高溫(wen)破(po)壞,即金屬材(cai)料在(zai)高溫(wen)下組織和(he)性能惡化(hua)(hua)。常見(jian)的如蠕(ru)變、珠光體(ti)球化(hua)(hua)、石墨化(hua)(hua)、回火脆化(hua)(hua)等導致金屬材(cai)料弱化(hua)(hua)和(he)脆化(hua)(hua)。
1. 蠕變失效
金屬材(cai)料在(0.3~0.5)Tm(熔(rong)點)溫度(du)時,在恒應力作用下(xia)發(fa)生應變,隨著時間的推(tui)移,應變增加,繼而出現塑性變形(xing),以穩定蠕變發(fa)展到快速蠕變以至(zhi)斷裂。蠕變失效形(xing)式有:過量(liang)變形(xing),如爐管“鼓肚”;彈(dan)性應用松弛,如螺栓緊(jin)固(gu)力降低(di)、斷裂。
2. 碳鋼(gang)(gang)、珠光體耐熱鋼(gang)(gang)的珠光體球化
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. 碳鋼和碳鉬鋼的石墨(mo)化
碳(tan)鋼(gang)(gang)和0.5Mo鋼(gang)(gang)長期(qi)在(zai)(zai)高溫(wen)(wen)下(xia)工作,組織中過(guo)飽和碳(tan)原子發(fa)生遷移(yi)和聚集,轉化為石墨,使材料強度降低。石墨化最容(rong)易(yi)發(fa)生于焊接熱影響區(qu)。早(zao)年(nian),美國某電站505℃的主(zhu)蒸汽管道采用(yong)0.5Mo鋼(gang)(gang)管,在(zai)(zai)運行5年(nian)后斷裂,造(zao)成嚴(yan)重(zhong)損失(shi)。0.5Mo鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)468℃溫(wen)(wen)度下(xia)長期(qi)工作就有石墨化傾向,發(fa)生事故只(zhi)是遲早(zao)的事。GB/T 150《壓力容(rong)器(qi)》強調“碳(tan)素(su)鋼(gang)(gang)和碳(tan)錳鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)高于425℃溫(wen)(wen)度下(xia)長期(qi)使用(yong)時,應考慮鋼(gang)(gang)中碳(tan)化物(wu)相的石墨化傾向”。
4. 回火脆化
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。

