ASTM A276 S20161 退火热加工奥氏体不锈钢棒材——高强度锻制规格
材料概述
ASTM A276 S20161 (UNS S20161) 热加工（热轧/锻造）退火态棒材，化学成分与冷加工态一致（高 Mn-Si-N 奥氏体），但组织为热轧/锻造后的粗大奥氏体晶粒（ASTM 3–5 级），经退火（1050–1100 °C 快冷）消除加工硬化。力学性能上：抗拉 860 MPa、屈服 345 MPa 与冷加工态相当，但延展性更好（δ 40%、ψ 40%），硬度较低（HBW 255 vs 311），切削加工性稍优。适合大直径、大变形量锻件后精加工的轴类、法兰、阀体、泵壳等。
主要性能参数
一般物理特性
| 属性 | 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 |
力学性能（室温，热加工退火态）
| 属性 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|
| 弹性模量 | 23.0 °C | 195 GPa | 奥氏体不锈钢典型值 |
| 断后伸长率 A50 | 23.0 °C | 40 % | — |
| 布氏硬度 | 23.0 °C | 255 HBW | 低于冷加工态 311 HBW |
| 泊松比 | 23.0 °C | 0.3 | 奥氏体不锈钢典型值 |
| 断面收缩率 | 23.0 °C | 40 % | — |
| 剪切模量 | 23.0 °C | 77 GPa | 奥氏体不锈钢典型值 |
| 抗拉强度 | 23.0 °C | 860 MPa | 热加工+退火仍保持高强 |
| 屈服强度 Rp0.2 | 23.0 °C | 345 MPa | — |
热学性能
| 属性 | 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 |
电学性能
| 属性 | 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 |
化学成分（质量分数，%）
| 元素 | 含量范围 |
|---|
| 碳 (C) | ≤ 0.15 |
| 铬 (Cr) | 15 – 18 |
| 锰 (Mn) | 4 – 6 |
| 镍 (Ni) | 4 – 6 |
| 氮 (N) | 0.08 – 0.20 |
| 磷 (P) | ≤ 0.05 |
| 硅 (Si) | 3 – 4 |
| 硫 (S) | ≤ 0.03 |
热加工态 vs 冷加工态 选用对比
| 特性 | 热加工退火 (Hot-Finished Annealed) | 冷加工 (Cold-Finished) |
|---|
| 直径范围 | Φ50 – Φ300 mm（大规格） | Φ3 – Φ100 mm（中小规格） |
| 表面质量 | 车光/剥皮，粗糙度 Ra 6.3–12.5 μm | 冷拔/磨光，Ra 0.8–3.2 μm |
| 尺寸精度 | h11/h12（粗） | h9/h10（精） |
| 硬度/强度 | HBW 255 / σb 860 MPa | HBW 311 / σb 860 MPa |
| 延展性/韧性 | 更好（粗晶粒、无加工硬化） | 良（细晶粒、有加工硬化） |
| 切削加工性 | 稍好（硬度低、无表面硬化层） | 较难（表面冷作硬化、高硬度） |
| 残余应力 | 低（退火消除） | 高（冷加工引入） |
| 典型用途 | 锻件毛坯、大轴、法兰、阀体 | 精密轴、紧固件、仪表杆 |
热加工与热处理工艺窗口
- 热锻温度：1150–1200 °C 开始，≥ 950 °C 终止，空冷或缓冷。
- 热轧温度：1100–1150 °C 粗轧，950–1050 °C 精轧。
- 退火制度：1050–1100 °C × (1–3 min/mm) → 水冷/强制风冷，避免 600–900 °C 慢冷致敏。
- 晶粒度控制：退火后晶粒度 ASTM 3–5 级，过热易粗大（> 2 级）降低韧性。
供货标准：ASTM A276/A276M、ASME SA-479、AMS 5659。交货态：Hot-Finished Annealed (HFA)，可提供宏观/微观金相、超声波探伤 (UT)、尺寸检验报告及 EN 10204 3.1/3.2 质保书。
