ASTM A479 XM-18 退火高强奥氏体不锈钢——性能全解析

ASTM A479 XM-18 (UNS S20910) 概述

XM-18 (商标名 Nitronic® 50 / 22-13-5) 是高氮奥氏体不锈钢，退火态即具备 620 MPa 抗拉强度 (约双倍 304)，优异的耐点蚀/缝隙腐蚀 (PREN ≈ 34) 与极低温韧性 (-196 °C AKV > 100 J)。广泛用于海洋工程 (轴、紧固件)、化工阀门、低温容器、核工业部件。

1. 一般物理性能

性能项目	温度	数值	备注
密度	23.0 °C	7.9 – 8.2 g/cm³	奥氏体不锈钢典型值

2. 力学性能 (室温 23.0 °C)

性能项目	数值	备注
弹性模量	195 GPa	奥氏体不锈钢典型值
断后伸长率 A50	40 %
布氏硬度	212 HB
泊松比	0.30	奥氏体不锈钢典型值
断面收缩率	50 %
剪切模量	77 GPa	奥氏体不锈钢典型值
抗拉强度	620 MPa
屈服强度 Rp0.2	345 MPa

3. 热学性能

性能项目	温度	数值	备注
线膨胀系数	23.0 °C	1.7E-5 – 1.9E-5 1/K	奥氏体不锈钢典型值
熔点范围	—	1230 – 1480 °C	奥氏体不锈钢典型值
比热容	23.0 °C	440 J/(kg·K)	奥氏体不锈钢典型值
热导率	23.0 °C	11 – 21 W/(m·K)	奥氏体不锈钢典型值

4. 电学性能

性能项目	温度	数值	备注
电阻率	23.0 °C	8.5E-7 Ω·m	奥氏体不锈钢典型值

5. 化学成分 (质量分数, %)

元素	含量范围
碳 (C)	0.03 (max)
铬 (Cr)	17.5 – 20.5
锰 (Mn)	7.5 – 9.0
钼 (Mo)	2.0 – 3.0
镍 (Ni)	5.0 – 7.0
氮 (N)	0.25 – 0.50
磷 (P)	0.05 (max)
硅 (Si)	1.00 (max)
硫 (S)	0.03 (max)

6. 核心优势与选用指南

高强度+高韧性：退火态 σb 620 MPa / δ 40%，冷加工可进一步强化至 1000 MPa 以上仍保持良好韧性。
卓越耐局部腐蚀：PREN = %Cr + 3.3×%Mo + 16×%N ≈ 34，远超 316L (≈25)，海水/氯化物环境首选。
无磁/低磁：高 Mn+N 稳定奥氏体，严重冷变形后磁导率仍 < 1.01，适合无磁结构件。
极低温韧性：-196 °C 下冲击韧性无衰减，液氮/液氧设备可用。

加工提示：高 Mn+N 导致加工硬化快、切削困难，建议用涂层硬质合金刀具、大进给/低转速、充分冷却；焊接首选自动 TIG/MIG，填丝 ER209 或 ER309LMo，焊后无需固溶。

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