高溫(wen)破壞,即金屬(shu)材料在(zai)高溫(wen)下組織和(he)(he)性(xing)能惡化(hua)。常見的(de)如蠕變、珠光體球化(hua)、石墨化(hua)、回火脆化(hua)等導致金屬(shu)材料弱(ruo)化(hua)和(he)(he)脆化(hua)。
1. 蠕變失效
金屬材料在(0.3~0.5)Tm(熔點(dian))溫度時,在恒(heng)應力(li)作用下發生(sheng)應變(bian)(bian),隨著時間的推移,應變(bian)(bian)增加,繼(ji)而出現塑性變(bian)(bian)形(xing),以穩定蠕變(bian)(bian)發展到快速蠕變(bian)(bian)以至斷(duan)裂。蠕變(bian)(bian)失效形(xing)式有:過(guo)量變(bian)(bian)形(xing),如爐(lu)管“鼓肚”;彈(dan)性應用松弛,如螺栓緊固力(li)降(jiang)低、斷(duan)裂。
2. 碳鋼、珠光(guang)體(ti)耐(nai)熱(re)鋼的(de)珠光(guang)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(shi)墨化
碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)和0.5Mo鋼(gang)(gang)(gang)長期在高(gao)溫(wen)(wen)下工(gong)作,組(zu)織中過飽和碳(tan)原子發(fa)生(sheng)遷移和聚集,轉化為石(shi)墨(mo)(mo),使(shi)材料(liao)強度降低。石(shi)墨(mo)(mo)化最(zui)容(rong)易發(fa)生(sheng)于(yu)焊接熱影響區。早(zao)年(nian),美國某(mou)電站505℃的(de)(de)主蒸(zheng)汽管道采用(yong)0.5Mo鋼(gang)(gang)(gang)管,在運(yun)行5年(nian)后(hou)斷裂,造成嚴(yan)重損(sun)失。0.5Mo鋼(gang)(gang)(gang)在468℃溫(wen)(wen)度下長期工(gong)作就有(you)石(shi)墨(mo)(mo)化傾向,發(fa)生(sheng)事(shi)(shi)故(gu)只是遲早(zao)的(de)(de)事(shi)(shi)。GB/T 150《壓(ya)力(li)容(rong)器》強調“碳(tan)素鋼(gang)(gang)(gang)和碳(tan)錳(meng)鋼(gang)(gang)(gang)在高(gao)于(yu)425℃溫(wen)(wen)度下長期使(shi)用(yong)時,應考慮鋼(gang)(gang)(gang)中碳(tan)化物(wu)相的(de)(de)石(shi)墨(mo)(mo)化傾向”。
4. 回火(huo)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。

