在(zai)高于(yu)425℃溫度(du)(du)下(xia)(xia)(xia)長期(qi)使用時,應考(kao)慮(lv)鋼(gang)中碳化(hua)(hua)物相的石墨(mo)化(hua)(hua)傾向(xiang)”。


4. 回火脆化


  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。