高溫破壞,即金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)在(zai)高溫下(xia)組織(zhi)和性能惡化(hua)(hua)。常見的(de)如蠕變、珠光體球化(hua)(hua)、石墨(mo)化(hua)(hua)、回火脆化(hua)(hua)等導致金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)弱化(hua)(hua)和脆化(hua)(hua)。


1. 蠕(ru)變(bian)失(shi)效(xiao)


  金屬材料在(0.3~0.5)Tm(熔點)溫度時,在恒應力(li)作用(yong)下發(fa)生(sheng)應變,隨(sui)著時間的推移,應變增加(jia),繼而(er)出現塑性(xing)變形(xing),以(yi)穩定(ding)蠕(ru)變發(fa)展到快(kuai)速蠕(ru)變以(yi)至(zhi)斷(duan)裂。蠕(ru)變失(shi)效形(xing)式有:過量變形(xing),如爐管“鼓(gu)肚”;彈(dan)性(xing)應用(yong)松(song)弛,如螺栓緊固力(li)降低、斷(duan)裂。


2. 碳鋼(gang)、珠光體(ti)耐熱鋼(gang)的珠光體(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(tan)(tan)鋼(gang)和(he)(he)0.5Mo鋼(gang)長期(qi)在(zai)(zai)高溫下工作,組(zu)織中過飽和(he)(he)碳(tan)(tan)原子發(fa)(fa)生遷移和(he)(he)聚集(ji),轉(zhuan)化(hua)為石墨(mo),使材料強(qiang)度(du)(du)降低。石墨(mo)化(hua)最容易發(fa)(fa)生于(yu)焊接熱影響區。早年,美國某電站(zhan)505℃的(de)主(zhu)蒸汽(qi)管道(dao)采用0.5Mo鋼(gang)管,在(zai)(zai)運行5年后斷裂,造成嚴(yan)重損失(shi)。0.5Mo鋼(gang)在(zai)(zai)468℃溫度(du)(du)下長期(qi)工作就(jiu)有石墨(mo)化(hua)傾(qing)向,發(fa)(fa)生事(shi)(shi)故(gu)只是遲早的(de)事(shi)(shi)。GB/T 150《壓力容器》強(qiang)調“碳(tan)(tan)素(su)鋼(gang)和(he)(he)碳(tan)(tan)錳鋼(gang)在(zai)(zai)高于(yu)425℃溫度(du)(du)下長期(qi)使用時,應考慮鋼(gang)中碳(tan)(tan)化(hua)物相的(de)石墨(mo)化(hua)傾(qing)向”。


4. 回火脆(cui)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。