結構(gou)材料的(de)耐熱(re)性是按照各種使(shi)用(yong)溫(wen)度來分類的(de)，因為(wei)材料的(de)基本性能與使(shi)用(yong)溫(wen)度密切相關，所以可將其使(shi)用(yong)溫(wen)度分為(wei)四個(ge)范圍。
1. 零度以(yi)下(xia)和低溫使用(yong)
在(zai)(zai)零(ling)(ling)度(du)(du)以(yi)(yi)下(xia)(xia)，材料主(zhu)要的(de)(de)使用(yong)要求是使用(yong)溫度(du)(du)下(xia)(xia)的(de)(de)韌(ren)性(xing)。鋼和有色金屬(shu)經常(chang)用(yong)于(yu)在(zai)(zai)零(ling)(ling)度(du)(du)以(yi)(yi)下(xia)(xia)存儲、處理(li)和輸送(song)液化(hua)氣及變成液態的(de)(de)氣體。有些(xie)金屬(shu)在(zai)(zai)室溫或零(ling)(ling)韌(ren)性(xing)溫度(du)(du)以(yi)(yi)下(xia)(xia)的(de)(de)較小(xiao)溫度(du)(du)范圍內，明顯地(di)表(biao)現(xian)出(chu)韌(ren)性(xing)的(de)(de)嚴重缺乏，將這一溫度(du)(du)叫做(zuo)韌(ren)性(xing)-脆性(xing)轉變溫度(du)(du)。由于(yu)脆性(xing)裂(lie)紋(wen)的(de)(de)擴展會帶來危險(xian)，所以(yi)(yi)應該避免在(zai)(zai)低于(yu)零(ling)(ling)韌(ren)性(xing)溫度(du)(du)下(xia)(xia)使用(yong)這些(xie)金屬(shu)。在(zai)(zai)零(ling)(ling)韌(ren)性(xing)溫度(du)(du)以(yi)(yi)下(xia)(xia)，裂(lie)紋(wen)擴展所需的(de)(de)能(neng)量非常(chang)小(xiao)，也(ye)就是在(zai)(zai)很(hen)(hen)低的(de)(de)應力(li)下(xia)(xia)就很(hen)(hen)容易產生裂(lie)紋(wen)。
2. 0～200℃以下使用
0～200℃以下這個(ge)溫(wen)度(du)范圍，可以說是大多數金屬材料都可以處(chu)于這個(ge)溫(wen)度(du)使用范圍，也就是極為平(ping)常的使用范圍，這里就不(bu)給予介紹了。
3. 中溫（200～650℃）下使(shi)用(yong)
在絕大(da)多數(shu)石油(you)和石化工業(ye)中(zhong)使用(yong)的容器都屬于中(zhong)溫操作類型。這里最重(zhong)要(yao)的是要(yao)考慮發揮材(cai)料(liao)的最佳(jia)性能(neng)，其中(zhong)主要(yao)的指標是設(she)計(ji)應力值、設(she)計(ji)公式(shi)的合理性和材(cai)料(liao)的韌性。
4. 高溫（＞650℃）下使用
材料(liao)在高溫(wen)下使(shi)用(yong)，材料(liao)會處于(yu)假塑性(xing)或(huo)全(quan)塑性(xing)狀態下，設(she)計必須以低于(yu)無(wu)彈性(xing)變形失效(xiao)的(de)極限應(ying)力(li)(li)為基(ji)礎(chu)。高溫(wen)設(she)計應(ying)力(li)(li)極限是建立在長期蠕變強(qiang)度的(de)基(ji)礎(chu)上并考慮金(jin)屬的(de)鐵鱗阻力(li)(li)。在高溫(wen)下所使(shi)用(yong)的(de)材料(liao)應(ying)該具有表4-4中的(de)力(li)(li)學性(xing)能(neng)。在溫(wen)度高于(yu)425℃時，材料(liao)既要(yao)耐(nai)熱，還必須保持耐(nai)蝕性(xing)、力(li)(li)學強(qiang)度、冶金(jin)穩定(ding)(ding)性(xing)、耐(nai)蠕變性(xing)、耐(nai)氧化(hua)性(xing)、應(ying)力(li)(li)、斷(duan)裂強(qiang)度、韌性(xing)和抵抗燃燒氣體(ti)和接觸化(hua)學物(wu)質的(de)表面穩定(ding)(ding)性(xing)。
耐熱材料(liao)的合金化元素：耐熱材料(liao)必須含有鉻以抗氧化。鈷、鋁、硅和(he)(he)稀土元素有助于表面氧化層(ceng)的形成、穩定性和(he)(he)堅(jian)韌(ren)。鎳提供了強度、穩定性、韌(ren)性和(he)(he)抗滲碳。鎢和(he)(he)鉬增加高溫強度。
當溫(wen)度高于600℃，通常考(kao)慮(lv)使(shi)用(yong)如下(xia)的材料(liao)：
①. 含有(you)17％～27％Cr和少量Mo的(de)鐵(tie)素(su)體(ti)鋼(gang)；
