ASTM A276 S21800退火不锈钢 – 热轧/冷加工成品
ASTM A276 S21800 (21-6-9) 氮强化奥氏体不锈钢概述
S21800(UNS编号)即常见的21-6-9或Nitronic 40,是一种通过高锰、高氮固溶强化的奥氏体不锈钢。退火态下兼具高强度(屈服345 MPa)、优异韧性(伸长率35%、断面收缩55%)及无磁性,耐磨损、抗没胶咬死性能优异。广泛用于低温阀门、泵轴、航空航天紧固件、核工业构件等苛刻场景。
一般性能
| 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 |
力学性能 (退火态)
| 性能项目 | 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 | 35 % | |
| 布氏硬度 | 23.0 °C | 241 HB | |
| 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 | 55 % | |
| 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 | 655 MPa | |
| 屈服强度 Rp0.2 | 23.0 °C | 345 MPa |
热学性能
| 性能项目 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 热膨胀系数 | 23.0 °C | 1.7E-5 - 1.9E-5 1/K | 奥氏体不锈钢典型值 |
| 熔点 | 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
| 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 |
化学成分 (质量分数 %)
| 元素 | 含量 |
|---|---|
| 碳 (C) | 0.10 |
| 铬 (Cr) | 16 - 18 |
| 锰 (Mn) | 7 - 9 |
| 镍 (Ni) | 8 - 9 |
| 氮 (N) | 0.08 - 0.18 |
| 磷 (P) | 0.06 |
| 硅 (Si) | 3.5 - 4.5 |
| 硫 (S) | 0.03 |
核心优势
- 高强韧组合:退火态屈服强度达345 MPa,远超304/316,且保持高延展性
- 优异抗没胶性:高锰高氮成分赋予极佳抗粘着磨损能力,适合螺纹连接件
- 低温韧性优异:-196°C下冲击韧性不下降,符合ASME低温压力容器要求
- 无磁性:退火态相对磁导率<1.02,适用电子/核磁共振设备
- 耐磨损:干摩擦磨损率显著低于304/316
典型应用
- 低温阀门杆、球体、阀座(-196°C LNG服役)
- 泵轴、搅拌轴、高强度螺栓/螺母
- 航空航天液氧/液氢管路接头
- 核工业控制棒驱动机构部件
- 海洋工程高强度紧固系统
热处理与加工
固溶退火:1040-1090°C快冷(水/风)。不可热处理强化,仅靠冷加工提高强度。冷加工硬化快,成形需大功率设备,多道次退火软化。
焊接指南
可焊性良好,推荐TIG/MIG,填充金属ER21-6-9或ER308L。焊后一般不需热处理,但严苛低温服役建议1040°C固溶处理恢复韧性。焊接热输入控制<1.5 kJ/mm防止热裂。
金属
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