X6CrNi18-10 固溶退火奥氏体钢:高温强度与应用特性详解
材料概述
X6CrNi18-10(材料编号 1.4541/1.4301 对应牌号)是一种不含钼的奥氏体不锈钢,固溶退火(+AT)状态交付。该钢种在 650 °C 以下具有良好的高温强度,符合 DIN EN 10095 耐热钢标准。需注意:材料对晶间腐蚀不具备抵抗能力。典型应用包括:反应堆工程(快中子增殖堆钠冷却回路)、蒸汽锅炉制造及化工行业部件。
物理性能
一般性能
| 性能 | 温度 | 数值 |
|---|---|---|
| 密度 | 20.0 °C | 7.90 – 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 – 200 GPa | ||
| 100.0 °C | 190 GPa | ||
| 200.0 °C | 182 – 185 GPa | ||
| 300.0 °C | 174 – 175 GPa | ||
| 400.0 °C | 166 – 170 GPa | ||
| 500.0 °C | 158 – 160 GPa | ||
| 600.0 °C | 150 – 155 GPa | ||
| 700.0 °C | 142 – 145 GPa | ||
| 800.0 °C | 134 – 140 GPa | ||
| 900.0 °C | 127 – 135 GPa | ||
| 1000.0 °C | 120 – 125 GPa | ||
| 断后延伸率 A80(横向) | 20.0 °C | 45 % | |
| 延伸率(横向) | 20.0 °C | 45 % | |
| 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 | 510 – 740 MPa | |
| 50.0 °C | 484 MPa | ||
| 100.0 °C | 440 MPa | ||
| 150.0 °C | 410 MPa | ||
| 200.0 °C | 390 MPa | ||
| 250.0 °C | 385 MPa | ||
| 300.0 °C | 375 MPa | ||
| 350.0 °C | 375 MPa | ||
| 400.0 °C | 375 MPa | ||
| 450.0 °C | 370 MPa | ||
| 500.0 °C | 360 MPa | ||
| 550.0 °C | 330 MPa | ||
| 600.0 °C | 300 MPa | ||
| 抗拉强度(横向) | 20.0 °C | 510 – 740 MPa | |
| 屈服强度 Rp0.2 | 50.0 °C | 178 MPa | |
| 100.0 °C | 157 MPa | ||
| 150.0 °C | 142 MPa | ||
| 200.0 °C | 127 MPa | ||
| 250.0 °C | 117 MPa | ||
| 300.0 °C | 108 MPa | ||
| 350.0 °C | 103 MPa | ||
| 400.0 °C | 98 MPa | ||
| 450.0 °C | 93 MPa | ||
| 500.0 °C | 88 MPa | ||
| 550.0 °C | 83 MPa | ||
| 600.0 °C | 78 MPa | ||
| 屈服强度 Rp0.2(横向) | 20.0 °C | 190 – 230 MPa | |
| 屈服强度 Rp1.0 | 50.0 °C | 215 MPa | |
| 100.0 °C | 191 MPa | ||
| 150.0 °C | 172 MPa | ||
| 200.0 °C | 157 MPa | ||
| 250.0 °C | 147 MPa | ||
| 300.0 °C | 137 MPa | ||
| 350.0 °C | 132 MPa | ||
| 400.0 °C | 127 MPa | ||
| 450.0 °C | 122 MPa | ||
| 500.0 °C | 118 MPa | ||
| 550.0 °C | 113 MPa | ||
| 600.0 °C | 108 MPa | ||
| 屈服强度 Rp1.0(横向) | 20.0 °C | 230 – 260 MPa |
热学性能
| 性能 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 线膨胀系数 | -100.0 °C | 1.49×10⁻⁵ 1/K | |
| 20.0 °C | 1.61×10⁻⁵ 1/K | ||
| 100.0 °C | 1.63 – 1.67×10⁻⁵ 1/K | ||
| 200.0 °C | 1.69 – 1.72×10⁻⁵ 1/K | ||
| 300.0 °C | 1.73 – 1.77×10⁻⁵ 1/K | ||
| 400.0 °C | 1.78 – 1.81×10⁻⁵ 1/K | ||
| 500.0 °C | 1.82 – 1.84×10⁻⁵ 1/K | ||
| 600.0 °C | 1.85 – 1.88×10⁻⁵ 1/K | ||
| 700.0 °C | 1.87 – 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 | ||
| 长期最高使用温度 | – | 0 – 750 °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 | 450 – 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) | ||
| 热导率 | 20.0 °C | 14.3 – 17 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 |
|---|---|
| 碳 (C) | 0.04 – 0.08 |
| 铬 (Cr) | 17.0 – 19.0 |
| 锰 (Mn) | ≤ 2.0 |
| 镍 (Ni) | 8.0 – 11.0 |
| 氮 (N) | 0.10 – 0.11 |
| 磷 (P) | ≤ 0.04 |
| 硅 (Si) | ≤ 1.0 |
| 硫 (S) | ≤ 0.015 |
金属
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