結構(gou)材(cai)料(liao)的(de)(de)耐熱性是按照各(ge)種使用(yong)(yong)溫度(du)來分類(lei)的(de)(de)，因(yin)為材(cai)料(liao)的(de)(de)基(ji)本性能與使用(yong)(yong)溫度(du)密(mi)切(qie)相關，所以可(ke)將其使用(yong)(yong)溫度(du)分為四(si)個范圍。
1. 零度以下和低溫使(shi)用
在零(ling)度(du)以下(xia)(xia)，材(cai)料主要(yao)的使用(yong)要(yao)求是使用(yong)溫度(du)下(xia)(xia)的韌(ren)性(xing)(xing)。鋼(gang)和有色(se)金(jin)屬經常(chang)用(yong)于在零(ling)度(du)以下(xia)(xia)存(cun)儲、處(chu)理和輸(shu)送液化氣(qi)及變成液態的氣(qi)體。有些金(jin)屬在室溫或零(ling)韌(ren)性(xing)(xing)溫度(du)以下(xia)(xia)的較小(xiao)溫度(du)范圍內，明顯地(di)表現出韌(ren)性(xing)(xing)的嚴重缺乏，將這一溫度(du)叫做韌(ren)性(xing)(xing)-脆性(xing)(xing)轉(zhuan)變溫度(du)。由(you)于脆性(xing)(xing)裂(lie)紋(wen)的擴展會(hui)帶來(lai)危險，所以應該避免在低(di)于零(ling)韌(ren)性(xing)(xing)溫度(du)下(xia)(xia)使用(yong)這些金(jin)屬。在零(ling)韌(ren)性(xing)(xing)溫度(du)以下(xia)(xia)，裂(lie)紋(wen)擴展所需的能量非常(chang)小(xiao)，也(ye)就是在很低(di)的應力下(xia)(xia)就很容易產(chan)生(sheng)裂(lie)紋(wen)。
2. 0～200℃以下(xia)使(shi)用(yong)
0～200℃以下這(zhe)個溫(wen)度范(fan)圍，可(ke)以說是(shi)大多數金屬材料(liao)都可(ke)以處于這(zhe)個溫(wen)度使用范(fan)圍，也就是(shi)極(ji)為(wei)平(ping)常的使用范(fan)圍，這(zhe)里(li)就不給予介紹了。
3. 中溫（200～650℃）下使(shi)用(yong)
在絕大多(duo)數石油和石化工業中使(shi)用的(de)容器都屬于中溫操作類(lei)型(xing)。這里最重要(yao)的(de)是要(yao)考慮(lv)發揮(hui)材(cai)料的(de)最佳性(xing)能，其中主要(yao)的(de)指標是設計應力值、設計公(gong)式的(de)合理性(xing)和材(cai)料的(de)韌性(xing)。
4. 高溫（＞650℃）下使用
材(cai)料在(zai)高(gao)溫下使用，材(cai)料會處(chu)于(yu)假塑(su)性(xing)或全塑(su)性(xing)狀態下，設計(ji)必須以低于(yu)無彈(dan)性(xing)變(bian)形失(shi)效的(de)(de)極限應力(li)為基礎(chu)。高(gao)溫設計(ji)應力(li)極限是建立在(zai)長期蠕變(bian)強(qiang)度(du)的(de)(de)基礎(chu)上并考慮(lv)金屬的(de)(de)鐵鱗阻力(li)。在(zai)高(gao)溫下所使用的(de)(de)材(cai)料應該(gai)具(ju)有表4-4中的(de)(de)力(li)學性(xing)能。在(zai)溫度(du)高(gao)于(yu)425℃時，材(cai)料既(ji)要耐熱，還必須保持耐蝕(shi)性(xing)、力(li)學強(qiang)度(du)、冶金穩(wen)定性(xing)、耐蠕變(bian)性(xing)、耐氧(yang)化性(xing)、應力(li)、斷裂強(qiang)度(du)、韌性(xing)和抵(di)抗(kang)燃燒氣體(ti)和接觸化學物(wu)質(zhi)的(de)(de)表面穩(wen)定性(xing)。
耐熱材料的(de)合金(jin)化元素：耐熱材料必須(xu)含有鉻以抗氧(yang)化。鈷、鋁、硅(gui)和稀土元素有助于表面氧(yang)化層的(de)形成、穩(wen)定性(xing)和堅韌(ren)。鎳提供了強度、穩(wen)定性(xing)、韌(ren)性(xing)和抗滲碳。鎢和鉬增加高溫強度。
當(dang)溫度(du)高(gao)于600℃，通常(chang)考慮使用如下的(de)材料(liao)：
①. 含有17％～27％Cr和少量Mo的鐵素體(ti)鋼；
②. 奧(ao)氏體高(gao)溫、高(gao)強(qiang)度鋼(gang)（含有高(gao)于8％Ni的Cr-M-Mo鋼(gang)）如牌號，06Cr18Ni11Ti（321）、06Cr18Nil1Nb（347）、06Cr17Ni12Mo2（316）和20Cr25Ni20（310）；
