DIN 17245 GS-17CrMoV5-11 淬火回火钢 – 高性能涡轮与喷气机机壳材料

材料概述

DIN 17245 GS-17CrMoV5-11 是一种铬钼钒合金铸钢，经淬火和回火处理后具有优异的高温强度、抗蠕变性能和热疲劳抵抗力。该钢材专为厚壁铸件设计，广泛应用于高温高压环境下的关键部件，如燃气轮机高压涡轮机壳、航空发动机喷气机机壳、高压阀体及泵体等。其化学成分经过精心平衡，确保在 550°C 以下长期服役时仍能保持足够的屈服强度和韧性。

主要特性

物理与一般性能

性能项目	温度	数值
密度	20 °C	7.85 g/cm³

力学性能（淬火回火状态）

性能项目	温度	数值	备注
弹性模量	20 °C	211 GPa
	100 °C	204 GPa
	200 °C	196 GPa
	300 °C	186 GPa
	400 °C	177 GPa
	500 °C	164 GPa
	600 °C	127 GPa
断后伸长率	20 °C	15 %
泊松比	23 °C	0.29	典型铬钼钢数值
抗拉强度	20 °C	590 – 780 MPa
屈服强度	20 °C	440 MPa
0.2% 屈服强度 (Rp0.2)	200 °C	385 MPa
	300 °C	365 MPa
	350 °C	350 MPa
	400 °C	335 MPa
	450 °C	320 MPa
	500 °C	300 MPa
	550 °C	260 MPa

热学性能

性能项目	温度	数值	备注
线膨胀系数	100 °C	1.22 × 10⁻⁵ 1/K
	200 °C	1.29 × 10⁻⁵ 1/K
	300 °C	1.34 × 10⁻⁵ 1/K
	400 °C	1.39 × 10⁻⁵ 1/K
	500 °C	1.43 × 10⁻⁵ 1/K
	600 °C	1.46 × 10⁻⁵ 1/K
长期最高使用温度	—	300 – 610 °C
熔点范围	—	1382 – 1529 °C	典型铬钼钢范围
比热容	20 °C	460 J/(kg·K)
热导率	20 °C	50 W/(m·K)
	300 °C	46 W/(m·K)
	400 °C	42 W/(m·K)
	500 °C	38 W/(m·K)
	600 °C	34 W/(m·K)

电学性能

性能项目	温度	数值
电阻率	20 °C	1.6 × 10⁻⁷ Ω·m

化学成分（质量分数，%）

元素	含量范围
碳 (C)	0.15 – 0.20
铬 (Cr)	1.2 – 1.5
锰 (Mn)	0.5 – 0.8
钼 (Mo)	0.9 – 1.1
磷 (P)	≤ 0.02
硅 (Si)	0.3 – 0.6
硫 (S)	≤ 0.015
钒 (V)	0.2 – 0.3

典型应用领域

燃气轮机高压/中压涡轮机壳（厚壁铸件）
航空发动机喷气机机壳及压气机部件
高温高压阀体、泵体、法兰等关键受力铸件
石化装置高温反应器、换热器支撑结构

热处理建议

典型热处理制度：920 – 950 °C 淬火（油冷或风冷）+ 650 – 700 °C 回火（≥ 4 h，空冷）。具体工艺需根据铸件壁厚、形状复杂程度及最终性能要求调整。

对比优势

相比普通铬钼钢（如 GS-17CrMo5-5），GS-17CrMoV5-11 因钒的加入形成细小碳氮化物析出，显著提高了 500 – 550 °C 下的持久强度和抗蠕变性能，且焊接性、铸造工艺性良好，是大型厚壁高温铸件的首选材料之一。

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