DIN 17460 X3CrNiMoN17-13 固溶退火钢——高温结构应用
材料概述
DIN 17460 X3CrNiMoN17-13(材料编号 1.4919)是一种含氮奥氏体耐热钢,专为电站技术设计,用于过热器、热蒸汽管道、集管、换热器等高负荷部件。连续工作温度高达 800 °C,焊后对热裂纹不敏感。氮的添加显著提高了高温蠕变强度和结构稳定性。
主要性能参数
一般物理性能
| 性能 | 温度 | 数值 |
|---|---|---|
| 密度 | 20 °C | 7.98 g/cm³ |
力学性能
| 性能 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 弹性模量 | -100 °C | 206 GPa | |
| 20 °C | 196–198 GPa | ||
| 100 °C | 190–192 GPa | ||
| 200 °C | 182–183 GPa | ||
| 300 °C | 174–175 GPa | ||
| 400 °C | 166–167 GPa | ||
| 500 °C | 158–159 GPa | ||
| 600 °C | 150 GPa | ||
| 700 °C | 142 GPa | ||
| 800 °C | 134 GPa | ||
| 900 °C | 127 GPa | ||
| 1000 °C | 120 GPa | ||
| 断后伸长率 | 20 °C | 30–35 % | |
| 泊松比 | 23 °C | 0.3 | 奥氏体不锈钢典型值 |
| 剪切模量 | 23 °C | 77 GPa | 奥氏体不锈钢典型值 |
| 抗拉强度 | 20 °C | 550–750 MPa | |
| 屈服强度 Rp0.2 | 20 °C | 260 MPa | |
| 100 °C | 205 MPa | ||
| 200 °C | 170 MPa | ||
| 300 °C | 148 MPa | ||
| 400 °C | 134 MPa | ||
| 500 °C | 127 MPa | ||
| 550 °C | 124 MPa | ||
| 600 °C | 121 MPa | ||
| 屈服强度 Rp1.0 | 20 °C | 300 MPa | |
| 100 °C | 240 MPa | ||
| 200 °C | 200 MPa | ||
| 300 °C | 178 MPa | ||
| 400 °C | 164 MPa | ||
| 500 °C | 157 MPa | ||
| 550 °C | 154 MPa | ||
| 600 °C | 151 MPa |
热学性能
| 性能 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 线膨胀系数 | -100 °C | 1.49×10⁻⁵ 1/K | |
| 20 °C | 1.61×10⁻⁵ 1/K | ||
| 100 °C | 1.61–1.67×10⁻⁵ 1/K | ||
| 200 °C | 1.69–1.72×10⁻⁵ 1/K | ||
| 300 °C | 1.73–1.77×10⁻⁵ 1/K | ||
| 400 °C | 1.78–1.81×10⁻⁵ 1/K | ||
| 500 °C | 1.82–1.84×10⁻⁵ 1/K | ||
| 600 °C | 1.85–1.88×10⁻⁵ 1/K | ||
| 700 °C | 1.87–1.91×10⁻⁵ 1/K | ||
| 800 °C | 1.94×10⁻⁵ 1/K | ||
| 900 °C | 1.97×10⁻⁵ 1/K | ||
| 1000 °C | 2.00×10⁻⁵ 1/K | ||
| 长期最高使用温度 | — | 600–800 °C | |
| 熔点 | — | 1230–1480 °C | 奥氏体不锈钢典型值 |
| 比热容 | -100 °C | 440 J/(kg·K) | |
| 20 °C | 450–472 J/(kg·K) | ||
| 100 °C | 487 J/(kg·K) | ||
| 200 °C | 503 J/(kg·K) | ||
| 300 °C | 512 J/(kg·K) | ||
| 400 °C | 520 J/(kg·K) | ||
| 500 °C | 530 J/(kg·K) | ||
| 600 °C | 541 J/(kg·K) | ||
| 700 °C | 551 J/(kg·K) | ||
| 800 °C | 559 J/(kg·K) | ||
| 900 °C | 565 J/(kg·K) | ||
| 1000 °C | 571 J/(kg·K) | ||
| 热导率 | 20 °C | 13.5–16 W/(m·K) | |
| 100 °C | 15 W/(m·K) | ||
| 200 °C | 16.7 W/(m·K) | ||
| 300 °C | 18.3 W/(m·K) | ||
| 400 °C | 19.8 W/(m·K) | ||
| 500 °C | 21.2 W/(m·K) | ||
| 600 °C | 22.7 W/(m·K) | ||
| 700 °C | 24.1 W/(m·K) | ||
| 800 °C | 25.5 W/(m·K) | ||
| 900 °C | 26.9 W/(m·K) | ||
| 1000 °C | 28.3 W/(m·K) | ||
| 热扩散率 | 20 °C | 3.6 mm²/s | |
| 100 °C | 3.8 mm²/s | ||
| 200 °C | 4 mm²/s | ||
| 300 °C | 4.4 mm²/s | ||
| 400 °C | 4.6 mm²/s | ||
| 500 °C | 4.7 mm²/s | ||
| 600 °C | 4.9 mm²/s | ||
| 700 °C | 5.2 mm²/s | ||
| 800 °C | 5.5 mm²/s | ||
| 900 °C | 5.8 mm²/s | ||
| 1000 °C | 5.9 mm²/s |
电学性能
| 性能 | 温度 | 数值 |
|---|---|---|
| 电阻率 | 20 °C | 7.7×10⁻⁷ Ω·m |
| 100 °C | 8.34×10⁻⁷ Ω·m | |
| 200 °C | 9.03×10⁻⁷ Ω·m | |
| 300 °C | 9.64×10⁻⁷ Ω·m | |
| 400 °C | 1.02×10⁻⁶ Ω·m | |
| 500 °C | 1.06×10⁻⁶ Ω·m | |
| 600 °C | 1.10×10⁻⁶ Ω·m | |
| 700 °C | 1.13×10⁻⁶ Ω·m | |
| 800 °C | 1.17×10⁻⁶ Ω·m | |
| 900 °C | 1.19×10⁻⁶ Ω·m | |
| 1000 °C | 1.22×10⁻⁶ Ω·m |
化学成分 (wt%)
| 元素 | 含量范围 |
|---|---|
| 硼 (B) | 0.002–0.005 % |
| 碳 (C) | 0.04 % |
| 铬 (Cr) | 16–18 % |
| 锰 (Mn) | 2 % |
| 钼 (Mo) | 2–2.8 % |
| 镍 (Ni) | 12–14 % |
| 氮 (N) | 0.10–0.18 % |
| 磷 (P) | 0.04 % |
| 硅 (Si) | 0.75 % |
| 硫 (S) | 0.015 % |
应用领域
- 电站锅炉过热器、再热器管道
- 高温蒸汽管道、集管、汽包
- 高温换热器、高压容器
- 石油化工高温反应器部件
工艺特性
- 固溶退火:1050–1100 °C 水冷/风冷
- 焊接性能优异,焊后不敏感于热裂纹
- 氮固溶强化,提高高温蠕变断裂强度
- 热加工温度 950–1150 °C,冷加工后需固溶处理
金属
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