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机械强度是决定材料许用应力数值的依据，设计中常用的是拉伸、压缩与弯曲的强度极限σb。和屈服极限σs，高温时还要考虑蠕变极限σn和持久极限了σD。材料的高温蠕变是指这样一种现象：在外力和高温的作用下，虽然材料的应力不再增加，变形却随着时间的增长而继续进行，且出现不可恢复的塑性变形。一规情况下，各种金属材料在其工作温度超过其熔化温度的（0.25～0.35）倍时，就应考虑蠕变的发生。对碳素钢来说，考虑蠕变的发生的起始温度一般为400℃，对铬钼合金钢，一般则为450℃。
弹性强度是稳定性计算或动载荷工况下设计的主要依据，也是低温或超低温条件下使用性考核的一个重要指标。它包括的参数有弹性模量E、延伸率δ1；断面收缩率Ψ、冲击韧性αk及断裂韧度等。
硬度是说明材料耐磨性及切削加工的参数，也是反应材料热处理状态的一个参数。
不同的材料，其σb、σs、σn、σD、E、δ1、Ψ、αk是不相同的；同一种材料，不同的加工过程（如锻造和铸造）、不同的热处理状态（反映出来的金相组织不同）、和不同的制造质量（如制造缺陷的多与少，大与小）等，它的机械性能也不同。
一股情况下，压力管道的设计希望材料的强度极限越高越好。但强度越高，材料的塑性和韧性就会下降，在超低温工况，或者有应力腐蚀环境存在时，则希望材料的塑性和韧性越高越好。
大部分炼油和石化工艺管道都是根据国家钢制压力容器和美国机械工程师协会ASMEB31.3规范设计制造的，这些标准只包括认证的材料，为许用应力确定了基本原则，并规定了许用应力的范围。因此，一种材料的机械性能通常是材料工程师在选材过程中首先要用到的准则。这对于在蠕变温度下应用尤其重要，因为在此条件下，使用温度的很小差异会对材料的承载能力产生很大影响。用在蠕变温度以下，按照国标或美国机械工程师协会ASME标准，拉伸强度是选择碳钢和合金钢的依据。一些其他的标准取决于屈服强度。但是，在蠕变范围内，极限蠕变率（如：1%/10万小时）或断裂应力寿命（如：10万小时）通常是基本的准则。对于在频繁的温度周期变化应用中，耐热疲劳性是选材要考虑的一项重要机械性能。该性能随着成分的变化而改变，但是也受零件的厚度和几何形状的影响。例如，乙烯裂解炉中180°U型弯头。
二、材料的耐蚀性能
这一性能的重要性仅次于机械性能。如果没有足够的耐蚀性（或腐蚀余量），将达不到所期望的设计寿命的下限。在炼油和石化工业中，石油化工装置寿命一般定为10年或更长一些。选材过程中选择耐蚀性强的材料所发生的附加费用要比由于过早损坏而发生的维修或更换费用低的多。
腐蚀性能与机械性能不同，目前尚无控制腐蚀性能的标准。对于某些应用美国石油协会（API）、美国腐蚀工程师国际协会（NACE）等已经公布了一些建议采用的方法。选择基本材料所依据的数据可以从一些文献资料和厂家出版物中查到。从关于空气和低硫废气的高温腐蚀和关于其他普通炼油和石化环境的文献中可查到非常可靠的数据。但是，工艺条件或操作温度的很小变化都会使腐蚀率有很大不同。因此，选择材料最可靠的依据是类似管道和环境的工作经验或根据半工业试验装置测定出的结果。石油化工生产过程中的物料大多数是对金属材料有腐蚀的介质，因此材料对介质的抗腐蚀性就成了选择材料的重要依据。例如，材料的选择应避免应力腐蚀的发生，因为它会带来压力管道在短时间内因腐蚀造成的壁厚急剧减薄而失效等等。这些方面的内容将在下面详细介绍。
三、性能的稳定性
造成在高温下材料的使用性能下降的原因多种多样。性能下降所产生的后果要看工艺过程和材料的预期效果。例如：金属间σ相的产生。
1、σ相
在铁素体不锈钢中，这种只是由铁和铬构成。在奥氏体不锈钢中，除铁和铬外，还有镍、锰、硅、铌等。当处于593～927℃温度范围时，铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢中的铁素体或亚稳定奥氏体形成σ相。这样会造成120～150℃温度以下时延展性和韧性降低，但是在形成σ相的温度范围内对性能几乎没有影响，除非材料已经投入使用并带有显著的残余冷变形。在这种情况下，蠕变强度会受到有害影响。否则，只要部件在高温下连续工作，就不会产生什麽影响。但是，当条件转至低温范围时，必须防止冲击或突然施加的高应力。在维修过程中，若部件受到冲击或施加了应力则可能出现裂纹。如果一个部件处于临界温度范围，随后还要承受剧烈的周期性变化或冲击载荷，这时应使用一种不受影响或较稳定的材料。
