高(gao)溫(wen)破(po)壞,即(ji)金(jin)(jin)屬(shu)材料在高(gao)溫(wen)下組織(zhi)和性能惡化。常見的(de)如蠕變(bian)、珠光體球(qiu)化、石墨化、回火脆化等導致(zhi)金(jin)(jin)屬(shu)材料弱(ruo)化和脆化。
1. 蠕變(bian)失效
金(jin)屬材(cai)料在(zai)(0.3~0.5)Tm(熔(rong)點(dian))溫度(du)時(shi),在(zai)恒(heng)應(ying)(ying)力作用下發生應(ying)(ying)變,隨著(zhu)時(shi)間的推移(yi),應(ying)(ying)變增加,繼(ji)而(er)出現塑性(xing)(xing)變形(xing),以穩定(ding)蠕(ru)變發展到(dao)快速蠕(ru)變以至(zhi)斷裂(lie)。蠕(ru)變失效形(xing)式(shi)有(you):過(guo)量變形(xing),如爐管“鼓肚”;彈性(xing)(xing)應(ying)(ying)用松弛,如螺(luo)栓緊固力降低(di)、斷裂(lie)。
2. 碳鋼(gang)、珠光(guang)體耐熱(re)鋼(gang)的珠光(guang)體球化
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)(tan)鋼和(he)碳(tan)(tan)鉬鋼的石墨化
碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)和0.5Mo鋼(gang)(gang)長(chang)(chang)期(qi)在高溫(wen)下工(gong)(gong)作(zuo),組(zu)織(zhi)中過(guo)飽和碳(tan)(tan)原子發生遷移和聚集,轉化(hua)(hua)為(wei)石(shi)墨,使(shi)材料強度降低。石(shi)墨化(hua)(hua)最容(rong)易發生于(yu)焊接熱(re)影響(xiang)區。早年,美國某電站505℃的主蒸汽管(guan)道采用0.5Mo鋼(gang)(gang)管(guan),在運行5年后斷裂(lie),造成(cheng)嚴重損失。0.5Mo鋼(gang)(gang)在468℃溫(wen)度下長(chang)(chang)期(qi)工(gong)(gong)作(zuo)就有石(shi)墨化(hua)(hua)傾向,發生事(shi)故(gu)只是遲早的事(shi)。GB/T 150《壓力容(rong)器》強調“碳(tan)(tan)素鋼(gang)(gang)和碳(tan)(tan)錳鋼(gang)(gang)在高于(yu)425℃溫(wen)度下長(chang)(chang)期(qi)使(shi)用時(shi),應考慮(lv)鋼(gang)(gang)中碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物相的石(shi)墨化(hua)(hua)傾向”。
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。