結構材料的耐(nai)熱(re)性是按照(zhao)各種使(shi)用(yong)溫(wen)度(du)來分(fen)類的，因為材料的基本性能(neng)與使(shi)用(yong)溫(wen)度(du)密切相(xiang)關，所以可將其(qi)使(shi)用(yong)溫(wen)度(du)分(fen)為四個范圍(wei)。

1. 零度以下和低溫使用

  在零(ling)度(du)(du)以下(xia)，材(cai)料主要(yao)的(de)(de)(de)(de)使(shi)用(yong)要(yao)求是(shi)(shi)使(shi)用(yong)溫(wen)度(du)(du)下(xia)的(de)(de)(de)(de)韌(ren)性。鋼和(he)(he)有色(se)金屬經常用(yong)于在零(ling)度(du)(du)以下(xia)存儲、處理和(he)(he)輸送液化氣(qi)及變成(cheng)液態的(de)(de)(de)(de)氣(qi)體(ti)。有些金屬在室溫(wen)或零(ling)韌(ren)性溫(wen)度(du)(du)以下(xia)的(de)(de)(de)(de)較小(xiao)溫(wen)度(du)(du)范圍內，明顯(xian)地表現(xian)出韌(ren)性的(de)(de)(de)(de)嚴重缺乏，將這(zhe)一溫(wen)度(du)(du)叫做(zuo)韌(ren)性-脆性轉變溫(wen)度(du)(du)。由于脆性裂(lie)紋的(de)(de)(de)(de)擴展(zhan)會帶來危險，所以應(ying)該避免在低于零(ling)韌(ren)性溫(wen)度(du)(du)下(xia)使(shi)用(yong)這(zhe)些金屬。在零(ling)韌(ren)性溫(wen)度(du)(du)以下(xia)，裂(lie)紋擴展(zhan)所需的(de)(de)(de)(de)能量非常小(xiao)，也就是(shi)(shi)在很(hen)低的(de)(de)(de)(de)應(ying)力下(xia)就很(hen)容易產生裂(lie)紋。

2. 0～200℃以下(xia)使用

  0～200℃以下這(zhe)個溫度范(fan)(fan)圍(wei)，可以說(shuo)是(shi)大多數金(jin)屬材料都可以處于這(zhe)個溫度使用(yong)范(fan)(fan)圍(wei)，也就是(shi)極為平(ping)常(chang)的使用(yong)范(fan)(fan)圍(wei)，這(zhe)里就不給予介紹了(le)。

3. 中溫（200～650℃）下使(shi)用

  在絕大多數(shu)石(shi)油和(he)石(shi)化工業中(zhong)使用的(de)(de)(de)容器(qi)都屬(shu)于中(zhong)溫操作類型。這里最(zui)重要(yao)的(de)(de)(de)是要(yao)考慮發揮材料的(de)(de)(de)最(zui)佳性能，其(qi)中(zhong)主要(yao)的(de)(de)(de)指標是設(she)計應力值、設(she)計公式的(de)(de)(de)合理性和(he)材料的(de)(de)(de)韌性。

4. 高溫（＞650℃）下使用

  材(cai)(cai)料(liao)在(zai)高(gao)(gao)(gao)溫下(xia)使用(yong)，材(cai)(cai)料(liao)會(hui)處于假塑性(xing)(xing)(xing)或(huo)全(quan)塑性(xing)(xing)(xing)狀態下(xia)，設(she)計(ji)必須以低于無彈性(xing)(xing)(xing)變形失效的極限應力為基(ji)(ji)礎。高(gao)(gao)(gao)溫設(she)計(ji)應力極限是建(jian)立在(zai)長期(qi)蠕變強度的基(ji)(ji)礎上并(bing)考(kao)慮金屬的鐵鱗阻力。在(zai)高(gao)(gao)(gao)溫下(xia)所使用(yong)的材(cai)(cai)料(liao)應該具(ju)有表(biao)4-4中(zhong)的力學(xue)性(xing)(xing)(xing)能。在(zai)溫度高(gao)(gao)(gao)于425℃時，材(cai)(cai)料(liao)既要(yao)耐(nai)(nai)熱，還必須保(bao)持耐(nai)(nai)蝕性(xing)(xing)(xing)、力學(xue)強度、冶(ye)金穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)、耐(nai)(nai)蠕變性(xing)(xing)(xing)、耐(nai)(nai)氧化性(xing)(xing)(xing)、應力、斷裂強度、韌性(xing)(xing)(xing)和(he)抵(di)抗燃燒(shao)氣(qi)體和(he)接觸(chu)化學(xue)物質的表(biao)面穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)。

