DIN 17440 认证 X2CrNiMo18-15-4 固溶退火钢：压力容器用材料详解
材料概述
X2CrNiMo18-15-4（材料编号 1.4438）是一种符合 DIN 17440 标准的奥氏体不锈钢，专为压力容器应用设计。该钢材因含有较高的钼（Mo）含量（3-4%），表现出对非氧化性介质和卤素介质的优异耐腐蚀性，同时具有良好的抛光性能和冷成形性能。
耐腐蚀性能
在交付状态下，该材料在厚度 ≤ 6 mm 或直径 ≤ 40 mm 时，以及在焊接状态下，均具有抗晶间腐蚀能力。但需注意，焊接后的耐腐蚀性会因化学成分和焊接条件而有所差异。根据 DIN 17440:1996-09 标准，适用于平板、棒材和拉拔丝材；根据 DIN 17441:1997-02 标准，适用于冷轧带钢和分条带钢。极限使用温度（运行时间 100,000 小时，无晶间腐蚀）为 350°C。
应用领域
根据 DIN 17440:1985-07 (X 5 CrNiMo 17 12 2) 及 DIN EN 10088-1,-2,-3:1995-08 标准，该材料广泛应用于化工、制药、纤维素、纺织工业的耐酸设备，以及油轮制造。
化学成分
| 元素 | 含量范围 (%) |
|---|---|
| 碳 (C) | ≤ 0.03 |
| 铬 (Cr) | 17.5 - 19.5 |
| 锰 (Mn) | ≤ 2.0 |
| 钼 (Mo) | 3.0 - 4.0 |
| 镍 (Ni) | 13.0 - 16.0 |
| 氮 (N) | ≤ 0.11 |
| 磷 (P) | ≤ 0.05 |
| 硅 (Si) | ≤ 1.0 |
| 硫 (S) | ≤ 0.015 |
物理性能
一般性能
| 性能 | 温度 | 数值 |
|---|---|---|
| 密度 | 20°C | 8.0 - 8.01 g/cm³ |
力学性能
| 性能 | 温度 | 数值 |
|---|---|---|
| 弹性模量 | -100°C | 206 GPa |
| 20°C | 196 - 200 GPa | |
| 100°C | 190 - 194 GPa | |
| 200°C | 182 - 186 GPa | |
| 300°C | 174 - 179 GPa | |
| 400°C | 166 - 172 GPa | |
| 500°C | 158 - 165 GPa | |
| 600°C | 150 GPa | |
| 700°C | 142 GPa | |
| 800°C | 134 GPa | |
| 伸长率 | 20°C | 33% |
| 横向伸长率 | 20°C | 35% |
| 泊松比 | 20°C | 0.28 |
| 剪切模量 | 20°C | 77.3 GPa |
| 抗拉强度 | 20°C | 550 - 700 MPa |
| 横向抗拉强度 | 20°C | 550 - 700 MPa |
| 屈服强度 Rp0.2 | 20°C | 225 MPa |
| 100°C | 172 MPa | |
| 150°C | 157 MPa | |
| 200°C | 147 MPa | |
| 250°C | 137 MPa | |
| 300°C | 127 MPa | |
| 350°C | 120 MPa | |
| 400°C | 115 MPa | |
| 450°C | 112 MPa | |
| 500°C | 110 MPa | |
| 550°C | 108 MPa | |
| 横向屈服强度 Rp0.2 | 20°C | 240 MPa |
| 屈服强度 Rp1.0 | 20°C | 255 MPa |
| 100°C | 206 MPa | |
| 150°C | 188 MPa | |
| 200°C | 177 MPa | |
| 250°C | 167 MPa | |
| 300°C | 156 MPa | |
| 350°C | 148 MPa | |
| 400°C | 144 MPa | |
| 450°C | 140 MPa | |
| 500°C | 138 MPa | |
| 550°C | 136 MPa | |
| 横向屈服强度 Rp1.0 | 20°C | 270 MPa |
热学性能
| 性能 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 热膨胀系数 | -100°C | 1.49×10⁻⁵ 1/K | |
| 20°C | 1.61×10⁻⁵ 1/K | ||
| 100°C | 1.65 - 1.67×10⁻⁵ 1/K | ||
| 200°C | 1.72 - 1.75×10⁻⁵ 1/K | ||
| 300°C | 1.77 - 1.80×10⁻⁵ 1/K | ||
| 400°C | 1.81 - 1.85×10⁻⁵ 1/K | ||
| 500°C | 1.84 - 1.90×10⁻⁵ 1/K | ||
| 600°C | 1.88×10⁻⁵ 1/K | ||
| 700°C | 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 | ||
| 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 | 472 - 500 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 - 14 W/(m·K) | |
| 100°C | 14.9 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 | 21.3 W/(m·K) | ||
| 600°C | 22.7 W/(m·K) | ||
| 700°C | 24.2 W/(m·K) | ||
| 800°C | 25.6 W/(m·K) | ||
| 热扩散率 | 20°C | 3.6 mm²/s | |
| 100°C | 3.7 mm²/s | ||
| 200°C | 4.0 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 |
电学性能
| 性能 | 温度 | 数值 |
|---|---|---|
| 电阻率 | 20°C | 7.75 - 8.5×10⁻⁷ Ω·m |
| 100°C | 8.42×10⁻⁷ Ω·m | |
| 200°C | 9.04×10⁻⁷ Ω·m | |
| 300°C | 9.62×10⁻⁷ Ω·m | |
| 400°C | 1.01×10⁻⁶ 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 | 1.16×10⁻⁶ Ω·m |
金属
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