②. 奧氏體高溫、高強度鋼（含有高于8％Ni的Cr-M-Mo鋼）如牌號，06Cr18Ni11Ti（321）、06Cr18Nil1Nb（347）、06Cr17Ni12Mo2（316）和20Cr25Ni20（310）；
③. 高溫下使(shi)用的不銹鋼。
常用耐熱鋼的適(shi)宜(yi)工作的溫度范圍(wei)，見表4-2。
碳鋼(gang)習慣上(shang)用(yong)(yong)于溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)不(bu)(bu)超(chao)(chao)(chao)(chao)過400℃，低合金鋼(gang)用(yong)(yong)于溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)不(bu)(bu)超(chao)(chao)(chao)(chao)過600～650℃，當超(chao)(chao)(chao)(chao)過以(yi)上(shang)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)時(shi)(shi)候，由于蠕(ru)變而造成它們(men)失(shi)去穩定性。鎳(nie)(nie)基(ji)(ji)和鈷基(ji)(ji)的(de)(de)(de)超(chao)(chao)(chao)(chao)耐熱合金能耐高(gao)溫(wen)(wen)(wen)且力學性能損(sun)失(shi)不(bu)(bu)大，但它們(men)的(de)(de)(de)經濟(ji)性和可用(yong)(yong)性限(xian)制了它們(men)的(de)(de)(de)一般應(ying)用(yong)(yong)，如600～675℃中溫(wen)(wen)(wen)范圍(wei)操(cao)作的(de)(de)(de)礦物燃(ran)料能源工廠就沒有(you)(you)應(ying)用(yong)(yong)鎳(nie)(nie)基(ji)(ji)和鈷基(ji)(ji)合金。在此(ci)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)范圍(wei)內，優先(xian)考慮選用(yong)(yong)奧氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)。高(gao)溫(wen)(wen)(wen)下選用(yong)(yong)不(bu)(bu)銹鋼(gang)時(shi)(shi)，除了考慮蠕(ru)變強(qiang)度(du)(du)，還應(ying)考慮高(gao)溫(wen)(wen)(wen)腐蝕、氧(yang)化(hua)(hua)、鱗皮、碳化(hua)(hua)以(yi)及(ji)二次(ci)相的(de)(de)(de)析出。超(chao)(chao)(chao)(chao)級鐵素體不(bu)(bu)銹鋼(gang)S44627（E-Brite）、S44625（26-1）彌(mi)補了許多與(yu)06Cr17Ni12Mo2（316）不(bu)(bu)銹鋼(gang)缺(que)點有(you)(you)關的(de)(de)(de)不(bu)(bu)足。
表(biao)4-5列出(chu)幾種不銹鋼(gang)在燃氣中(zhong)的(de)腐蝕率（3個月(yue)）。
①. 指發生點腐(fu)蝕(shi)的試(shi)樣點腐(fu)蝕(shi)的平均深度。
②. 指(zhi)試樣(yang)斷裂。
高(gao)(gao)溫(wen)(wen)用鋼(gang)的(de)(de)評定試(shi)(shi)驗(yan)(yan)，是用來(lai)評定高(gao)(gao)溫(wen)(wen)用鋼(gang)的(de)(de)力學(xue)性(xing)能，供選用鋼(gang)材和(he)設計(ji)時(shi)使用。試(shi)(shi)驗(yan)(yan)項目包(bao)括：短(duan)期(qi)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)；長期(qi)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)；長期(qi)暴露于高(gao)(gao)溫(wen)(wen)后的(de)(de)短(duan)期(qi)和(he)長期(qi)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)；疲(pi)勞(lao)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)（包(bao)括熱疲(pi)勞(lao)和(he)熱沖擊試(shi)(shi)驗(yan)(yan)）；與時(shi)間有關(guan)的(de)(de)疲(pi)勞(lao)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)；韌性(xing)和(he)韌度試(shi)(shi)驗(yan)(yan)。
表(biao)4-6列出了幾種不銹鋼在空氣中使用的(de)建(jian)議(yi)溫度。
