高(gao)(gao)溫(wen)破(po)壞,即金(jin)屬材(cai)料在高(gao)(gao)溫(wen)下組織和(he)性能惡化(hua)。常見的如蠕變、珠光(guang)體球化(hua)、石墨化(hua)、回(hui)火脆(cui)化(hua)等導致金(jin)屬材(cai)料弱化(hua)和(he)脆(cui)化(hua)。


1. 蠕(ru)變失效


  金屬(shu)材料在(zai)(0.3~0.5)Tm(熔(rong)點)溫度時(shi),在(zai)恒應(ying)(ying)力作(zuo)用下(xia)發生應(ying)(ying)變(bian)(bian),隨著(zhu)時(shi)間(jian)的推移(yi),應(ying)(ying)變(bian)(bian)增加,繼而出(chu)現(xian)塑性變(bian)(bian)形,以(yi)穩(wen)定蠕變(bian)(bian)發展到(dao)快速蠕變(bian)(bian)以(yi)至斷(duan)裂。蠕變(bian)(bian)失效形式有(you):過量變(bian)(bian)形,如爐管(guan)“鼓肚”;彈性應(ying)(ying)用松弛,如螺栓(shuan)緊固力降低、斷(duan)裂。


2. 碳鋼(gang)、珠光體(ti)耐熱鋼(gang)的(de)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. 碳鋼和碳鉬鋼的石墨化


  碳鋼(gang)(gang)和(he)0.5Mo鋼(gang)(gang)長(chang)期(qi)(qi)在高(gao)(gao)溫(wen)下(xia)(xia)工(gong)作,組織中過飽和(he)碳原子發(fa)生遷移和(he)聚(ju)集,轉化(hua)為(wei)石(shi)墨(mo),使材(cai)料(liao)強(qiang)度降低。石(shi)墨(mo)化(hua)最容(rong)易發(fa)生于焊接熱影響區。早年(nian)(nian),美國某(mou)電站505℃的(de)主蒸(zheng)汽管道采用0.5Mo鋼(gang)(gang)管,在運行5年(nian)(nian)后斷裂,造成(cheng)嚴重損失(shi)。0.5Mo鋼(gang)(gang)在468℃溫(wen)度下(xia)(xia)長(chang)期(qi)(qi)工(gong)作就有石(shi)墨(mo)化(hua)傾向,發(fa)生事故只是遲(chi)早的(de)事。GB/T 150《壓力(li)容(rong)器(qi)》強(qiang)調“碳素鋼(gang)(gang)和(he)碳錳鋼(gang)(gang)在高(gao)(gao)于425℃溫(wen)度下(xia)(xia)長(chang)期(qi)(qi)使用時,應考慮鋼(gang)(gang)中碳化(hua)物(wu)相的(de)石(shi)墨(mo)化(hua)傾向”。


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。