結構材(cai)料的(de)耐熱(re)性(xing)是按(an)照各(ge)種使用溫(wen)度來分(fen)類的(de)，因為材(cai)料的(de)基本(ben)性(xing)能(neng)與(yu)使用溫(wen)度密(mi)切(qie)相關，所以(yi)可將其使用溫(wen)度分(fen)為四(si)個(ge)范(fan)圍。
1. 零度以下和低溫(wen)使用(yong)
在(zai)零(ling)度(du)以(yi)下(xia)(xia)，材(cai)料主要(yao)的使用(yong)要(yao)求是(shi)使用(yong)溫(wen)(wen)度(du)下(xia)(xia)的韌(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)。鋼(gang)和有(you)色金屬經常用(yong)于在(zai)零(ling)度(du)以(yi)下(xia)(xia)存(cun)儲、處理(li)和輸送(song)液化(hua)氣及變成液態的氣體。有(you)些金屬在(zai)室溫(wen)(wen)或零(ling)韌(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)溫(wen)(wen)度(du)以(yi)下(xia)(xia)的較小溫(wen)(wen)度(du)范圍內(nei)，明(ming)顯地表現(xian)出韌(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)的嚴重缺乏，將這(zhe)一(yi)溫(wen)(wen)度(du)叫做韌(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)-脆性(xing)(xing)(xing)(xing)轉變溫(wen)(wen)度(du)。由于脆性(xing)(xing)(xing)(xing)裂紋的擴(kuo)展會帶(dai)來危險，所以(yi)應(ying)該避(bi)免在(zai)低于零(ling)韌(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)溫(wen)(wen)度(du)下(xia)(xia)使用(yong)這(zhe)些金屬。在(zai)零(ling)韌(ren)(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)溫(wen)(wen)度(du)以(yi)下(xia)(xia)，裂紋擴(kuo)展所需的能(neng)量非常小，也(ye)就是(shi)在(zai)很低的應(ying)力下(xia)(xia)就很容易產生裂紋。
2. 0～200℃以(yi)下使用
0～200℃以下(xia)這(zhe)個溫(wen)度范圍，可(ke)以說是大多數金屬材料都可(ke)以處于這(zhe)個溫(wen)度使用范圍，也就(jiu)是極(ji)為平常的(de)使用范圍，這(zhe)里就(jiu)不給予介紹了。
3. 中溫（200～650℃）下(xia)使用
在絕大多數石(shi)油和(he)石(shi)化工業(ye)中(zhong)使用的(de)容器都屬于中(zhong)溫操(cao)作(zuo)類型(xing)。這(zhe)里(li)最重要(yao)的(de)是(shi)要(yao)考(kao)慮發揮材料的(de)最佳性(xing)能，其中(zhong)主(zhu)要(yao)的(de)指(zhi)標是(shi)設(she)計應力值、設(she)計公(gong)式的(de)合理性(xing)和(he)材料的(de)韌性(xing)。
4. 高溫（＞650℃）下使用
材(cai)(cai)料在高溫(wen)下(xia)使用(yong)，材(cai)(cai)料會(hui)處于(yu)假塑性(xing)或全塑性(xing)狀態下(xia)，設計必須(xu)以低于(yu)無(wu)彈(dan)性(xing)變形失效(xiao)的(de)極(ji)(ji)限應(ying)力為(wei)基(ji)礎(chu)。高溫(wen)設計應(ying)力極(ji)(ji)限是建立(li)在長期蠕變強度(du)的(de)基(ji)礎(chu)上并(bing)考慮金屬的(de)鐵鱗(lin)阻力。在高溫(wen)下(xia)所使用(yong)的(de)材(cai)(cai)料應(ying)該(gai)具有(you)表(biao)4-4中(zhong)的(de)力學性(xing)能(neng)。在溫(wen)度(du)高于(yu)425℃時，材(cai)(cai)料既要(yao)耐熱(re)，還必須(xu)保(bao)持耐蝕性(xing)、力學強度(du)、冶金穩定性(xing)、耐蠕變性(xing)、耐氧(yang)化(hua)性(xing)、應(ying)力、斷裂強度(du)、韌性(xing)和(he)抵抗(kang)燃(ran)燒(shao)氣體和(he)接觸化(hua)學物質的(de)表(biao)面穩定性(xing)。
