不锈钢材料在高温介质下的参数

当设计参数都确定下来之后，对于高温介质，首先考虑的因素是决定材料在预期的设计寿命中变形程度的热强度。第二点需要考虑的才是热稳定性，更多的时候是考虑常温脆化。

1、短时的抗拉强度

温度一直到482℃之前，短时的拉伸强度最为重要（这里说的是低合金钢和不锈钢，碳钢的蠕变温度为370℃）。工程设计上应用的材料许用应力，在材料发生蠕变之前，许用应力的获得和材料的这一属性相关。如果介质的温度超过482℃，材料的高温短时强度性能已经不能代表材料的真实表现，而是长期强度决定材料的许用应力2，即设计信息的获取要靠蠕变和蠕变断裂的测试。

2、蠕变

温度超过482℃以后，材料在应力下的变形是塑性变形而不是弹性变形，短时拉伸试验测试的材料的屈服点要比蠕变或者蠕变断裂强度要高。所以，操作温度超过482℃承受一定应力的结构是否安全的因素是时间。在应力作用时间的过程中，材料能承受的应力和能承受的****拉伸度都降低了。蠕变测试的作用在于查明当应力作用的强度、时间和温度不同时蠕变的速率和形变量。

3、蠕变断裂强度

蠕变断裂强度测试，用于建立许用应力，100000小时的断裂强度值是材料的基本属性之一。对在高温运转中不考虑形变量、只考虑使用寿命的构件，持久强度极限是重要的设计依据。在设计大多数的高温设备的时候都按照ASME《锅炉和压力容器的规范》（我国的压力容器的规范为GB150），它是设计、制造、检查和长期使用的安全设备建造的纲领性文件和****设计要求。

4、热稳定性

伴随着温度和时间的不同，任何钢材和合金的金相组织都可能发生改变。就不锈钢来说，这个变化可能是软化、碳化物析出、或者脆化。马氏体不锈钢当暴露在接近原来热处理时的正火温度的时候发生软化。类似304这样的奥氏体不锈钢的在427-899℃会发生碳化物的析出，除了超低碳和稳定态的不锈钢（举例分别是304L和321），这会导致不锈钢韧性的丢失或者在特定的环境下发生晶间腐蚀。

铁素体不锈钢当暴露在（371-510℃）超过一段时间会出现另外一种脆化现象。还有12%的铬元素的马氏体不锈钢（例如：410）当暴露在（371-510℃）很长一段时间以后偶尔也会显示出脆化倾向，这个现象叫做475℃脆化现象。475℃脆化造成材料低延展性、低冲击强度、增加硬度和室温下的抗拉强度，这些现象如果不仔细应对的话金属会出现破坏