高溫破(po)壞,即(ji)金屬(shu)材(cai)料(liao)在高溫下組織和性能惡化(hua)。常(chang)見的如(ru)蠕變(bian)、珠(zhu)光體(ti)球化(hua)、石墨化(hua)、回火脆(cui)化(hua)等導致金屬(shu)材(cai)料(liao)弱化(hua)和脆(cui)化(hua)。
1. 蠕變失(shi)效
金屬材料在(0.3~0.5)Tm(熔點(dian))溫度(du)時,在恒應(ying)力作用下發生應(ying)變(bian),隨著時間的推移,應(ying)變(bian)增加,繼而(er)出現(xian)塑性(xing)變(bian)形(xing),以穩定蠕變(bian)發展到快速蠕變(bian)以至斷(duan)裂。蠕變(bian)失(shi)效形(xing)式有:過(guo)量變(bian)形(xing),如(ru)爐管“鼓肚”;彈(dan)性(xing)應(ying)用松弛,如(ru)螺(luo)栓緊(jin)固力降低、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(tan)鋼(gang)和碳(tan)鉬鋼(gang)的石(shi)墨化
碳(tan)鋼和0.5Mo鋼長(chang)(chang)期在(zai)高(gao)溫下工作,組織中(zhong)過飽(bao)和碳(tan)原(yuan)子發(fa)生遷移和聚集,轉化(hua)(hua)(hua)為(wei)石(shi)墨,使(shi)材料(liao)強(qiang)度降(jiang)低(di)。石(shi)墨化(hua)(hua)(hua)最容易(yi)發(fa)生于焊(han)接熱影響(xiang)區。早(zao)年(nian),美國某電站505℃的主蒸汽管(guan)道采用(yong)0.5Mo鋼管(guan),在(zai)運行5年(nian)后(hou)斷裂,造成嚴重損失(shi)。0.5Mo鋼在(zai)468℃溫度下長(chang)(chang)期工作就有石(shi)墨化(hua)(hua)(hua)傾向(xiang),發(fa)生事故只(zhi)是(shi)遲早(zao)的事。GB/T 150《壓(ya)力(li)容器(qi)》強(qiang)調“碳(tan)素鋼和碳(tan)錳鋼在(zai)高(gao)于425℃溫度下長(chang)(chang)期使(shi)用(yong)時,應考慮鋼中(zhong)碳(tan)化(hua)(hua)(hua)物相的石(shi)墨化(hua)(hua)(hua)傾向(xiang)”。
4. 回(hui)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。