ASTM A193 B8N 1D级 —— 碳化物固溶处理：关键性能与表现
概述
ASTM A193 B8N 1D级 是含氮奥氏体不锈钢紧固件材料，以碳化物固溶处理态 (Class 1D, Carbide Solution Treated) 交付。与 1B 级 (成品态) 不同，1D 级通常指棒材/线材半成品状态，供后续机加工成型。氮固溶强化赋予其比标准 B8 (304) 更高的强度，同时保持优异的低温韧性与无磁性。
主要性能参数
一般性能
| 性能 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 密度 | 20.0 °C | 7.9 – 8.2 g/cm³ | 奥氏体不锈钢典型值 |
力学性能
| 性能 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 弹性模量 | 20.0 °C | 195 GPa | 奥氏体不锈钢典型值 |
| 延伸率 A50 | 20.0 °C | 30 % | |
| 布氏硬度 | 20.0 °C | 223 HB | |
| 洛氏硬度 B | 20.0 °C | 96 HRB | |
| 泊松比 | 20.0 °C | 0.3 | 奥氏体不锈钢典型值 |
| 断面收缩率 | 20.0 °C | 40 % | |
| 抗拉强度 | 20.0 °C | 550 MPa | |
| 屈服强度 Rp0.2 (短横向) | 20.0 °C | 240 MPa |
热学性能
| 性能 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 热膨胀系数 | 20.0 °C | 1.7E-5 – 1.9E-5 1/K | 奥氏体不锈钢典型值 |
| 熔点 | — | 1375 – 1450 °C | 奥氏体不锈钢典型值 |
| 比热容 | 20.0 °C | 440 J/(kg·K) | 奥氏体不锈钢典型值 |
| 热导率 | 20.0 °C | 11 – 21 W/(m·K) | 奥氏体不锈钢典型值 |
电学性能
| 性能 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 电阻率 | 20.0 °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) | 0.08 |
| 铬 (Cr) | 18 – 20 |
| 锰 (Mn) | 2 |
| 镍 (Ni) | 8 – 11 |
| 氮 (N) | 0.1 – 0.16 |
| 磷 (P) | 0.05 |
| 硅 (Si) | 1 |
| 硫 (S) | 0.03 |
1D 级与 1B 级交付状态差异
| 特性 | Class 1D (本材料) | Class 1B |
|---|---|---|
| 交付形态 | 热轧/锻造棒材、线材 (半成品) | 成品螺栓/螺柱/螺母 |
| 表面状态 | 酸洗/车光表面 | 精加工表面 (滚丝、热镀锌等) |
| 尺寸公差 | 棒材公差 (h11/h12 等) | 螺纹公差 (6g/6h 等) |
| 后续加工 | 需机加工成螺纹、再热处理可选 | 直接装配使用 |
| 力学性能 | 同 1B 级 (表中数值) | 同 1D 级 |
加工与热处理指南
- 机加工：奥氏体加工硬化严重，建议大进给、小转速、锋利刀具、充分切削液
- 螺纹滚制：冷滚制螺纹可进一步提高疲劳强度 30–50%
- 成品后热处理：如经冷加工变形 > 10%，建议 1040–1120 °C 再固溶处理恢复耐蚀性
- 焊接修复：不推荐焊接；如必须，需匹配填充金属 (ER308LN) 及后续固溶处理
典型应用
- 大直径 (M64 以上) 高压法兰螺栓棒材毛坯
- 非标准螺纹、特殊长度紧固件定制加工
- 低温 (-196 °C) 压力容器、LNG 储罐法兰连接
- 核电、航天、电子行业无磁高强结构件毛坯
- 化工装置维修备件库棒材储备
金属
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- 优质 ASTM A193 B8MLN 1级 不锈钢 – 碳化物固溶处理
- ASTM A193 B8MLN 1D级 —— 碳化物固溶处理高性能不锈钢
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