Sandvik 8R40：铌稳定奥氏体不锈钢，适用于850°C高温应用

概述

Sandvik 8R40 是一种铌稳定的奥氏体铬镍不锈钢，最高使用温度可达 850°C (1560°F)。该钢材专为高温环境设计，具备优异的蠕变强度、抗晶间腐蚀性能及良好的焊接工艺性，广泛应用于电站过热器管、合成氨转化炉冷却管、炼油炉管及氯乙烯生产炉管等领域。

物理性能

性能	温度	数值	备注
密度	23.0 °C	7.9 g/cm³
回收含量		82.1 %	平均回收含量

机械性能

冲击韧性

性能	温度	数值	标准
夏比冲击能量	-196.0 °C	60 J	EN 13445-2 (UFPV-2) 和 EN 10216-5

蠕变强度 (10⁴ 小时)

温度	数值	备注
540.0 °C	253 MPa	ISO 数值，10000h
550.0 °C	237 MPa	ISO 数值，10000h
580.0 °C	192 MPa	ISO 数值，10000h
600.0 °C	166 MPa	ISO 数值，10000h
620.0 °C	142 MPa	ISO 数值，10000h
650.0 °C	112 MPa	ISO 数值，10000h
670.0 °C	96 MPa	ISO 数值，10000h
700.0 °C	74 MPa	ISO 数值，10000h
800.0 °C	28 MPa	ISO 数值，10000h

蠕变强度 (10⁵ 小时)

温度	数值	备注
540.0 °C	186 MPa	ISO 数值，100000h
550.0 °C	172 MPa	ISO 数值，100000h
580.0 °C	135 MPa	ISO 数值，100000h
600.0 °C	115 MPa	ISO 数值，100000h
620.0 °C	97 MPa	ISO 数值，100000h
650.0 °C	74 MPa	ISO 数值，100000h
670.0 °C	61 MPa	ISO 数值，100000h
700.0 °C	48 MPa	ISO 数值，100000h
800.0 °C	16 MPa	ISO 数值，100000h

弹性模量

温度	数值
20.0 °C	200 GPa
100.0 °C	194 GPa
200.0 °C	186 GPa
300.0 °C	179 GPa
400.0 °C	172 GPa
500.0 °C	165 GPa

常温力学性能

性能	温度	数值	备注
延伸率	23.0 °C	40 %	最小值
维氏硬度	23.0 °C	155 HV
抗拉强度	23.0 °C	515 - 690 MPa
屈服强度 Rp0.1	20.0 °C	250 MPa	最小值
屈服强度 Rp0.2	20.0 °C	220 MPa	最小值

高温屈服强度 (最小值)

温度	Rp0.1 (MPa)	Rp0.2 (MPa)
50.0 °C	232	195
100.0 °C	210	175
150.0 °C	195	165
200.0 °C	185	155
250.0 °C	175	147
300.0 °C	167	139
350.0 °C	162	133
400.0 °C	159	129
450.0 °C	156	126
500.0 °C	155	124
550.0 °C	152	118

热学性能

热膨胀系数 (30°C 至对应温度平均值)

温度	数值 (1/K)
100.0 °C	1.7E-5
200.0 °C	1.75E-5
300.0 °C	1.75E-5
400.0 °C	1.8E-5
500.0 °C	1.85E-5
600.0 °C	1.85E-5
700.0 °C	1.9E-5
800.0 °C	1.95E-5
900.0 °C	1.95E-5
1000.0 °C	2E-5

比热容

温度	数值 (J/(kg·K))
20.0 °C	485
100.0 °C	500
200.0 °C	515
300.0 °C	525
400.0 °C	540
500.0 °C	555
600.0 °C	575

热导率

温度	数值 (W/(m·K))
23.0 °C	14
100.0 °C	15
200.0 °C	17
300.0 °C	18
400.0 °C	20
500.0 °C	21
600.0 °C	23

化学成分 (典型值，wt%)

元素	含量	备注
碳 (C)	0.06	最大
铬 (Cr)	17.5
铁 (Fe)	余量
锰 (Mn)	1.8
镍 (Ni)	11
铌 (Nb)	0.6	最小 (Nb > 10×C)
磷 (P)	0.04	最大
硅 (Si)	0.4
硫 (S)	0.015	最大

工艺性能

应用领域

电站锅炉过热器管
合成氨转化炉冷却管（抗氮吸收、耐腐蚀）
炼油炉管（高温强度好、抗硫化氢和晶间腐蚀）
氯乙烯生产炉管

冷成形

冷弯后通常无需退火，但需视弯曲程度和使用工况而定。如需热处理，应采用消除应力退火或固溶退火（见“热处理”）。

耐腐蚀性能

一般腐蚀

除硝酸外，Sandvik 8R40 与非稳定钢 ASTM 304 耐腐蚀性相当，在以下介质中表现良好：

中等温度下的有机酸
盐溶液（硫酸盐、硫化物、亚硫酸盐）
中等温度下的碱性环境

该钢主要用于 500°C (930°F) 以上温度，湿腐蚀通常不相关。

晶间腐蚀

铌稳定化赋予 Sandvik 8R40 良好的抗晶间腐蚀能力。

点蚀与缝隙腐蚀

即使在较低氯离子含量的溶液中，该钢也可能对点蚀和缝隙腐蚀敏感。

应力腐蚀开裂 (SCC)

奥氏体钢易发生 SCC，通常在 60°C (140°F) 以上、有拉应力且接触含氯离子溶液时发生。应避免此类工况。停机时形成的冷凝液可能富集氯离子，导致 SCC 和点蚀，需加以考虑。

气体腐蚀

空气中：最高 850°C (1560°F)
水蒸气中：最高 750°C (1380°F)
合成气（合成氨）：约 550°C (1020°F)

蠕变范围使用时需考虑蠕变行为。含硫烟气中耐腐蚀性下降，此类环境下使用温度为 600-750°C (1110-1380°F)，具体取决于氧化/还原气氛、氧含量及钠、钒等杂质。

热处理

管材交付时已热处理。后续加工如需再次热处理，建议：

消除应力退火：850–950°C (1560–1740°F)，10-15 分钟，空冷
固溶退火：1000–1100°C (1830–2010°F)，5-20 分钟，空冷或水冷快冷

热成形

热弯温度 1100-850°C (2010-1560°F)，弯曲后应进行固溶退火。

供货形式

无缝管外径最大 260 mm，以固溶退火酸洗白面或光亮退火状态供货。

焊接

Sandvik 8R40 焊接性能良好。焊接无需预热，焊后通常无需热处理。推荐熔焊方法：手工电弧焊 (MMA/SMAW) 和气体保护电弧焊，首选 TIG/GTAW。

建议热输入 <1.5 kJ/mm，层间温度 <150°C (300°F)。