1.金屬材料在高溫下性能的變化
(1)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,容易脫落。碳鋼處于570°C的高溫氣體中易產(chǎn)生氧化皮而使金屬減薄。故燃?xì)?、煙道等鋼管?yīng)限制在560°C下工作
(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)生遷移的聚集,形成晶粒粗大的滲碳體并夾雜于鐵素體中,其滲碳體會(huì)由片狀逐漸變成球狀,稱為球化。碳鋼長(zhǎng)期工作在425°C以上溫度時(shí),滲碳體分解產(chǎn)生石墨稱為材料的石墨化。石墨的強(qiáng)度低,如果以片狀出現(xiàn),使材料的強(qiáng)度大大降低,脆性增加,易造成破壞。
(3)熱疲勞性能 鋼材如果長(zhǎng)期冷熱交替工作,那么材料內(nèi)部在溫差引起的熱應(yīng)力的作用下,會(huì)產(chǎn)生微小裂紋而不斷擴(kuò)展后導(dǎo)致破裂。因而在溫度起伏變換條件下工作的結(jié)構(gòu)、管道應(yīng)考慮鋼材的熱疲勞性能。
(4)蠕變 鋼材在高溫下受外力的作用時(shí),隨著時(shí)間的延長(zhǎng),緩慢而連續(xù)產(chǎn)生塑性變形的現(xiàn)象,成為蠕變。鋼材蠕變特征與溫度和壓力有很大的關(guān)系。溫度升高或應(yīng)力變大,蠕變速度加快。因此,對(duì)于高溫下長(zhǎng)期工作的鍋爐、蒸汽管道、壓力容器隨用的鋼材應(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.金屬材料在低溫下的性能變化
當(dāng)環(huán)境溫度低于材料的臨界溫度時(shí),材料的沖擊韌性會(huì)急劇降低,這一臨界溫度稱為材料的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。常用低溫沖擊韌性(沖擊功)來(lái)衡量材料的低溫韌性,在低溫下工作的管道,需要注意其低溫沖擊韌性。
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