在高温下，金属与合金的力学性能虽然在很多方面与常温下的力学性能有共同的现象和规律，但也有许多与常温下不同的特点。高温下金属及合金中出现的扩散、回复、再结晶等现象，会使其组织发生变化。金属材料长时间暴露在高温下，也会使其性能受到破坏。

在高压蒸汽锅炉、汽轮机、燃气轮机、柴油机、化工炼油设备及航空发动机中，很多部件都是在高温条件下长期服役的。对于制造这些高温设备部件的金属材料，若仅按常温力学性能进行设计，显然是不合理的。这是因为温度和载荷持续时间对金属材料的力学性能影响极大。表10-1为GH 3128高温合金的高温短时力学性能，表10-2为GH 3128高温合金的持久强度。可以看出，在800℃时，屈服强度为226N/mm²，但当承受113N/mm²的载荷时，持续时间仅有352h，并且在相同温度下应力越低持续时间越长，随着温度的升高能承受的载荷应力逐渐降低。

表10-1　GH 3128高温合金的高温短时力学性

表10-2　GH 3128高温合金的持久强度

蒸汽锅炉及化工设备中的一些高温管道，虽然其承受的应力远远小于工作温度下的屈服强度，但是在长期使用过程中，会产生缓慢而连续的塑性变形，使管径日益增大能承受的应力值降低。若设计时所选用的应力偏高，就可能导致管道使用一段时间后发生破裂。(www.daowen.com)

另外，温度和持续时间也能影响金属材料的断裂形式。温度升高时晶粒强度和晶界强度都要降低，但由于晶界上原子排列不规则，扩散容易通过晶界进行，因此晶界强度随温度上升下降较快。在常温时由于晶界强度较高，所以其断裂都是穿晶韧性断裂。随着温度的上升，出现晶粒和晶界强度相等，此时的温度称为等强温度t_E，如图10-1所示。当试验是在t_E温度以下时，金属断裂时的断口都是穿晶断口。当试验温度高于t_E时，金属的断裂便由常见的穿晶断裂过渡到晶间断裂。金属材料的等强温度并不是固定不变的，变形速率对等强温度有很大的影响。随着变形速率的提高，等强温度也提高，如图10-2所示。这是因为晶界强度对变形速率的敏感性比晶粒大得多。

图10-1　等强温度示意图

图10-2　变形速率对等强温度的影响

高温长时力学性能试验是材料在高温下长时间保持恒定载荷或恒定变形的力学性能试验，工程上常用的有蠕变试验、持久强度试验和应力松弛试验。材料的高温长时力学性能对航空、化工、锅炉、电站等高温构件具有十分重要的意义。