③. 高(gao)溫下(xia)使用的不銹(xiu)鋼。
常(chang)用耐(nai)熱鋼的(de)適(shi)宜(yi)工作(zuo)的(de)溫度范圍(wei)，見表4-2。
碳鋼習慣上(shang)用于(yu)溫(wen)度(du)不(bu)(bu)(bu)超(chao)(chao)(chao)(chao)過(guo)400℃，低(di)合金(jin)鋼用于(yu)溫(wen)度(du)不(bu)(bu)(bu)超(chao)(chao)(chao)(chao)過(guo)600～650℃，當超(chao)(chao)(chao)(chao)過(guo)以上(shang)溫(wen)度(du)的(de)(de)時(shi)候，由于(yu)蠕變(bian)(bian)而造成它(ta)們(men)(men)失去穩(wen)定性。鎳基(ji)和(he)鈷基(ji)的(de)(de)超(chao)(chao)(chao)(chao)耐熱合金(jin)能耐高溫(wen)且力學性能損失不(bu)(bu)(bu)大，但它(ta)們(men)(men)的(de)(de)經(jing)濟性和(he)可用性限制了它(ta)們(men)(men)的(de)(de)一般應用，如600～675℃中溫(wen)范(fan)(fan)圍操作的(de)(de)礦(kuang)物(wu)燃(ran)料(liao)能源工廠就沒有(you)應用鎳基(ji)和(he)鈷基(ji)合金(jin)。在此(ci)溫(wen)度(du)范(fan)(fan)圍內，優先考慮選(xuan)用奧氏體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼。高溫(wen)下(xia)選(xuan)用不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼時(shi)，除(chu)了考慮蠕變(bian)(bian)強(qiang)度(du)，還應考慮高溫(wen)腐蝕、氧化(hua)、鱗皮、碳化(hua)以及(ji)二(er)次相的(de)(de)析出。超(chao)(chao)(chao)(chao)級(ji)鐵(tie)素體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼S44627（E-Brite）、S44625（26-1）彌補(bu)了許多與06Cr17Ni12Mo2（316）不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼缺點有(you)關的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)足(zu)。
表4-5列(lie)出幾(ji)種不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在(zai)燃氣中的腐蝕率（3個月(yue)）。
①. 指發生點腐蝕的試樣點腐蝕的平均深度。
②. 指試樣斷裂。
高(gao)(gao)溫(wen)用(yong)鋼(gang)的(de)評(ping)定試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)，是用(yong)來評(ping)定高(gao)(gao)溫(wen)用(yong)鋼(gang)的(de)力學性(xing)能，供選用(yong)鋼(gang)材和(he)(he)設計時(shi)使用(yong)。試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)項目(mu)包(bao)(bao)括：短(duan)期高(gao)(gao)溫(wen)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)；長期高(gao)(gao)溫(wen)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)；長期暴露于高(gao)(gao)溫(wen)后的(de)短(duan)期和(he)(he)長期試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)；疲勞試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)（包(bao)(bao)括熱疲勞和(he)(he)熱沖擊試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)）；與時(shi)間有(you)關的(de)疲勞試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)；韌(ren)性(xing)和(he)(he)韌(ren)度試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)。
表4-6列出了幾種不銹鋼(gang)在空氣(qi)中使用的建議溫度。
