結構材料的耐熱性是按照各種使用溫度來分類的，因為材料的基本性能與使用溫度密切相關，所以可將其使用溫度分為四個范圍。

1. 零度以下和低溫使用

  在零度以下，材料主要的使用要求是使用溫度下的韌性。鋼和有色金屬經常用于在零度以下存儲、處理和輸送液化氣及變成液態的氣體。有些金屬在室溫或零韌性溫度以下的較小溫度范圍內，明顯地表現出韌性的嚴重缺乏，將這一溫度叫做韌性-脆性轉變溫度。由于脆性裂紋的擴展會帶來危險，所以應該避免在低于零韌性溫度下使用這些金屬。在零韌性溫度以下，裂紋擴展所需的能量非常小，也就是在很低的應力下就很容易產生裂紋。

2. 0～200℃以下使用

  0～200℃以下這個溫度范圍，可以說是大多數金屬材料都可以處于這個溫度使用范圍，也就是極為平常的使用范圍，這里就不給予介紹了。

3. 中溫（200～650℃）下使用

  在絕大多數石油和石化工業中使用的容器都屬于中溫操作類型。這里最重要的是要考慮發揮材料的最佳性能，其中主要的指標是設計應力值、設計公式的合理性和材料的韌性。

4. 高溫（＞650℃）下使用

  材料在高溫下使用，材料會處于假塑性或全塑性狀態下，設計必須以低于無彈性變形失效的極限應力為基礎。高溫設計應力極限是建立在長期蠕變強度的基礎上并考慮金屬的鐵鱗阻力。在高溫下所使用的材料應該具有表4-4中的力學性能。在溫度高于425℃時，材料既要耐熱，還必須保持耐蝕性、力學強度、冶金穩定性、耐蠕變性、耐氧化性、應力、斷裂強度、韌性和抵抗燃燒氣體和接觸化學物質的表面穩定性。

  耐熱材料的合金化元素：耐熱材料必須含有鉻以抗氧化。鈷、鋁、硅和稀土元素有助于表面氧化層的形成、穩定性和堅韌。鎳提供了強度、穩定性、韌性和抗滲碳。鎢和鉬增加高溫強度。

 當溫度高于600℃，通常考慮使用如下的材料：

  ①. 含有17％～27％Cr和少量Mo的鐵素體鋼；

  ②. 奧氏體高溫、高強度鋼（含有高于8％Ni的Cr-M-Mo鋼）如牌號，06Cr18Ni11Ti（321）、06Cr18Nil1Nb（347）、06Cr17Ni12Mo2（316）和20Cr25Ni20（310）；

  ③. 高溫下使用的不銹鋼。

  常用耐熱鋼的適宜工作的溫度范圍，見表4-2。

  碳鋼習慣上用于溫度不超過400℃，低合金鋼用于溫度不超過600～650℃，當超過以上溫度的時候，由于蠕變而造成它們失去穩定性。鎳基和鈷基的超耐熱合金能耐高溫且力學性能損失不大，但它們的經濟性和可用性限制了它們的一般應用，如600～675℃中溫范圍操作的礦物燃料能源工廠就沒有應用鎳基和鈷基合金。在此溫度范圍內，優先考慮選用奧氏體不銹鋼。高溫下選用不銹鋼時，除了考慮蠕變強度，還應考慮高溫腐蝕、氧化、鱗皮、碳化以及二次相的析出。超級鐵素體不銹鋼S44627（E-Brite）、S44625（26-1）彌補了許多與06Cr17Ni12Mo2（316）不銹鋼缺點有關的不足。

表4-5列出幾種不銹鋼在燃氣中的腐蝕率（3個月）。

  ①. 指發生點腐蝕的試樣點腐蝕的平均深度。

  ②. 指試樣斷裂。

  高溫用鋼的評定試驗，是用來評定高溫用鋼的力學性能，供選用鋼材和設計時使用。試驗項目包括：短期高溫試驗；長期高溫試驗；長期暴露于高溫后的短期和長期試驗；疲勞試驗（包括熱疲勞和熱沖擊試驗）；與時間有關的疲勞試驗；韌性和韌度試驗。

 表4-6列出了幾種不銹鋼在空氣中使用的建議溫度。