  耐熱材料(liao)(liao)的合金化元素：耐熱材料(liao)(liao)必須含有鉻以(yi)抗氧(yang)化。鈷(gu)、鋁、硅和(he)稀土元素有助(zhu)于表面(mian)氧(yang)化層的形成(cheng)、穩定(ding)(ding)性(xing)和(he)堅韌。鎳提供(gong)了強度、穩定(ding)(ding)性(xing)、韌性(xing)和(he)抗滲碳。鎢和(he)鉬增加高(gao)溫強度。

 當溫度高于(yu)600℃，通常(chang)考慮使(shi)用如下(xia)的(de)材(cai)料：

  ①. 含有17％～27％Cr和少量Mo的鐵素體(ti)鋼(gang)；

  ②. 奧氏體高溫、高強度鋼（含有(you)高于8％Ni的Cr-M-Mo鋼）如牌號，06Cr18Ni11Ti（321）、06Cr18Nil1Nb（347）、06Cr17Ni12Mo2（316）和20Cr25Ni20（310）；

  ③. 高(gao)溫下(xia)使用的不銹鋼。

  常用耐(nai)熱鋼的(de)適宜工作的(de)溫度(du)范圍，見表4-2。

  碳(tan)鋼(gang)(gang)習慣(guan)上用(yong)于(yu)(yu)溫度(du)(du)不(bu)(bu)超(chao)(chao)過(guo)400℃，低(di)合(he)金鋼(gang)(gang)用(yong)于(yu)(yu)溫度(du)(du)不(bu)(bu)超(chao)(chao)過(guo)600～650℃，當(dang)超(chao)(chao)過(guo)以上溫度(du)(du)的(de)(de)時候，由于(yu)(yu)蠕變而造成它們(men)失(shi)去穩(wen)定性(xing)。鎳基和(he)鈷基的(de)(de)超(chao)(chao)耐熱(re)合(he)金能(neng)(neng)耐高溫且力(li)學性(xing)能(neng)(neng)損(sun)失(shi)不(bu)(bu)大，但它們(men)的(de)(de)經濟性(xing)和(he)可用(yong)性(xing)限(xian)制了(le)它們(men)的(de)(de)一(yi)般(ban)應用(yong)，如(ru)600～675℃中溫范圍(wei)操作的(de)(de)礦(kuang)物燃料能(neng)(neng)源工廠就沒(mei)有應用(yong)鎳基和(he)鈷基合(he)金。在此溫度(du)(du)范圍(wei)內，優(you)先考(kao)慮選用(yong)奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)。高溫下選用(yong)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)時，除了(le)考(kao)慮蠕變強度(du)(du)，還應考(kao)慮高溫腐(fu)蝕、氧化(hua)(hua)、鱗皮、碳(tan)化(hua)(hua)以及二次相(xiang)的(de)(de)析出。超(chao)(chao)級鐵素體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)S44627（E-Brite）、S44625（26-1）彌補(bu)了(le)許多與06Cr17Ni12Mo2（316）不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)缺(que)點(dian)有關的(de)(de)不(bu)(bu)足。

表4-5列出幾種(zhong)不(bu)銹鋼在燃氣中的腐(fu)蝕率(lv)（3個月）。

  ①. 指發(fa)生點(dian)腐(fu)蝕的試樣點(dian)腐(fu)蝕的平(ping)均(jun)深度。

  ②. 指試樣(yang)斷裂。

  高(gao)溫(wen)用(yong)鋼的評(ping)定(ding)試(shi)驗(yan)(yan)，是用(yong)來評(ping)定(ding)高(gao)溫(wen)用(yong)鋼的力學性(xing)能，供選用(yong)鋼材和(he)(he)設計時使(shi)用(yong)。試(shi)驗(yan)(yan)項目(mu)包括：短期(qi)高(gao)溫(wen)試(shi)驗(yan)(yan)；長期(qi)高(gao)溫(wen)試(shi)驗(yan)(yan)；長期(qi)暴露于高(gao)溫(wen)后的短期(qi)和(he)(he)長期(qi)試(shi)驗(yan)(yan)；疲勞試(shi)驗(yan)(yan)（包括熱(re)疲勞和(he)(he)熱(re)沖擊試(shi)驗(yan)(yan)）；與(yu)時間(jian)有關的疲勞試(shi)驗(yan)(yan)；韌性(xing)和(he)(he)韌度試(shi)驗(yan)(yan)。

 表4-6列出了(le)幾種不銹鋼在空氣中使用的建(jian)議溫度。