DIN 17103 TStE 500：极端工况下的高强度耐低温钢

材料概述

DIN 17103 TStE 500 是一种耐低温高强度细晶粒钢，供货状态为正火或正火成型 (+N)。专为极端低温工况设计，最低使用温度可达 -50°C，仍保持优异的冲击韧性。广泛应用于低温压力容器、LNG储罐、深海管道、极地结构件、低温储运设备等关键焊接结构。

主要性能参数

一般物理性能

性能项目	温度	数值	交货状态	相关标准	产品形式
密度	20 °C	7.84 g/cm³	正火或正火成型 (+N)	DIN 17102, EN 10025-1/3, EN 10028-1/3, DIN 17103	板材、带材、棒材

力学性能

性能项目	温度	数值	交货状态	相关标准	产品形式	备注
弹性模量	-100 °C	217 GPa	正火或正火成型 (+N)	DIN 17102, EN 10025-1/3, EN 10028-1/3, DIN 17103	板材、带材、棒材
	20 °C	212 GPa
	100 °C	207 GPa
	200 °C	199 GPa
	300 °C	192 GPa
	400 °C	184 GPa
	500 °C	175 GPa
600 °C	164 GPa
伸长率	20 °C	16 %	正火或正火成型 (+N)	DIN 17102, EN 10025-1/3, EN 10028-1/3, DIN 17103	板材、带材、棒材
泊松比	-	0.30				钢材典型值
抗拉强度	20 °C	570 - 780 MPa	正火或正火成型 (+N)	DIN 17102, EN 10025-1/3, EN 10028-1/3, DIN 17103	板材、带材、棒材
	20 °C	570 - 770 MPa
	20 °C	570 - 760 MPa
	20 °C	570 - 750 MPa
	20 °C	570 - 740 MPa
	20 °C	580 - 780 MPa
	20 °C	580 - 770 MPa
	20 °C	580 - 760 MPa
	20 °C	580 - 750 MPa
	20 °C	580 - 740 MPa
	20 °C	590 - 780 MPa
	20 °C	590 - 770 MPa
	20 °C	590 - 760 MPa
	20 °C	590 - 750 MPa
	20 °C	590 - 740 MPa
	20 °C	600 - 780 MPa
	20 °C	600 - 770 MPa
	20 °C	600 - 760 MPa
	20 °C	600 - 750 MPa
	20 °C	600 - 740 MPa
20 °C	610 - 780 MPa
20 °C	610 - 770 MPa
20 °C	610 - 760 MPa
20 °C	610 - 750 MPa
20 °C	610 - 740 MPa
屈服强度	20 °C	410 MPa	正火或正火成型 (+N)	DIN 17102, EN 10025-1/3, EN 10028-1/3, DIN 17103	板材、带材、棒材
	20 °C	420 MPa
	20 °C	430 MPa
	20 °C	440 MPa
	20 °C	450 MPa
	20 °C	460 MPa
	20 °C	470 MPa
	20 °C	480 MPa
	20 °C	500 MPa

热学性能

性能项目	温度	数值	交货状态	相关标准	产品形式
热膨胀系数	-100 °C	1.05×10⁻⁵ 1/K	正火或正火成型 (+N)	DIN 17102, EN 10025-1/3, EN 10028-1/3, DIN 17103	板材、带材、棒材
	20 °C	1.15×10⁻⁵ 1/K
	100 °C	1.21×10⁻⁵ 1/K
	200 °C	1.27×10⁻⁵ 1/K
	300 °C	1.32×10⁻⁵ 1/K
	400 °C	1.36×10⁻⁵ 1/K
	500 °C	1.40×10⁻⁵ 1/K
	600 °C	1.44×10⁻⁵ 1/K
比热容	-100 °C	423 J/(kg·K)	正火或正火成型 (+N)	DIN 17102, EN 10025-1/3, EN 10028-1/3, DIN 17103	板材、带材、棒材
	20 °C	461 J/(kg·K)
	100 °C	479 J/(kg·K)
	200 °C	499 J/(kg·K)
	300 °C	517 J/(kg·K)
	400 °C	536 J/(kg·K)
	500 °C	558 J/(kg·K)
	600 °C	587 J/(kg·K)
热导率	-100 °C	34.7 W/(m·K)	正火或正火成型 (+N)	DIN 17102, EN 10025-1/3, EN 10028-1/3, DIN 17103	板材、带材、棒材
	20 °C	39.7 W/(m·K)
	100 °C	40.9 W/(m·K)
	200 °C	41.0 W/(m·K)
	300 °C	39.9 W/(m·K)
	400 °C	38.2 W/(m·K)
	500 °C	36.1 W/(m·K)
	600 °C	33.8 W/(m·K)
热扩散率	-100 °C	11.9 mm²/s	正火或正火成型 (+N)	DIN 17102, EN 10025-1/3, EN 10028-1/3, DIN 17103	板材、带材、棒材
	20 °C	11.0 mm²/s
	100 °C	10.5 mm²/s
	200 °C	9.9 mm²/s
	300 °C	9.1 mm²/s
	400 °C	8.1 mm²/s
	500 °C	6.9 mm²/s
	600 °C	5.7 mm²/s

