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EN 10216-5 X8CrNiMoVNb16-13 – 沉淀硬化耐高温奥氏体钢 (+AT+P),用于电站与涡轮机

材料概述

X8CrNiMoVNb16-13 是一种沉淀硬化型奥氏体耐高温特种钢,抗氧化皮温度达 750°C,蠕变强度可达 650°C。广泛用于蒸汽锅炉、汽轮机建造、化工石化工业管道及电站管道建设。经沉淀硬化处理 (+AT+P) 后,用于制造涡轮叶片、主轴、螺栓螺丝及机械工程结构件。

主要特性

一般物理性能

性能温度数值
密度20°C7.96 g/cm³

力学性能

性能温度数值备注
弹性模量-100°C206 GPa
20°C196 GPa
100°C190 GPa
200°C182 GPa
300°C174 GPa
400°C166 GPa
500°C158 GPa
600°C150 GPa
700°C142 GPa
800°C134 GPa
900°C127 GPa
1000°C120 GPa
断后伸长率20°C30%
横向断后伸长率20°C20%
泊松比23°C0.3奥氏体不锈钢典型值
剪切模量23°C77 GPa奥氏体不锈钢典型值
抗拉强度20°C540–740 MPa
横向抗拉强度20°C540–740 MPa
屈服强度 Rp0.220°C255 MPa
100°C215 MPa
200°C196 MPa
300°C177 MPa
400°C167 MPa
500°C157 MPa
550°C152 MPa
600°C147 MPa
横向屈服强度 Rp0.220°C255 MPa
屈服强度 Rp1.020°C295 MPa
100°C245 MPa
200°C226 MPa
300°C206 MPa
400°C196 MPa
500°C186 MPa
550°C181 MPa
600°C177 MPa
横向屈服强度 Rp1.020°C295 MPa

热学性能

性能温度数值备注
热膨胀系数-100°C1.49×10⁻⁵ 1/K
20°C1.61×10⁻⁵ 1/K
100°C1.67×10⁻⁵ 1/K
200°C1.72×10⁻⁵ 1/K
300°C1.77×10⁻⁵ 1/K
400°C1.81×10⁻⁵ 1/K
500°C1.84×10⁻⁵ 1/K
600°C1.88×10⁻⁵ 1/K
700°C1.91×10⁻⁵ 1/K
800°C1.94×10⁻⁵ 1/K
900°C1.97×10⁻⁵ 1/K
1000°C2.00×10⁻⁵ 1/K
熔点—1230–1480°C奥氏体不锈钢典型值
比热容-100°C440 J/(kg·K)
20°C472 J/(kg·K)
100°C487 J/(kg·K)
200°C503 J/(kg·K)
300°C512 J/(kg·K)
400°C520 J/(kg·K)
500°C530 J/(kg·K)
600°C541 J/(kg·K)
700°C551 J/(kg·K)
800°C559 J/(kg·K)
900°C565 J/(kg·K)
1000°C571 J/(kg·K)
热导率20°C13.3 W/(m·K)
100°C14.9 W/(m·K)
200°C16.5 W/(m·K)
300°C18.1 W/(m·K)
400°C19.5 W/(m·K)
500°C21.0 W/(m·K)
600°C22.4 W/(m·K)
700°C23.8 W/(m·K)
800°C25.2 W/(m·K)
热扩散率20°C3.5 mm²/s
100°C3.8 mm²/s
200°C4.0 mm²/s
300°C4.3 mm²/s
400°C4.5 mm²/s
500°C4.7 mm²/s
600°C4.8 mm²/s
700°C5.1 mm²/s
800°C5.4 mm²/s

电学性能

性能温度数值
电阻率20°C7.91×10⁻⁷ Ω·m
100°C8.45×10⁻⁷ Ω·m
200°C9.19×10⁻⁷ Ω·m
300°C9.77×10⁻⁷ Ω·m
400°C1.03×10⁻⁶ Ω·m
500°C1.08×10⁻⁶ Ω·m
600°C1.12×10⁻⁶ Ω·m
700°C1.15×10⁻⁶ Ω·m
800°C1.18×10⁻⁶ Ω·m

化学成分 (质量分数 %)

元素含量
碳 (C)0.04–0.10
铬 (Cr)15.5–17.5
锰 (Mn)≤1.5
钼 (Mo)1.1–1.5
镍 (Ni)12.5–14.5
铌 (Nb)1.2
磷 (P)≤0.04
硅 (Si)0.3–0.6
硫 (S)≤0.015
钒 (V)0.60–0.85

应用领域

热处理制度

供货状态为固溶退火 + 沉淀硬化 (+AT+P)。典型工艺:固溶处理 1050–1100°C 水/油冷,随后 650–750°C 沉淀时效数小时,形成细密的 γ' (Ni₃Al/Ti/Nb) 和碳氮化物沉淀强化相,赋予优异的高温蠕变强度和抗氧化性。

焊接与加工提示

焊接性尚可,但沉淀硬化区焊后需重新时效处理以恢复性能。建议使用匹配成分焊材 (如 ENiCrFe-3 类)。机加工建议在固溶态进行,时效后硬度高,切削困难。

金属

  1. EN 10090 NiFe25Cr20NbTi:固溶处理+时效硬化(+AT+P)高温蠕变与耐腐蚀镍基合金
  2. DIN 17480 X50CrMnNiNbN21-9 钢:固溶热处理及沉淀硬化 (AT+P)
  3. DIN 17480 X53CrMnNiN21-9 钢:固溶热处理及沉淀硬化 (AT+P)
  4. DIN 17480 X45CrNiW18-9 热处理沉淀硬化阀门钢:高温应用首选
  5. SEW 395 GX12CrNi18-11:高性能奥氏体钢,热处理淬火,低磁导率
  6. EN 10269 NiCr15Fe7TiAl – 沉淀硬化镍基合金,耐高温至 700°C
  7. EN 10269 NiCr20TiAl – 固溶处理及沉淀硬化,航空航天高温合金
  8. EN 10213-4 GX2CrNi19-11 奥氏体不锈钢铸件:固溶处理淬火高性能材料
  9. EN 10213-4 GX2CrNiMo19-11-2 固溶淬火奥氏体不锈钢 – 压力容器用
  10. EN 10213-4 GX2NiCrMo28-20-2 固溶处理奥氏体不锈钢 – 高端压力容器用
  11. EN 10213-4 GX5CrNiMoNb19-11-2 稳定化奥氏体不锈钢 – 耐腐蚀化工设备用
  12. DIN 17744 NiMo16Cr16Ti 固溶处理合金 – 高温耐蚀性能详解