DIN 17440 X2CrNiMo17-13-2 淬火钢：优异耐腐蚀与成形性能
材料概述
X2CrNiMo17-13-2（材料号 1.4435）是 1.4401 (316) 的低碳改进型，碳含量 ≤ 0.03%，钼含量 2-2.5%，镍含量 11-14%。主要特性：
- 高耐非氧化性含氯化物介质腐蚀能力
- 高抛光性，适合卫生级表面要求
- 极佳的冷成形性能
- 因超低碳赋予优异的抗晶间腐蚀性能（焊后无需固溶处理）
应用领域
- 化工、纤维素、纺织、制药行业设备构件
- 净化/污水处理装置
- 压力容器构件（按 AD 2000 规范，至 400°C 直接适用，超 400°C 需个案审批）
- 卫生级管路、生物反应器、制药设备
主要特性
物理性能
| 性能 | 温度 | 数值 |
|---|---|---|
| 密度 | 20.0 °C | 7.96 - 7.98 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 - 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 | ||
| 900.0 °C | 127 GPa | ||
| 1000.0 °C | 120 GPa | ||
| 断后伸长率 | 20.0 °C | 35 - 40 % | |
| 横向断后伸长率 | 20.0 °C | 30 - 40 % | |
| 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 - 690 MPa | |
| 横向抗拉强度 | 20.0 °C | 490 - 690 MPa | |
| 屈服强度 Rp0.2 | 20.0 °C | 190 MPa | |
| 50.0 °C | 182 MPa | ||
| 100.0 °C | 166 MPa | ||
| 150.0 °C | 152 MPa | ||
| 200.0 °C | 137 MPa | ||
| 250.0 °C | 127 MPa | ||
| 300.0 °C | 118 MPa | ||
| 350.0 °C | 113 MPa | ||
| 400.0 °C | 108 MPa | ||
| 450.0 °C | 103 MPa | ||
| 500.0 °C | 100 MPa | ||
| 550.0 °C | 98 MPa | ||
| 横向屈服强度 Rp0.2 | 20.0 °C | 190 MPa | |
| 屈服强度 Rp1.0 | 20.0 °C | 225 MPa | |
| 50.0 °C | 217 MPa | ||
| 100.0 °C | 199 MPa | ||
| 150.0 °C | 181 MPa | ||
| 200.0 °C | 167 MPa | ||
| 250.0 °C | 157 MPa | ||
| 300.0 °C | 145 MPa | ||
| 350.0 °C | 139 MPa | ||
| 400.0 °C | 135 MPa | ||
| 450.0 °C | 130 MPa | ||
| 500.0 °C | 128 MPa | ||
| 550.0 °C | 127 MPa | ||
| 横向屈服强度 Rp1.0 | 20.0 °C | 225 MPa |
热学性能
| 性能 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 热膨胀系数 | -100.0 °C | 1.49E-5 1/K | |
| 20.0 °C | 1.61E-5 1/K | ||
| 100.0 °C | 1.65E-5 - 1.67E-5 1/K | ||
| 200.0 °C | 1.72E-5 - 1.75E-5 1/K | ||
| 300.0 °C | 1.75E-5 - 1.77E-5 1/K | ||
| 400.0 °C | 1.81E-5 - 1.85E-5 1/K | ||
| 500.0 °C | 1.84E-5 - 1.85E-5 1/K | ||
| 600.0 °C | 1.88E-5 1/K | ||
| 700.0 °C | 1.91E-5 1/K | ||
| 800.0 °C | 1.94E-5 1/K | ||
| 900.0 °C | 1.97E-5 1/K | ||
| 1000.0 °C | 2.00E-5 1/K | ||
| 长期最高使用温度 | — | 0 - 400 °C | |
| 熔点范围 | — | 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 - 500 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 | 13.3 - 15 W/(m·K) | |
