ASTM A757 E3N 正火回火马氏体不锈钢：铸件性能规格与应用
材料概述
ASTM A757 Grade E3N 是一种正火+回火处理的马氏体不锈钢铸件牌号。不同于 CB7Cu-2 的沉淀硬化机制，E3N 通过调整碳含量 (0.06%) 和添加钼 (0.4–1%)，经正火 (925–955°C) + 回火 (620–670°C) 获得马氏体+铁素体双相组织，兼顾强度、韧性和可焊性，广泛用于大型阀体、泵体等压力铸件。
主要性能参数
通用物理属性
| 属性 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 密度 | 23.0 °C | 7.6 – 7.7 g/cm³ | 马氏体不锈钢典型值 |
机械性能 (室温 23°C)
| 属性 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 夏比冲击能量 | 27 J | — |
| 弹性模量 | 220 GPa | 马氏体不锈钢典型值 |
| 断后伸长率 (A50) | 15 % | 显著高于沉淀硬化牌号 |
| 泊松比 | 0.3 | 马氏体不锈钢典型值 |
| 断面收缩率 | 35 % | — |
| 剪切模量 | 77 GPa | 马氏体不锈钢典型值 |
| 抗拉强度 | 760 MPa | — |
| 屈服强度 (Rp0.2) | 550 MPa | — |
热学性能
| 属性 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 热膨胀系数 | 23.0 °C | 1.0 – 1.5 × 10⁻⁵ 1/K | 马氏体不锈钢典型值 |
| 熔点范围 | — | 1370 – 1530 °C | 马氏体不锈钢典型值 |
| 比热容 | 23.0 °C | 460 J/(kg·K) | 马氏体不锈钢典型值 |
| 热导率 | 23.0 °C | 14 – 31 W/(m·K) | 马氏体不锈钢典型值 |
电学性能
| 属性 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 电阻率 | 23.0 °C | 6 × 10⁻⁷ Ω·m | 马氏体不锈钢典型值 |
化学成分 (质量分数 %)
| 元素 | 含量范围 |
|---|---|
| 碳 (C) | 0.06 |
| 铬 (Cr) | 11.5 – 14.0 |
| 锰 (Mn) | 1.0 |
| 钼 (Mo) | 0.4 – 1.0 |
| 镍 (Ni) | 3.5 – 4.5 |
| 磷 (P) | 0.03 |
| 硅 (Si) | 1.0 |
| 硫 (S) | 0.03 |
工艺特点与对比
| 特性 | ASTM A757 E3N (正火回火) | ASTM A747 CB7Cu-2 (沉淀硬化) |
|---|---|---|
| 热处理工艺 | 正火+回火，工艺简单 | 固溶+时效，需精确控温 |
| 强度水平 | 中等 (σb 760 MPa) | 高 (σb 860–1170 MPa) |
| 塑性韧性 | 优 (δ 15%, KV 27 J) | 中等 (δ 5–10%) |
| 可焊性 | 良好，焊后正火回火即可 | 需全循环热处理恢复性能 |
| 大型铸件适用性 | 极佳，组织均匀性好 | 受限于淬透性 |
典型应用
- ASME B16.34 压力等级 150–1500 级阀体、阀盖、阀杆
- 石油化工高压泵体、泵盖
- 海水淡化高压管道铸件
- 核电非核心级管路铸件
金属
- ASTM A765 Grade II 钢：正火回火、双重正火回火或淬火回火性能
- ASTM A473 Grade S41500 不锈钢 – 正火回火性能
- ASTM A352 LCB级：正火回火或液体淬火回火低温碳钢铸件
- ASTM A182 F115级 - 正火回火奥氏体不锈钢
- ASTM A182 F6b级 - 退火/正火回火马氏体不锈钢
- ASTM A182 F91 1型 - 正火回火或淬火回火钢
- ASTM A182 F6NM – 高强度正火回火马氏体不锈钢
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