钢板在高温下会发生一系列性能变化,主要表现在以下几个方面:
·强度变化:随着温度的升高,钢板的强度逐渐降低,特别是高强度钢板,其降低程度更为明显。这是因为高温下原子间的结合力减弱,导致钢板的强度下降。此外高温下钢板内部的微观组织结构也会发生变化,进一步影响钢板的强度。
·韧性变化:在较低温度下钢板的韧性通常较差,易出现脆性断裂。而在高温下钢板的韧性会有所提高。但也会因为温度过高导致失稳和软化。这是因为高温下钢板的原子间结合力减弱,使得钢板内部的位挫运动变得更加容易,从而提高了钢板的韧性。但是当温度过高时,钢板内部的微观组织结构会发生变化,导致钢板的塑性下降。
·蠕变:钢板在高温下受外力作用时,随着时间的延长缓慢而连续产生塑性变形的现象称为蠕变。钢板蠕变特征与温度和应力有很大关系,温度升高或应力增大蠕变速度加快。例如碳素钢工作温度超过300~350°,合金钢工作温度超过300~400°就会有蠕变,产生蠕变所需的应力低于试验温度钢板的屈服强度。
因此对于高温下长期工作的锅炉蒸汽管道压力容器所用钢板应具有良好的抗蠕变性能,以防止因蠕变而产生大量变形导致结构破裂及造成爆炸等恶性事故。
·球化和石墨化:在高温作用下,碳钢中的渗碳体由于获得能量将发生迁移和聚集,形成晶粒粗大的渗碳体并夹杂于铁素体中。其渗碳体会从片状逐渐转变成球状称为球化。由于石墨强度极低,并以片状出现使材料强度大大降低,脆性增加称为材料的石墨化。
碳钢长期工作在425℃以上环境时,就会发生石墨化,在大于475℃更明显。
综上所述钢板在高温下会发生一系列性能变化,主要表现在强度韧性塑性和蠕变等方面。这些变化会影响钢板的使用性能和安全性能,因此在使用钢板时需要充分考虑其高温性能,选择合适的材料和使用条件,同时在生产和使用过程中也需要严格控制钢板的质量和生产工艺,以保证钢板的性能和质量稳定可靠。