耐(nai)熱材(cai)料(liao)的(de)合金化(hua)元素：耐(nai)熱材(cai)料(liao)必須含有(you)鉻以抗(kang)氧(yang)化(hua)。鈷、鋁、硅和(he)稀土元素有(you)助于表面氧(yang)化(hua)層的(de)形成、穩定(ding)性和(he)堅韌。鎳提供了強度、穩定(ding)性、韌性和(he)抗(kang)滲碳。鎢和(he)鉬增加高(gao)溫強度。
當溫(wen)度高于600℃，通常考慮使用如下的(de)材料：
①. 含有17％～27％Cr和少量Mo的鐵素體鋼；
②. 奧氏體高(gao)(gao)溫、高(gao)(gao)強度鋼（含有高(gao)(gao)于8％Ni的(de)Cr-M-Mo鋼）如牌號，06Cr18Ni11Ti（321）、06Cr18Nil1Nb（347）、06Cr17Ni12Mo2（316）和20Cr25Ni20（310）；
③. 高溫下使用的不銹鋼。
常用(yong)耐熱鋼的(de)適宜工作的(de)溫度范(fan)圍，見表4-2。
碳(tan)鋼習慣上用于溫(wen)(wen)度(du)不(bu)(bu)超(chao)(chao)過(guo)400℃，低合(he)(he)金(jin)鋼用于溫(wen)(wen)度(du)不(bu)(bu)超(chao)(chao)過(guo)600～650℃，當超(chao)(chao)過(guo)以上溫(wen)(wen)度(du)的(de)時(shi)候，由于蠕(ru)(ru)變而造成它(ta)們(men)(men)失去(qu)穩定性(xing)。鎳基(ji)和鈷(gu)基(ji)的(de)超(chao)(chao)耐(nai)熱合(he)(he)金(jin)能耐(nai)高溫(wen)(wen)且力學性(xing)能損失不(bu)(bu)大(da)，但它(ta)們(men)(men)的(de)經濟性(xing)和可用性(xing)限制了(le)它(ta)們(men)(men)的(de)一般(ban)應用，如600～675℃中溫(wen)(wen)范(fan)圍操(cao)作的(de)礦(kuang)物(wu)燃料(liao)能源工廠就(jiu)沒有應用鎳基(ji)和鈷(gu)基(ji)合(he)(he)金(jin)。在(zai)此(ci)溫(wen)(wen)度(du)范(fan)圍內，優先考(kao)慮選用奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼。高溫(wen)(wen)下(xia)選用不(bu)(bu)銹鋼時(shi)，除(chu)了(le)考(kao)慮蠕(ru)(ru)變強度(du)，還應考(kao)慮高溫(wen)(wen)腐蝕(shi)、氧化、鱗(lin)皮、碳(tan)化以及二次相(xiang)的(de)析出。超(chao)(chao)級(ji)鐵素體(ti)不(bu)(bu)銹鋼S44627（E-Brite）、S44625（26-1）彌補了(le)許多與06Cr17Ni12Mo2（316）不(bu)(bu)銹鋼缺點有關的(de)不(bu)(bu)足(zu)。
表4-5列出幾種(zhong)不銹鋼在燃氣中的腐蝕(shi)率（3個月）。
①. 指發生點腐蝕的(de)試(shi)樣點腐蝕的(de)平均深度(du)。
②. 指試樣斷裂。
高(gao)溫用鋼的(de)評定(ding)試驗(yan)，是(shi)用來評定(ding)高(gao)溫用鋼的(de)力(li)學性能，供選用鋼材和設計時(shi)使用。試驗(yan)項(xiang)目包括(kuo)：短期(qi)(qi)高(gao)溫試驗(yan)；長期(qi)(qi)高(gao)溫試驗(yan)；長期(qi)(qi)暴露(lu)于高(gao)溫后的(de)短期(qi)(qi)和長期(qi)(qi)試驗(yan)；疲(pi)勞試驗(yan)（包括(kuo)熱(re)疲(pi)勞和熱(re)沖擊試驗(yan)）；與時(shi)間有關的(de)疲(pi)勞試驗(yan)；韌性和韌度試驗(yan)。
表4-6列出了幾(ji)種不銹鋼在空氣中使用的建議溫度。
