EN 10217-3 StE 355 细晶粒钢管——正火/正火成形 (+N) 压力容器与工业用
概述
StE 355 是 EN 10217-3 标准中强度最高的细晶粒结构钢级之一，适用于焊接和无缝钢管。广泛应用于压力容器、设备制造、管道系统及通用机械制造。使用温度范围：-20°C 至 400°C。焊接钢管焊缝可按 100% 许用计算应力设计。特殊表面处理需订货时协商。
适用标准与规范
- DIN 17178 (1986-5) / DIN 17179 (1986-5)
- TRB, TRD, AD 规范, TRbF, TRG, TRGL 等压力设备相关技术规则
化学成分 (典型值，%)
| 元素 | 含量 |
|---|---|
| 碳 (C) | 0.20 |
| 锰 (Mn) | 0.90 – 1.65 |
| 硅 (Si) | 0.10 – 0.50 |
| 磷 (P) | ≤ 0.04 |
| 硫 (S) | ≤ 0.03 |
| 铝 (Al) | 0.02 |
| 铬 (Cr) | 0.30 |
| 铜 (Cu) | 0.20 |
| 镍 (Ni) | 0.30 |
| 钼 (Mo) | 0.08 |
| 氮 (N) | 0.02 |
| 钒 (V) | 0.10 |
物理性能
| 性能 | 数值 | 温度 |
|---|---|---|
| 密度 | 7.83 g/cm³ | 20°C |
力学性能 (20°C，横向/纵向一致)
| 性能 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 抗拉强度 (Rm) | 490 – 630 MPa | 纵向/横向 |
| 屈服强度 (ReH) | 345 – 355 MPa | 纵向/横向 |
| 伸长率 (A) | 22% | 纵向 |
| 横向伸长率 | 20% | 横向 |
| 泊松比 | 0.29 | 低碳钢典型值 |
| 剪切模量 | 82 GPa | 低碳钢典型值 |
弹性模量随温度变化
三个钢级 (StE 255/285/355) 的弹性模量温度依赖性基本一致：
| 温度 (°C) | 弹性模量 (GPa) |
|---|---|
| -100 | 217 |
| 20 | 212 |
| 100 | 207 |
| 200 | 199 |
| 300 | 192 |
| 400 | 184 |
| 500 | 175 |
| 600 | 164 |
热学性能
| 性能 | 温度范围 | 数值/变化趋势 |
|---|---|---|
| 热膨胀系数 | -100 至 600°C | 1.08 – 1.49 ×10⁻⁵ 1/K |
| 热导率 | -100 至 600°C | 37.6 – 34.1 W/(m·K) (三个钢级中最低) |
| 比热容 | -100 至 600°C | 423 – 587 J/(kg·K) |
| 热扩散率 | -100 至 600°C | 12.9 – 5.7 mm²/s |
| 熔点范围 | — | 1480 – 1526 °C |
| 最大服务温度 (短期) | — | 500 °C |
| 长期服务温度范围 | — | -20 至 400 °C (最宽范围) |
电学性能
| 温度 (°C) | 电阻率 (Ω·m) |
|---|---|
| -100 | 1.82×10⁻⁷ |
| 20 | 2.47×10⁻⁷ |
| 100 | 2.96×10⁻⁷ |
| 200 | 3.68×10⁻⁷ |
| 300 | 4.55×10⁻⁷ |
| 400 | 5.56×10⁻⁷ |
| 500 | 6.75×10⁻⁷ |
| 600 | 8.13×10⁻⁷ |
磁学性能
居里温度：770 °C (低碳钢典型值)
三个钢级综合对比与选材指南
| 对比项 | StE 255 | StE 285 | StE 355 |
|---|---|---|---|
| 屈服强度 (MPa) | 245 – 255 | 275 – 285 | 345 – 355 |
| 抗拉强度 (MPa) | 360 – 480 | 390 – 510 | 490 – 630 |
| 伸长率 纵向/横向 (%) | 25 / 23 | 24 / 22 | 22 / 20 |
| 碳当量 (估算) | 最低 | 中等 | 较高 |
| 焊接性 | 最好 | 良好 | 良好 (需预热) |
| 长期服务温度上限 | 0°C | 0°C | 400°C |
| 热导率 (20°C) | 49.4 | 53.4 | 42.2 |
| 典型应用 | 常温压力容器、管道、结构件 | 中压容器、管道、低温至常温 | 高压容器、高温管道、承重结构 |
选材建议
- StE 255：成本敏感、常温/低压应用、要求最佳焊接性场合
- StE 285：中等压力、常温至低温环境、平衡强度与韧性
- StE 355：高压、高温 (至 400°C)、结构承重、壁厚减薄设计
金属
- EN 10217-3 P460NL1 正火钢 – 高强度低温焊接结构钢
- EN 10217-3 P460NL2 正火钢 – 超低温高韧性结构钢
- EN 10217-3 P460NH 级：耐高温蠕变可焊钢，用于压力容器和管道
- EN 10217-3 EStE 420 细晶粒钢管 —— 压力容器与管道的标准用材 (+N 交货状态)
- EN 10217-3 EStE 460 细晶粒钢管 —— 更高强度的压力管道用钢 (+N 交货状态)
- EN 10217-3 TStE 460 正火细晶粒钢管 —— 高压管道与低温压力容器专用材
- EN 10217-3 WStE 420 正火钢管 — 压力容器管道用细晶粒钢
- EN 10217-3 WStE 460 正火钢管 — 高性能压力容器管道用细晶粒钢
- EN 10217-3 P355N 正火钢 – 压力容器与管道用细晶粒结构钢
- EN 10217-3 P460N 细晶粒结构钢 – 正火/正火成形态（+N）压力容器用钢
- DIN 17125 StE 355 正火/正火成型钢 – 低温压力容器应用钢材
- EN 10217-3 StE 255 细晶粒钢管——正火/正火成形 (+N) 级