SEW 470 X8CrNiTi18-10固溶退火钢：高温力学负载用奥氏体不锈钢
概述
SEW 470标准中的X8CrNiTi18-10（材料编号1.4878）是一种钛稳定化的奥氏体耐热不锈钢，采用固溶退火状态交付。该钢专为承受高温力学负载的部件设计，最高使用温度可达850°C（空气中）。典型应用包括退火钟罩、退火笼、渗碳箱、淬火箱等热处理装备部件。钛的加入有效防止了焊接及高温服役过程中碳化铬析出导致的晶间腐蚀敏感性，确保长期高温服役的结构稳定性。
主要特性
一般物理性能
| 性能项目 |
温度 |
数值 |
| 密度 |
20.0 °C |
7.9 - 7.92 g/cm³ |
力学性能
| 性能项目 |
温度 |
数值 |
备注 |
| 弹性模量 |
-100.0 °C |
206 GPa |
|
| 20.0 °C |
196 GPa |
|
| 100.0 °C |
190 GPa |
|
| 200.0 °C |
182 GPa |
|
| 300.0 °C |
174 GPa |
|
| 400.0 °C |
166 GPa |
|
| 500.0 °C |
158 GPa |
|
| 600.0 °C |
150 GPa |
|
| 700.0 °C |
142 GPa |
|
| 800.0 °C |
134 GPa |
|
| 断后伸长率 |
20.0 °C |
40 % |
|
| A80伸长率 |
20.0 °C |
40 % |
|
| 布氏硬度 |
20.0 °C |
215 HBW |
|
| 泊松比 |
23.0 °C |
0.30 |
奥氏体不锈钢典型值 |
| 剪切模量 |
23.0 °C |
77 GPa |
奥氏体不锈钢典型值 |
| 抗拉强度 |
20.0 °C |
500 - 720 MPa |
|
| 屈服强度 Rp0.2 |
20.0 °C |
190 MPa |
|
| 屈服强度 Rp1.0 |
20.0 °C |
230 MPa |
|
热学性能
| 性能项目 |
温度 |
数值 |
备注 |
| 热膨胀系数 |
-100.0 °C |
1.49E-5 1/K |
|
| 20.0 °C |
1.61E-5 1/K |
|
| 100.0 °C |
1.67E-5 1/K |
|
| 200.0 °C |
1.70E-5 - 1.72E-5 1/K |
|
| 300.0 °C |
1.77E-5 1/K |
|
| 400.0 °C |
1.80E-5 - 1.81E-5 1/K |
|
| 500.0 °C |
1.84E-5 1/K |
|
| 600.0 °C |
1.85E-5 - 1.88E-5 1/K |
|
| 700.0 °C |
1.91E-5 1/K |
|
| 800.0 °C |
1.90E-5 - 1.94E-5 1/K |
|
| 长期最高使用温度 |
|
0 - 850 °C |
|
| 熔点 |
|
1230 - 1480 °C |
奥氏体不锈钢典型值 |
| 比热容 |
-100.0 °C |
440 J/(kg·K) |
|
| 20.0 °C |
472 - 500 J/(kg·K) |
|
| 100.0 °C |
487 J/(kg·K) |
|
| 200.0 °C |
503 J/(kg·K) |
|
| 300.0 °C |
512 J/(kg·K) |
|
| 400.0 °C |
520 J/(kg·K) |
|
| 500.0 °C |
530 J/(kg·K) |
|
| 600.0 °C |
541 J/(kg·K) |
|
| 700.0 °C |
551 J/(kg·K) |
|
| 800.0 °C |
559 J/(kg·K) |
|
| 热导率 |
20.0 °C |
13.9 - 15 W/(m·K) |
|
| 100.0 °C |
15.4 W/(m·K) |
|
| 200.0 °C |
17.2 W/(m·K) |
|
| 300.0 °C |
18.7 W/(m·K) |
|
| 400.0 °C |