电学性能

性能项目	温度	数值	交货状态	相关标准	产品形式
电阻率	-100 °C	1.97×10⁻⁷ Ω·m	正火或正火成型 (+N)	DIN 17102, EN 10025-1/3, EN 10028-1/3, DIN 17103	板材、带材、棒材
	20 °C	2.62×10⁻⁷ Ω·m
	100 °C	3.13×10⁻⁷ Ω·m
	200 °C	3.85×10⁻⁷ Ω·m
	300 °C	4.70×10⁻⁷ Ω·m
	400 °C	5.69×10⁻⁷ Ω·m
	500 °C	6.85×10⁻⁷ Ω·m
	600 °C	8.20×10⁻⁷ Ω·m

化学成分 (质量分数 %)

元素	含量	交货状态	相关标准	产品形式
铝 (Al)	0.02	正火或正火成型 (+N)	DIN 17102, EN 10025-1/3, EN 10028-1/3, DIN 17103	板材、带材、棒材
碳 (C)	0.21
铬 (Cr)	0.30
铜 (Cu)	0.20
锰 (Mn)	1.0 - 1.7
钼 (Mo)	0.10
镍 (Ni)	1.0
铌 (Nb)	0.05
氮 (N)	0.02
磷 (P)	0.03
硅 (Si)	0.1 - 0.6
硫 (S)	0.025
钒 (V)	0.22

核心优势与应用差异化

TStE 500 与 StE 500 的关键区别在于低温韧性保证：TStE 500 通过更严格的化学成分控制（如更低的 P、S 含量，精确的微合金化）和专门的热处理工艺，确保在 -50°C 下仍满足冲击功要求（通常 ≥27J）。这使其成为 LNG 接收站储罐、深海油气管道、极地科考设施、液氮/液氧储罐等极端低温装备的首选材料。

焊接与制造工艺要点

焊接性： 碳当量低（Ceq ≤ 0.45%），焊接性优良，薄板（≤20mm）可免预热焊接；厚板建议预热 100-150°C。
焊材选择： 必须使用低氢型焊材（如 E8018-C3, ER80S-G），焊缝金属 -50°C 冲击功 ≥47J。
热输入控制： 建议热输入 1.0-2.5 kJ/mm，层间温度 ≤250°C，防止粗大晶粒热影响区脆化。
焊后热处理： 压力容器按规范要求进行消除应力退火（580-620°C，保温按厚度计算），不降低低温韧性。
无损检测： 关键焊缝 100% UT + 20% RT，低温服役件建议全焊缝 TOFD/PAUT 检测。

标准对应与替代材料

标准体系	对应牌号	备注
EN 10028-3	P460NL2 / P460NL1	欧标压力容器用低温钢
ASTM/ASME	SA-516 Gr.70 (配合冲击测试)	需补充 -50°C 冲击测试
GB/T 713	Q460R (特殊要求)	国标对应需协商技术协议
JIS G3118	SGV 480	日标压力容器钢

DIN 17103 StE 500 细晶粒钢：正火/正火成型 (+N) 关键性能与应用 DIN 17103 WStE 460 钢材：正火与正火成型（+N）高温应用

金属