Sandvik 6R44:耐极端温度的高性能奥氏体不锈钢
概述
Sandvik 6R44 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)。与 8R40 类似,但化学成分经优化(碳含量更低、镍含量略低、铌含量更高),专为极端高温工况设计,具备卓越的蠕变强度、抗氮吸收能力及耐腐蚀性,广泛用于电站过热器管、合成氨冷却管、炼油炉管及氯乙烯生产炉管。
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)) |
|---|---|
| 20.0 °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) | 0.05 | 最大 |
| 铬 (Cr) | 17.5 | |
| 铁 (Fe) | 余量 | |
| 锰 (Mn) | 1.7 | |
| 镍 (Ni) | 10 | |
| 铌 (Nb) | 0.7 | |
| 磷 (P) | 0.03 | 最大 |
| 硅 (Si) | 0.6 | |
| 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
湿腐蚀
Sandvik 6R44 一般用于 500°C (930°F) 以上温度,湿腐蚀不相关。铌稳定化提供良好的抗晶间腐蚀能力。在较低氯离子含量下仍可能敏感于点蚀和缝隙腐蚀。奥氏体钢易发生应力腐蚀开裂 (SCC),约 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。停机冷凝液可能富集氯离子导致 SCC 和点蚀。
气体腐蚀
- 空气中:最高 850°C (1560°F)
- 水蒸气中:最高 750°C (1380°F)
- 温和合成气:约 550°C (1020°F)
蠕变范围使用需考虑蠕变行为。含硫烟气中耐腐蚀性下降,使用温度 600-750°C (1110-1380°F),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 6R44 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)。
推荐填充材料
- TIG/GTAW 或 MIG/GMAW 焊接
- ISO 14343 S 19 9 Nb / AWS A5.9 ER347 (如 Exaton 19.9.Nb)
- ISO 14343 S 19 9 Nb Si / AWS A5.9 ER347Si (如 Exaton 19.9.NbSi)
- MMA/SMAW 焊接
- ISO 3581 E 19 9 Nb R / AWS A5.4 E347-17 (如 Exaton 19.9.NbR)
- 堆焊管板、高压容器时,推荐 ISO 14343 S 19 9 Nb / AWS A5.9 ER347 (如 Exaton 19.9.LNb) 焊丝或焊带,以获得与母材相当的耐腐蚀性。
金属
- Sandvik 3R64:高钼奥氏体不锈钢,卓越耐腐蚀性能
- Sandvik 5R75:钛稳定奥氏体不锈钢,耐晶间腐蚀与高温氧化
- Sandvik SAF 3207 HD™ —— 面向深水与强腐蚀环境的超级双相不锈钢
- Sandvik 254 SMO —— 面向海水与氯化物环境的优质奥氏体不锈钢
- Sandvik 8R40:铌稳定奥氏体不锈钢,适用于850°C高温应用
- Sandvik SAF 2304®:高性能精益双相不锈钢,卓越耐腐蚀与高强度
- Sandvik 3R65:优质钼合金奥氏体不锈钢
- Sandvik 3R60™ 尿素级 – 尿素工业用优质 ASTM 316L 合金
- Sandvik 7RE10:高温应用优质奥氏体不锈钢
- Sandvik 3R60™:耐腐蚀应用优质奥氏体铬镍钢
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