EN 10216-5 X8CrNiTi18-10 (1.4541) 固溶态奥氏体钢：压力容器与核电用高蠕变强度材料

材料概述

X8CrNiTi18-10（材料号 1.4541，对应 AISI 321）是一种钛稳定化的奥氏体不锈钢，符合 EN 10216-5 标准，以固溶退火态供货。该钢材专为高温蠕变应用设计，广泛用于压力容器、蒸汽锅炉及核电站建设的关键承压部件。钛的加入有效固定碳元素，防止 450-850°C 范围内的碳化铬析出，从而保持焊接热影响区的抗晶间腐蚀性能和高温强度。

主要性能参数

一般物理性能

性能	温度	数值
密度	20.0 °C	7.93 g/cm³

力学性能

性能	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
	900.0 °C	127 GPa
1000.0 °C	120 GPa
伸长率	20.0 °C	35 %
横向伸长率	20.0 °C	30 %
泊松比	23.0 °C	0.3	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	490 - 680 MPa
横向抗拉强度	20.0 °C	490 - 680 MPa
屈服强度 Rp0.2	20.0 °C	195 MPa
	100.0 °C	162 MPa
	200.0 °C	142 MPa
	300.0 °C	132 MPa
	400.0 °C	123 MPa
	500.0 °C	113 MPa
	550.0 °C	108 MPa
600.0 °C	103 MPa
横向屈服强度 Rp0.2	20.0 °C	195 MPa
屈服强度 Rp1.0	20.0 °C	235 MPa
	100.0 °C	201 MPa
	200.0 °C	181 MPa
	300.0 °C	172 MPa
	400.0 °C	162 MPa
	500.0 °C	152 MPa
	550.0 °C	147 MPa
600.0 °C	142 MPa
横向屈服强度 Rp1.0	20.0 °C	235 MPa

热学性能

性能	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	1.67×10⁻⁵ 1/K
	200.0 °C	1.72×10⁻⁵ 1/K
	300.0 °C	1.77×10⁻⁵ 1/K
	400.0 °C	1.81×10⁻⁵ 1/K
	500.0 °C	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
	900.0 °C	1.97×10⁻⁵ 1/K
1000.0 °C	2.00×10⁻⁵ 1/K
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)
	900.0 °C	565 J/(kg·K)
	1000.0 °C	571 J/(kg·K)
导热系数	20.0 °C	14.3 W/(m·K)
	100.0 °C	15.8 W/(m·K)
	200.0 °C	17.5 W/(m·K)
	300.0 °C	19.0 W/(m·K)
	400.0 °C	20.5 W/(m·K)
	500.0 °C	21.9 W/(m·K)
	600.0 °C	23.3 W/(m·K)
	700.0 °C	24.6 W/(m·K)
	800.0 °C	26.0 W/(m·K)
	900.0 °C	27.4 W/(m·K)
	1000.0 °C	28.8 W/(m·K)
热扩散率	20.0 °C	3.8 mm²/s
	100.0 °C	4.0 mm²/s
	200.0 °C	4.2 mm²/s
	300.0 °C	4.6 mm²/s
	400.0 °C	4.8 mm²/s
	500.0 °C	4.9 mm²/s
	600.0 °C	5.0 mm²/s
	700.0 °C	5.3 mm²/s
	800.0 °C	5.6 mm²/s
	900.0 °C	5.9 mm²/s
	1000.0 °C	6.0 mm²/s

电学性能

性能	温度	数值
电阻率	20.0 °C	7.1×10⁻⁷ Ω·m
	100.0 °C	7.76×10⁻⁷ Ω·m
	200.0 °C	8.49×10⁻⁷ Ω·m
	300.0 °C	9.14×10⁻⁷ Ω·m
	400.0 °C	9.71×10⁻⁷ Ω·m
	500.0 °C	1.02×10⁻⁶ Ω·m
	600.0 °C	1.07×10⁻⁶ Ω·m
	700.0 °C	1.10×10⁻⁶ Ω·m
	800.0 °C	1.14×10⁻⁶ Ω·m
	900.0 °C	1.17×10⁻⁶ Ω·m
1000.0 °C	1.19×10⁻⁶ Ω·m

化学成分 (质量分数 %)

元素	含量范围
硼 (B)	0.0015 - 0.005
碳 (C)	0.04 - 0.10
铬 (Cr)	17.0 - 18.5
锰 (Mn)	≤ 2.0
钼 (Mo)	≤ 0.6
镍 (Ni)	9.5 - 11.5
磷 (P)	≤ 0.04
硅 (Si)	≤ 0.75
硫 (S)	≤ 0.015
钛 (Ti)	0.8 (通常为 5×C 至 0.70%)

典型应用领域

压力容器与锅炉： 高温蒸汽管道、过热器、再热器管束
核电站： 压力容器内件、管道系统、蒸汽发生器组件
石化炼化： 高温反应器、催化剂再生装置、高温换热器
航空航天： 发动机排气系统、高温结构件
汽车工业： 涡轮增压器壳体、排气歧管

加工与焊接指南

焊接： 适用 TIG、MIG、SAW 等工艺，推荐 ER347/ER321 填充材料，小口径管可采用全位置 TIG 焊
热处理： 固溶退火 1000-1100°C 快冷（水/气），消除冷加工应力可 850-900°C 应力消除退火
成形： 优异的冷热成形性能，冷加工硬化率较高，大变形量需中间退火
高温服役： 连续使用温度建议 ≤850°C，短时可达 900°C；注意 600-800°C 蠕变性能设计
钛稳定化： Ti/C 比 ≥4 可有效防止致敏化，焊后通常无需稳定化退火

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