1. 蠕變 鋼材在高溫下受外力作用時(shí),隨著時(shí)間的延長,緩慢而連續(xù)產(chǎn)生塑性變形的現(xiàn)象,稱為蠕變。鋼材蠕變特征與溫度和應(yīng)力有很大關(guān)系。溫度升高或應(yīng)力增大,蠕變速度加快。例如,碳素鋼工作溫度超過300~350℃,合金鋼工作溫度超過300~400℃就會(huì)有蠕變。產(chǎn)生蠕變所需的應(yīng)力低于試驗(yàn)溫度鋼材的屈服強(qiáng)度。因此,對于高溫下長期工作的鍋爐、蒸汽管道、壓力容器所用鋼材應(yīng)具有良好的抗蠕變性能,以防止因蠕變而產(chǎn)生大量變形導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破裂及造成爆炸等惡性事故。
2. 球化和石墨化 在高溫作用下,碳鋼中的滲碳體由于獲得能量將發(fā)生遷移和聚集,形成晶粒粗大的滲碳體并夾雜于鐵素體中,其滲碳體會(huì)從片狀逐漸轉(zhuǎn)變成球狀,稱為球化。由于石墨強(qiáng)度極低,并以片狀出現(xiàn),使材料強(qiáng)度大大降低,脆性增加,稱為材料的石墨化。碳鋼長期工作在425℃以上環(huán)境,就會(huì)發(fā)生石墨化,在大于475℃更明顯。SH3059規(guī)定碳鋼最高使用溫度為425℃,GB150則規(guī)定碳鋼最高使用溫度為450℃。
3. 熱疲勞性能 鋼材如果長期冷熱交替工作,那么材料內(nèi)部在溫差變化引起的熱應(yīng)力作用下,會(huì)產(chǎn)生微小裂紋而不斷擴(kuò)展,最后導(dǎo)致破裂。因此,在溫度起伏變化工作條件下的結(jié)構(gòu)、管道應(yīng)考慮鋼材的熱疲勞性能。
4. 材料的高溫氧化 金屬材料在高溫氧化性介質(zhì)環(huán)境中(如煙道)會(huì)被氧化而產(chǎn)生氧化皮,容易脆落。碳鋼處于570℃的高溫氣體中易產(chǎn)生氧化皮而使金屬減薄。故燃?xì)狻煹赖蠕摴軕?yīng)限制在560℃下工作。襄樊市聯(lián)基膠粘劑廠所生產(chǎn)的BD766高溫耐磨涂層膠是針對高溫?zé)煹涝O(shè)計(jì)的,該涂層膠耐溫600℃可以隔離金屬與空氣及所含化學(xué)腐蝕氣體的接觸,還可以有效防止煙道內(nèi)顆粒對金屬的沖刷。