DIN 1654-5 X2CrNi19-11 (1.4306) 淬火钢——耐热耐蚀冷成形奥氏体不锈钢
材料概述
X2CrNi19-11（材料编号 1.4306，对应 AISI 304L）是一种超低碳奥氏体不锈钢，具有优异的冷成形性能，可高光抛光，长期使用温度高达 400 °C。广泛应用于化工设备、食品工业、核反应堆技术中的螺丝、螺母及模压成型件。该钢种因低碳设计有效避免了焊接敏化倾向，确保焊接接头的晶间腐蚀抵抗能力。
主要性能参数
基本物理性能
| 性能项目 | 温度 | 数值 |
|---|---|---|
| 密度 | 20.0 °C | 7.92 g/cm³ |
力学性能
| 性能项目 | 温度 | 数值 |
|---|---|---|
| 弹性模量 | -100.0 °C | 206 GPa |
| 20.0 °C | 196–198.1 GPa | |
| 100.0 °C | 190–194 GPa | |
| 200.0 °C | 182–186 GPa | |
| 300.0 °C | 174–179 GPa | |
| 400.0 °C | 166–172 GPa | |
| 500.0 °C | 158–165 GPa | |
| 600.0 °C | 150 GPa | |
| 700.0 °C | 142 GPa | |
| 800.0 °C | 134 GPa | |
| 伸长率 | 20.0 °C | 50 % |
| 泊松比 | 20.0 °C | 0.29 |
| 断面收缩率 | 20.0 °C | 55 % |
| 剪切模量 | 20.0 °C | 75.7 GPa |
| 抗拉强度 | 20.0 °C | 460–680 MPa |
| 屈服强度 | 20.0 °C | 180 MPa |
| 屈服强度 Rp0.2 | 50.0 °C | 162 MPa |
| 100.0 °C | 147 MPa | |
| 150.0 °C | 132 MPa | |
| 200.0 °C | 118 MPa | |
| 250.0 °C | 108 MPa | |
| 300.0 °C | 100 MPa | |
| 屈服强度 Rp1.0 | 50.0 °C | 201 MPa |
| 100.0 °C | 181 MPa | |
| 150.0 °C | 162 MPa | |
| 200.0 °C | 147 MPa | |
| 250.0 °C | 137 MPa | |
| 300.0 °C | 127 MPa |
热学性能
| 性能项目 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 热膨胀系数 | -100.0 °C | 1.49×10⁻⁵ 1/K | |
| 20.0 °C | 1.61×10⁻⁵ 1/K | ||
| 100.0 °C | 1.60–1.67×10⁻⁵ 1/K | ||
| 200.0 °C | 1.70–1.72×10⁻⁵ 1/K | ||
| 300.0 °C | 1.70–1.77×10⁻⁵ 1/K | ||
| 400.0 °C | 1.80–1.81×10⁻⁵ 1/K | ||
| 500.0 °C | 1.80–1.84×10⁻⁵ 1/K | ||
| 600.0 °C | 1.88×10⁻⁵ 1/K | ||
| 700.0 °C | 1.91×10⁻⁵ 1/K | ||
| 800.0 °C | 1.94×10⁻⁵ 1/K | ||
| 长期使用温度 | — | 0–400 °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 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 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 | 7.35×10⁻⁷ Ω·m |
| 100.0 °C | 8.00×10⁻⁷ Ω·m | |
| 200.0 °C | 8.68×10⁻⁷ Ω·m | |
| 300.0 °C | 9.33×10⁻⁷ Ω·m | |
| 400.0 °C | 9.89×10⁻⁷ Ω·m | |
| 500.0 °C | 1.04×10⁻⁶ Ω·m | |
| 600.0 °C | 1.08×10⁻⁶ Ω·m | |
| 700.0 °C | 1.12×10⁻⁶ Ω·m | |
| 800.0 °C | 1.15×10⁻⁶ Ω·m |
化学成分 (质量分数, %)
| 元素 | 含量 |
|---|---|
| 碳 (C) | ≤0.03 |
| 铬 (Cr) | 18.0–20.0 |
| 锰 (Mn) | ≤2.0 |
| 镍 (Ni) | 10.0–12.5 |
| 磷 (P) | ≤0.05 |
| 硅 (Si) | ≤1.0 |
| 硫 (S) | ≤0.03 |
工程应用指南
- 冷成形： 极佳，适合深冲、拉伸、弯曲、卷边等复杂成形工艺，加工硬化率适中。
- 焊接性能： 优异，采用奥氏体焊材（如 ER308L）可获得优质焊缝，无需焊后热处理。
- 耐腐蚀性： 在氧化性酸（硝酸）、有机酸、碱性溶液及大气环境中表现优异；含氯离子环境下需警惕点蚀/缝隙腐蚀。
- 表面处理： 可电解抛光至镜面级（Ra < 0.1 µm），满足食品/医药/半导体行业高洁净度要求。
- 磁性： 固溶态下无磁性，冷加工后因马氏体转变可能显弱磁性。
该钢种是通用奥氏体不锈钢的“工作马”，在 -196 °C 至 400 °C 温域内综合性能平衡，是压力容器、管道系统、热交换器及结构件的首选材料。
金属
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