結(jie)構材料的(de)耐熱性(xing)是按(an)照各種使用溫度(du)來(lai)分(fen)類(lei)的(de)，因為材料的(de)基本性(xing)能(neng)與使用溫度(du)密(mi)切相關(guan)，所以可將其使用溫度(du)分(fen)為四個(ge)范圍。
1. 零度以(yi)下和低溫使用
在(zai)零(ling)(ling)(ling)(ling)度(du)(du)以(yi)下，材料主要的使(shi)(shi)用(yong)要求是(shi)使(shi)(shi)用(yong)溫(wen)度(du)(du)下的韌(ren)性。鋼(gang)和有(you)(you)色(se)金(jin)屬(shu)經常用(yong)于在(zai)零(ling)(ling)(ling)(ling)度(du)(du)以(yi)下存(cun)儲、處理(li)和輸送液化氣(qi)及變成液態的氣(qi)體。有(you)(you)些金(jin)屬(shu)在(zai)室溫(wen)或零(ling)(ling)(ling)(ling)韌(ren)性溫(wen)度(du)(du)以(yi)下的較小(xiao)溫(wen)度(du)(du)范圍內，明顯地表(biao)現出(chu)韌(ren)性的嚴重缺(que)乏(fa)，將這一(yi)溫(wen)度(du)(du)叫做韌(ren)性-脆性轉變溫(wen)度(du)(du)。由于脆性裂紋(wen)的擴(kuo)展(zhan)會帶來危險，所(suo)以(yi)應該(gai)避免在(zai)低于零(ling)(ling)(ling)(ling)韌(ren)性溫(wen)度(du)(du)下使(shi)(shi)用(yong)這些金(jin)屬(shu)。在(zai)零(ling)(ling)(ling)(ling)韌(ren)性溫(wen)度(du)(du)以(yi)下，裂紋(wen)擴(kuo)展(zhan)所(suo)需(xu)的能量非常小(xiao)，也就(jiu)是(shi)在(zai)很低的應力(li)下就(jiu)很容(rong)易產生裂紋(wen)。
2. 0～200℃以下使用
0～200℃以下這個(ge)溫度(du)范(fan)(fan)圍(wei)(wei)，可以說是大多數金屬材料都可以處(chu)于這個(ge)溫度(du)使用范(fan)(fan)圍(wei)(wei)，也就(jiu)是極為平常的使用范(fan)(fan)圍(wei)(wei)，這里就(jiu)不(bu)給予介紹了。
3. 中溫（200～650℃）下使用
在絕大多數石(shi)油和石(shi)化工業(ye)中使用的(de)容器都屬于中溫操作類型。這(zhe)里最重要(yao)(yao)的(de)是要(yao)(yao)考慮發揮(hui)材(cai)料(liao)的(de)最佳性能，其中主要(yao)(yao)的(de)指標(biao)是設計(ji)應力值、設計(ji)公式的(de)合理性和材(cai)料(liao)的(de)韌性。
4. 高溫（＞650℃）下使用(yong)
材(cai)料在(zai)高溫(wen)下(xia)使用，材(cai)料會處于假塑(su)性(xing)(xing)(xing)或全塑(su)性(xing)(xing)(xing)狀(zhuang)態下(xia)，設計必須以低(di)于無彈性(xing)(xing)(xing)變(bian)形失效的(de)(de)極(ji)限(xian)應(ying)力(li)為基礎。高溫(wen)設計應(ying)力(li)極(ji)限(xian)是建立(li)在(zai)長(chang)期(qi)蠕變(bian)強度的(de)(de)基礎上并考慮金(jin)屬的(de)(de)鐵鱗阻力(li)。在(zai)高溫(wen)下(xia)所使用的(de)(de)材(cai)料應(ying)該具有表4-4中的(de)(de)力(li)學性(xing)(xing)(xing)能(neng)。在(zai)溫(wen)度高于425℃時，材(cai)料既要耐(nai)(nai)熱，還必須保持(chi)耐(nai)(nai)蝕性(xing)(xing)(xing)、力(li)學強度、冶金(jin)穩(wen)定性(xing)(xing)(xing)、耐(nai)(nai)蠕變(bian)性(xing)(xing)(xing)、耐(nai)(nai)氧化性(xing)(xing)(xing)、應(ying)力(li)、斷(duan)裂(lie)強度、韌性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)抵抗(kang)燃燒氣體(ti)和(he)(he)接觸化學物質的(de)(de)表面穩(wen)定性(xing)(xing)(xing)。