20.2 W/(m·K) |
|
| 500.0 °C |
21.6 W/(m·K) |
|
| 600.0 °C |
23.0 W/(m·K) |
|
| 700.0 °C |
24.4 W/(m·K) |
|
| 800.0 °C |
25.8 W/(m·K) |
|
| 热扩散率 |
20.0 °C |
3.7 mm²/s |
|
| 100.0 °C |
3.9 mm²/s |
|
| 200.0 °C |
4.2 mm²/s |
|
| 300.0 °C |
4.5 mm²/s |
|
| 400.0 °C |
4.7 mm²/s |
|
| 500.0 °C |
4.8 mm²/s |
|
| 600.0 °C |
5.0 mm²/s |
|
| 700.0 °C |
5.3 mm²/s |
|
| 800.0 °C |
5.6 mm²/s |
|
电学性能
| 性能项目 |
温度 |
数值 |
| 电阻率 |
20.0 °C |
7.3E-7 - 7.35E-7 Ω·m |
| 100.0 °C |
8.0E-7 Ω·m |
| 200.0 °C |
8.68E-7 Ω·m |
| 300.0 °C |
9.33E-7 Ω·m |
| 400.0 °C |
9.89E-7 Ω·m |
| 500.0 °C |
1.04E-6 Ω·m |
| 600.0 °C |
1.08E-6 Ω·m |
| 700.0 °C |
1.12E-6 Ω·m |
| 800.0 °C |
1.15E-6 Ω·m |
化学成分（质量分数，%）
| 元素 |
含量范围 |
| 碳 (C) |
0.10 |
| 铬 (Cr) |
17.0 - 19.0 |
| 锰 (Mn) |
2.0 |
| 镍 (Ni) |
9.0 - 12.0 |
| 磷 (P) |
0.05 |
| 硅 (Si) |
1.0 |
| 硫 (S) |
0.015 |
| 钛 (Ti) |
0.80 |
材料特点与优势
- 优异的高温强度：在800°C下仍保持134 GPa弹性模量，500-720 MPa抗拉强度（室温），适合高温结构件
- 良好的抗氧化性：17-19% Cr含量形成致密Cr₂O₃氧化膜，空气中最高耐温850°C
- 钛稳定化设计：Ti含量0.8%固定碳，防止450-850°C敏感区碳化铬析出，消除晶间腐蚀风险
- 优良的成形焊接性：奥氏体组织赋予极佳冷成形性，可采用TIG、MIG、SAW等工艺焊接，无需焊后热处理
- 低温韧性优异：-100°C下延伸率仍保持高水平，弹性模量升至206 GPa，适用于深冷环境
典型应用场景
作为热处理装备核心部件材料，X8CrNiTi18-10广泛应用于：
- 退火炉内构件：钟罩、笼体、托盘、支撑网带，长期在650-850°C循环热应力下工作
- 渗碳/淬火工装：料箱、夹具、传送链条，承受900-950°C渗碳气氛及急冷热冲击
- 工业炉辐射管、烧嘴套管：直接承受火焰冲刷与辐射热，要求抗氧化、抗热疲劳
- 石油化工高温换热器管、反应器内件：兼顾耐腐蚀与高温结构强度
热处理与加工指南
| 工艺项目 |
参数范围 |
注意事项 |
| 固溶退火 |
1050-1100°C，水冷/快速空冷 |
消除加工硬化，析出TiC稳定碳 |
| 热成形 |
1150-950°C，锻后固溶处理 |
避免在敏感区(450-850°C)停留 |
| 冷成形 |
优异，加工硬化率高 |
大变形量需中间退火 |
| 焊接 |
TIG/MIG，填充丝ER347/ER321 |
焊间温≤150°C，小线能量，无需PWHT |
| 机加工 |
难切削，加工硬化严重 |
用硬质合金刀具，大切深、低转速、充分冷却 |
对应牌号对照
| 标准/国家 |
对应牌号 |
| 中国 (GB/T 20878) |
06Cr18Ni11Ti / 321 |
| 美国 (ASTM A240) |
321 / 321H |
| 日本 (JIS G 4304) |
SUS 321 / SUS 321HTB |
| 德国 (DIN EN 10088) |
X6CrNiTi18-10 / 1.4541 |
