珠光体的球化和碳化物的聚集 这是所有珠光体耐热钢最常见的组织变化。 珠光体球化是指钢中原来的珠光体中的片层状渗碳体（在合金钢中称合金渗碳体或碳化物）在高温下长期运行，逐步改变自己的形状而成为球状的现象。球化后的碳化物继续增大自己的尺寸，使小直径的球变成大直径的球，这就是碳化物的聚集。 珠光体的球化对钢的性能的影响 一般来说，珠光体球化对钢的室温力学性能和耐热性均有一定程度的影响，对于不同的钢，其影响程度不一。 、珠光体球化会使钢的室温强度极限和屈服点降低。 、珠光体球化会使钢的蠕变极限和持久强度降低。,电站锅炉金属材料基础知识, 石墨化 石墨化就是钢中的渗碳体分解成为游离碳并以石墨形式析出，在钢中形成石墨夹层的现象。 碳钢和0.5Mo钢等不含铬的珠光体耐热钢在高温长期运行过程中会产生石墨化的现象。 石墨化对钢的性能的影响 当钢中产生石墨化现象时，由于碳从渗碳体中析出成为石墨，钢中渗碳体数量减少；另外，石墨在钢中割裂基体，起裂纹作用，而石墨本身强度又极低，因此，石墨化对钢的强度有所影响。 另外，由于钢的室温冲击性能也有一定的影响。,电站锅炉金属材料基础知识, 时效和新相的形成 耐热钢或耐热合金的时效过程是指它们在长期运行过程中，随着运行时间的推移而从组织中过饱和固溶体内析出一些强化相质点而使金属的性能随时间发生变化的现象。 当耐热钢和耐热合金中的固溶体由于热处理时从高温冷却较快或别的原因，使固溶于其中的合金元素来不及析出时，就形成不稳定的过饱和固溶体。在以后的运行中就会发生时效。 时效可分为三个阶段。第一阶段是时效过程在金属晶格内的准备阶段，它仅有一些物理性能如电阻等的变化，在此阶段钢和合金的强度和硬度几乎不发生变化；第二阶段在组织上析出了分散的强化相质点，使钢的强度、硬度和蠕变极限提高，并使塑性、韧性降低；在时效随第三阶段，是这些析出的分散相的聚集。由于这些细小的、分散的质点聚集成大的质点，因而强化作用消失，强度、硬度降低，同时，蠕变极限和持久强度也显著降低。 时效过程也就是新相形成的过程，因为析出的分散相也就是在金属中形成的新相。,电站锅炉金属材料基础知识, 合金元素在固溶体和碳化物相之间的重新分配 钢在高温长期作用下，不但会发生珠光体球化、石墨化、时效等，钢中合金元素还会发生在固溶体和碳化物相之间的重新分配过程。这一过程的发生是由于在高温下合金元素原子活动能力的增加而产生的转移过程。 目前，火力发电厂用的最多的是珠光体耐热钢和马氏体耐热钢。在这些钢中，归根到底只有两种相：固溶体和碳化物。钢中的合金元素不是存在于固溶体中，就是存在于碳化物中。当形成固溶体时，合金元素的原子是要溶入到铁的晶格中去的。合金元素的原子直径是与铁原子的直径不同的，因而形成固溶体时要产生晶格畸变，有畸变的晶格是不稳定的。因此，在高温长期作用下，只有温度水平能使合金元素原子有充分的活动能力，它就力求从固溶体中出来转移到较为稳定的碳化物中去。这种过程也叫做固溶体的贫化。固溶体的贫化会使钢的强度、蠕变极限和持久强度下降。,电站锅炉金属材料基础知识,合金元素在固溶体和碳化物相之间的重新分配过程包括两个方面：一为固溶体、碳化物中合金含量的变化（即称为碳化物成分的变化），二为运行过程中同时发生的碳化物结构类型、数量 和发布形式的变化。,电站锅炉金属材料基础知识,三、金属力学性能试验基本知识 金属材料的力学性能是金属材料在外力作用下表现出来的特性，如弹性、强度、硬度、韧性、塑性等。不同的受力条件会使金属材料表现出不同的特性，如静力拉伸力作用下金属材料的强度和塑性特性，动力负荷即冲击负荷下金属材料所表现出来的韧性特性指标等。 静力试验下的力学性能 静力试验的意义是，向试样上加力（负荷、载荷）的速度是缓慢而均匀的，或者是以固定不变的力加在试样上并保持很长的时间。显然，在静力试验时，试样的变形速度不大。 拉伸试验 在拉伸试验时，可以得到以下力学性能的指标：,电站锅炉金属材料基础知识, 、抵抗微小的塑性变形的能力 这种性能常常用比例极限p和屈服点s来说明。 、抵抗大的塑性变形的能力 这种性能常常用强度极限b来说明。 、塑性 试样在断裂时的塑性变形的大小，这种性能常常用延伸率和断面收缩率来说明。 拉伸曲线 在对金属拉伸试样进行拉伸试验时，可以得到一条画在负荷伸长量坐标上的曲线，这就是拉伸曲线。 图中负荷与伸长量之间能保持直线关系的最大负荷称为比例极限负荷Pp ；金属能保持虎克定律的最大负荷称为弹性极限负荷Pe （比例极限负荷和弹性极限负荷在位置上非常接近）； Ps称为屈服负荷，金属在这个负荷下开始屈服（即不增加负荷，变形也能自动增加）； PB称为最大负荷; PZ称为断裂负荷。,电站锅炉金属材料基础知识,