耐(nai)熱(re)材料的合金化(hua)元素(su)：耐(nai)熱(re)材料必須含有(you)鉻以(yi)抗(kang)氧(yang)化(hua)。鈷、鋁(lv)、硅和(he)稀土元素(su)有(you)助于表(biao)面氧(yang)化(hua)層的形成、穩定性和(he)堅韌。鎳提供(gong)了強度、穩定性、韌性和(he)抗(kang)滲碳(tan)。鎢(wu)和(he)鉬增加高溫強度。
當(dang)溫度高(gao)于600℃，通(tong)常考慮使(shi)用如下的材料(liao)：
①. 含有17％～27％Cr和少量Mo的鐵素體鋼；
②. 奧(ao)氏體高(gao)溫(wen)、高(gao)強(qiang)度鋼（含(han)有高(gao)于(yu)8％Ni的(de)Cr-M-Mo鋼）如牌(pai)號，06Cr18Ni11Ti（321）、06Cr18Nil1Nb（347）、06Cr17Ni12Mo2（316）和20Cr25Ni20（310）；
③. 高溫下使用的不銹(xiu)鋼。
常用耐熱(re)鋼的適宜工作(zuo)的溫度(du)范圍(wei)，見(jian)表4-2。
碳(tan)鋼習慣上用(yong)(yong)(yong)于溫度不(bu)超(chao)過(guo)(guo)400℃，低合金(jin)鋼用(yong)(yong)(yong)于溫度不(bu)超(chao)過(guo)(guo)600～650℃，當超(chao)過(guo)(guo)以(yi)上溫度的(de)(de)時候，由(you)于蠕(ru)變而(er)造成它(ta)(ta)們失去穩定性(xing)。鎳基(ji)(ji)和鈷基(ji)(ji)的(de)(de)超(chao)耐熱合金(jin)能耐高溫且力學性(xing)能損失不(bu)大(da)，但(dan)它(ta)(ta)們的(de)(de)經濟(ji)性(xing)和可用(yong)(yong)(yong)性(xing)限制(zhi)了(le)它(ta)(ta)們的(de)(de)一般(ban)應用(yong)(yong)(yong)，如600～675℃中溫范圍(wei)操作的(de)(de)礦物燃料(liao)能源工廠就沒有(you)應用(yong)(yong)(yong)鎳基(ji)(ji)和鈷基(ji)(ji)合金(jin)。在此溫度范圍(wei)內，優(you)先考慮選(xuan)用(yong)(yong)(yong)奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼。高溫下選(xuan)用(yong)(yong)(yong)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼時，除了(le)考慮蠕(ru)變強(qiang)度，還(huan)應考慮高溫腐蝕、氧化、鱗皮、碳(tan)化以(yi)及(ji)二(er)次相的(de)(de)析出。超(chao)級鐵素體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼S44627（E-Brite）、S44625（26-1）彌補(bu)了(le)許多與(yu)06Cr17Ni12Mo2（316）不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼缺點(dian)有(you)關的(de)(de)不(bu)足(zu)。
表4-5列(lie)出幾種(zhong)不銹鋼(gang)在(zai)燃氣中(zhong)的(de)腐蝕率（3個月）。
①. 指發生點(dian)腐蝕的(de)試樣點(dian)腐蝕的(de)平均深(shen)度。
②. 指試樣斷裂。
高(gao)溫用鋼的評定(ding)試(shi)驗(yan)，是用來(lai)評定(ding)高(gao)溫用鋼的力(li)學(xue)性(xing)能，供選(xuan)用鋼材和(he)設(she)計(ji)時使用。試(shi)驗(yan)項目(mu)包(bao)括：短(duan)期(qi)(qi)高(gao)溫試(shi)驗(yan)；長期(qi)(qi)高(gao)溫試(shi)驗(yan)；長期(qi)(qi)暴露于高(gao)溫后的短(duan)期(qi)(qi)和(he)長期(qi)(qi)試(shi)驗(yan)；疲(pi)勞(lao)試(shi)驗(yan)（包(bao)括熱疲(pi)勞(lao)和(he)熱沖擊試(shi)驗(yan)）；與時間有關的疲(pi)勞(lao)試(shi)驗(yan)；韌(ren)性(xing)和(he)韌(ren)度(du)試(shi)驗(yan)。
表4-6列(lie)出了(le)幾種(zhong)不銹鋼在(zai)空氣中使用的(de)建議溫度。