| 100.0 °C | 14.9 W/(m·K) | ||
| 200.0 °C | 16.5 W/(m·K) | ||
| 300.0 °C | 18.1 W/(m·K) | ||
| 400.0 °C | 19.5 W/(m·K) | ||
| 500.0 °C | 21.0 W/(m·K) | ||
| 600.0 °C | 22.4 W/(m·K) | ||
| 700.0 °C | 23.8 W/(m·K) | ||
| 800.0 °C | 25.2 W/(m·K) | ||
| 热扩散率 | 20.0 °C | 3.5 mm²/s | |
| 100.0 °C | 3.8 mm²/s | ||
| 200.0 °C | 4.0 mm²/s | ||
| 300.0 °C | 4.3 mm²/s | ||
| 400.0 °C | 4.5 mm²/s | ||
| 500.0 °C | 4.7 mm²/s | ||
| 600.0 °C | 4.8 mm²/s | ||
| 700.0 °C | 5.1 mm²/s | ||
| 800.0 °C | 5.4 mm²/s |
电学性能
| 性能 | 温度 | 数值 |
|---|---|---|
| 电阻率 | 20.0 °C | 7.5E-7 - 7.91E-7 Ω·m |
| 100.0 °C | 8.45E-7 Ω·m | |
| 200.0 °C | 9.19E-7 Ω·m | |
| 300.0 °C | 9.77E-7 Ω·m | |
| 400.0 °C | 1.03E-6 Ω·m | |
| 500.0 °C | 1.08E-6 Ω·m | |
| 600.0 °C | 1.12E-6 Ω·m | |
| 700.0 °C | 1.15E-6 Ω·m | |
| 800.0 °C | 1.18E-6 Ω·m |
化学成分 (质量分数 %)
| 元素 | 含量范围 |
|---|---|
| 碳 (C) | ≤ 0.03 |
| 铬 (Cr) | 16.5 - 18.5 |
| 锰 (Mn) | ≤ 2.0 |
| 钼 (Mo) | 2.0 - 2.5 |
| 镍 (Ni) | 11.0 - 14.0 |
| 磷 (P) | ≤ 0.05 |
| 硅 (Si) | ≤ 1.0 |
| 硫 (S) | ≤ 0.03 |
对比：1.4435 vs 1.4404 (316L) vs 1.4401 (316)
| 性能指标 | 1.4435 (X2CrNiMo17-13-2) | 1.4404 (X2CrNiMo17-12-2 / 316L) | 1.4401 (X5CrNiMo17-12-2 / 316) |
|---|---|---|---|
| C 含量 | ≤ 0.03% | ≤ 0.03% | ≤ 0.07% |
| Mo 含量 | 2.0 - 2.5% | 2.0 - 2.5% | 2.0 - 2.5% |
| Ni 含量 | 11.0 - 14.0% | 10.0 - 13.0% | 10.0 - 13.0% |
| 抗晶间腐蚀 | 最佳（超低碳+高镍） | 优秀 | 需固溶处理/稳定化 |
| 冷成形性 | 极佳（高奥氏体稳定性） | 优秀 | 良好 |
| 高温强度 | 略高 | 标准 | 标准 |
| 典型应用差异 | 制药卫生级、强氯化物、深冲件 | 通用化工、压力容器、海洋 | 通用结构、高温部件 |
热处理制度
- 固溶退火：1050-1100°C 水冷/风冷（消除加工硬化、恢复耐蚀性）
- 应力消除：300-400°C（仅低应力场合，避免析出碳化物）
- 不适合时效硬化或马氏体转变热处理
焊接工艺要点
- 推荐 TIG/MIG/焊条电弧焊，填充材料建议 1.4430 或 1.4435 焊丝/药皮焊条
- 层间温度 ≤ 150°C，热输入控制 ≤ 1.5 kJ/mm
- 焊后通常无需固溶处理（超低碳设计），但卫生级管路建议酸洗钝化
- 避免焊接热裂纹：控制铁素体含量 3-8 FN（施瓦茨图法）
金属
- X3CrNiMo17-13-3 淬火钢 (+Q) —— DIN 17440 认证压力容器用钢
- DIN 17440 X30Cr13 马氏体不锈钢：调质态高性能切削工具与轴承材料
- DIN 17440 X10CrNiS18-9 淬火钢 高性能易切削奥氏体不锈钢
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- DIN 17440 X5CrNiMo17-13-3 (Q) 淬火钢：化工医药用高性能不锈钢
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- DIN 17440 X6CrNiMoTi17-12-2 淬火钢 —— 化工工程用高耐腐蚀钢