钢材工作温度高于570℃，就需要考虑抗氧化性问题。在钢中加入铬元素，生成的氧化膜具有良好的保护作用，是提高钢材抗高温氧化性能的主要手段。

15.在高温下金属组织可能发生哪些变化?有何危害?

常温下钢材的金相组织是稳定的，不随时间而改变。但若在高温下长期工作，其金相组织则会不断发生变化，使其性能变差，严重时会导致破裂损坏。

(1)珠光体球化钢材中片状渗碳体逐渐转化为球状，并积聚长大的现象称珠光体球

化。珠光体球化使钢材高温性能下降，加速蠕变过程，严重球化时，常引起爆管事故。影响球化过程的因素是温度、时间和化学万分，在钢中加入铬、钼、钒等合金元素，能降低球化过程的速度。

(2)石墨化石墨化是钢中渗碳体在长期高温下工作自行分解的一种现象，即

Fe3C→3Fe+C(石墨)

石墨化主要发生在低碳钢和低碳钼钢，能使钢材常温下和高温机械性能(强度、塑性)

均下降，特别使冲击韧性显著降低，导致钢材的脆性破坏。

(3)合金元素的重新分配钢材在高温下和应力长期作用下，会发生合金元素在固溶体和碳化物之间的重新分配，使强度极限和持久强度均下降，不利于高温部件的安全运行。合金元素重新分配过程，随温度的升高和时间的推移而加剧，特别是运行温度接近或超过钢材许用温度的上限时，合金元素的迁移速度将更快。

16.什么是苛性脆化?

金属在拉应力区域内，由于高度浓缩的碱性溶液的腐蚀作用而发生的裂纹，称为苛性脆化。苛性脆化可能发生在汽包及蒸发管的胀口处、焊口处，以及有裂纹、狭缝、凹陷等部位，或有锅水长期渗漏的部位。引起苛性脆化的主要原因是锅水碱度过高，超过允许限度，以及有使锅水碱度局部浓缩的条件。

17.什么是钢材的高温腐蚀?

锅炉受热面管子，在高温情况下，烟气侧和蒸汽侧均有发生腐蚀的可能性。

当温度超过400℃时，就有可能发生蒸汽侧的腐蚀，其化学反应式如下：

3Fe+4H2O→Fe3O4+4H2

反应产生的氢气如果不能较快地被汽流带走，它与金属发生作用，导致金属强度下降而产生脆性破坏。

烟气对管壁的高温腐蚀，主要是灰中的碱金属在高温下升华，与烟气中的SO3生成复合硫酸盐，在550—710℃范围内呈液态凝结在管壁上，破坏管壁表面的氧化膜，即发生高温腐蚀。另外，燃油时灰中的钒在高温下升华，并生成V2O5，在550—660℃时凝结在管壁上起催化作用，使烟气中的SO2及O2生成Na2SO4及原子氧(O)，对管壁也有强烈的腐蚀作用。高温腐蚀是反复进行的，它将氧化膜破坏、生成、再破坏，管壁逐渐减薄，最后导致爆管。控制壁温过高，是减轻高温腐蚀的重要措施。

18.什么是应力腐蚀?

金属材料在拉伸应力和腐蚀介质的共同作用下，发生的腐蚀现象称为应力腐蚀。

金属表面都有一层钝化膜(氧化保护膜)，在钝化膜未被破坏时不发生腐蚀。在应力作用下，金属表面局部区域的钝化膜被撕破，露出活性金属表面，在介质作用下出现腐蚀，且其发展是逐渐加剧的。

应力腐蚀与单纯的应力破坏不一样，在极低的应力作用下也会发生破坏;与单纯由于腐蚀引起破坏也不同，腐蚀性很弱的介质，也能引起应力腐蚀破坏。应力与腐蚀二者相互促进，它往往在没有变形预兆的情况下而迅速断裂，很容易造成严重的事故。

在发电厂中，锅炉管道、汽轮机叶片、凝汽器铜管，均有发生应力腐蚀的可能性。

19.对锅炉管子用钢有何要求?

锅炉钢管主要用来制造水冷壁、过热器、再热器、联箱、导汽管和主蒸汽管等。这些管道在高温、应力及腐蚀介质作用下长期工作，会发生蠕变、氧化和腐蚀，为保证设备安全可靠运行，对锅炉管子用钢有如下要求：

(1)要有较高的蠕极限、持久强度及持久塑性。

(2)高的抗氧化性能和耐腐蚀性能，一般要求在工作温度下的氧化深度应小于1mm/a(毫米/年)

(3)足够的组织稳定性，即抵抗金相组织球化、石墨化及合金元素重新分配的性能好。

(4)良好的冷热加工性能，特别是应具有良好的焊接性能。

(5)良好的宏观组织，即钢中的分层、非金属夹杂物、气孔等缺陷应尽可能少，符合有关规定。

20.对锅炉汽包用钢板有何要求?

锅炉汽包在工质的饱和温度下，承受较高的工作压力。制造制造时要经过卷板、冲压、焊接成型等工艺过程，用做汽包钢板的钢材应具备以下性能：

(1)较高的强度，以尽可能使汽包壁减薄些，这对制造、安装和运行都有好处。

(2)较好的塑性和韧性，使制造时的筒体卷板、封头冲压等工艺过程出现裂纹的可能性减小。

(3)钢板有较低的缺口敏感性，汽包上有较多的开孔及焊缝，会形成应力集中，要求有较低的缺口敏感性，是为了减小应力集中系数，防止由此产生裂纹。

(4)良好的焊接性能。

(5)较低的时效敏感性。运行过程中，随着时间的推移，钢的冲击韧性随之下降的特性，称时效。时效敏感性低是指相同条件下冲击韧性下降得慢。时效敏感性低对设备运行安全、延长使用奉命均有好处。

21、锅炉汽包为什么不用合金钢板制造以减薄其厚度?

电站锅炉汽包内径一般为1.6—1.8m，承受压力也较高，故汽包壁也较厚。高压以上锅炉汽包壁厚约100mm左右，亚临界参数锅炉汽包壁厚有的达200mm左右，多用碳钢或低合金钢制成，重量可达100多吨或更高。不用合金钢板制造的主要原因是：

(1)汽包工作压力虽高，但工作温度是对应压力下的饱和温度，一般在350℃以下，最高也只有364℃，因此，没有必要选用高强度合金钢。

(2)合金钢的冷、热加工性能，特别是焊接性能要较碳钢差得多。