Sandvik 3RE60：高性能双相不锈钢，卓越耐腐蚀性能

Sandvik 3RE60 双相不锈钢概述

Sandvik 3RE60 是一种双相（奥氏体-铁素体）不锈钢，具有以下显著特性：

• 在含氯化物环境中具有极高的抗应力腐蚀开裂（SCC）能力
• 优异的抗一般腐蚀和点蚀性能
• 高机械强度——屈服强度约为奥氏体钢种的两倍
• 良好的抗冲蚀腐蚀和腐蚀疲劳性能
• 物理性能带来设计优势
• 良好的焊接性能

更多技术信息及腐蚀、力学、物理性能相关图表，请参考材料页面右侧的图示。

数据手册更新日期：2019-08-26 09:20（取代所有先前版本）

主要性能参数

一般性能

性能	温度	数值	备注
密度	23.0 °C	7.8 g/cm³
再生含量		82.1 %	平均再生含量

力学性能

性能	温度	数值	备注
弹性模量	20.0 °C	200 GPa
	100.0 °C	194 GPa
	200.0 °C	186 GPa
	300.0 °C	180 GPa
伸长率	23.0 °C	30 %	最小值
伸长率 A2	23.0 °C	30 %	最小值
洛氏硬度 C	23.0 °C	28	最大值
抗拉强度	23.0 °C	700 - 880 MPa	最小值
屈服强度 Rp0.1	23.0 °C	500 MPa	最小值
屈服强度 Rp0.2	20.0 °C	480 MPa	最小值
	50.0 °C	430 MPa	最小值
	100.0 °C	370 MPa	最小值
	150.0 °C	350 MPa	最小值
	200.0 °C	330 MPa	最小值
	250.0 °C	325 MPa	最小值
	300.0 °C	320 MPa	最小值

热学性能

性能	温度	数值	备注
热膨胀系数	100.0 °C	1E-5 1/K	30°C 至该温度
	200.0 °C	1E-5 1/K	30°C 至该温度
	300.0 °C	1.05E-5 1/K	30°C 至该温度
	400.0 °C	1.1E-5 1/K	30°C 至该温度
比热容	20.0 °C	475 J/(kg·K)
	100.0 °C	505 J/(kg·K)
	200.0 °C	530 J/(kg·K)
	300.0 °C	555 J/(kg·K)
	400.0 °C	580 J/(kg·K)
热导率	20.0 °C	13 W/(m·K)
	100.0 °C	15 W/(m·K)
	200.0 °C	16 W/(m·K)
	300.0 °C	17 W/(m·K)
	400.0 °C	19 W/(m·K)

化学成分

元素	含量	备注
碳	0.03 %	最大值
铬	18.5 %
铁	余量
锰	1.5 %
钼	2.6 %
镍	4.5 %
氮	0.07 %
磷	0.03 %	最大值
硅	1.6 %
硫	0.015 %	最大值

工艺性能与应用

应用领域

3RE60 是含氯化物环境下点蚀和应力腐蚀开裂风险较高场合的优选材料，远优于标准奥氏体钢。特别适用于含中等氯化物冷却水的换热器。典型应用包括炼油厂、化工和石化厂、造纸行业。其高强度和高硬度使其成为承受重载或磨损结构中奥氏体钢的理想替代品。

认证标准

• ASME 锅炉与压力容器规范第 VIII 编第 1 和 2 部分 NGS 1604（北欧规则 SS 2376 应用）
• VdTÜV-Werkstoffblatt 385（非锈蚀铁素体-奥氏体钢）

长期暴露于 300 °C (570 °F) 以上会导致微观结构变化，降低冲击韧性，但不一定影响工作温度下的行为。压力容器应用中，VdTÜV-Wb 385 和 NGS 1604 要求最高使用温度为 300 °C (570 °F)。

冷成形

弯曲所需力约为 AISI 304L/316L 的两倍，但超过屈服强度后塑性变形同样容易。3RE60 可冷弯至 25% 变形而无需后续热处理。但在应力腐蚀开裂风险增加的工况下（如材料温度近 150°C、含氧环境中氯离子约 100 ppm），即使中等冷弯也建议热处理。

耐腐蚀性能详解

一般腐蚀

在大多数介质中，3RE60 的一般腐蚀抗性与 AISI 316L 相当或更优。实验室在甲酸和盐酸中的测试数据见下表。抗硫酸性能由等腐蚀图（图 3）显示，3RE60 与 AISI 316L 表现相当。

在强氧化条件下（如硝酸），不推荐使用 3RE60，应选用奥氏体钢如 Sandvik 3R12 (AISI 304L) 或特种钢 Sandvik 2RE10 (AISI 310L)。

点蚀

增加铬、钼含量可提高抗点蚀能力。相比 AISI 316 类钢，3RE60 铬含量更高，抗点蚀更好；相比不含钼的 AISI 304 类钢，优势明显。电位静态测量临界点蚀温度（CPT）见图 4 确认。

应力腐蚀开裂 (SCC)

标准奥氏体钢 AISI 304L 和 316L 在含氯化物溶液中，温度超过约 60°C (140°F) 即易发生 SCC。双相不锈钢对此类腐蚀不敏感得多。3RE60 的优异 SCC 抗性已通过实验室测试和过去 20 年的大量运行经验验证，见图 5。图表指示了 3RE60 及标准钢可无 SCC 风险使用的温度-氯化物范围。高氯化物下抗点蚀常成限制因素，此时推荐用 Sandvik SAF 2205 (22% Cr, 5.5% Ni, 3% Mo)。氯化钙测试结果见图 6，显示 3RE60 远优于奥氏体标准钢。

晶间腐蚀

3RE60 成分平衡使得焊接热影响区奥氏体快速重组，微观结构使耐腐蚀性和韧性与母材相当。长期焊接结构应用证实其高抗晶间腐蚀性。

缝隙腐蚀

抗缝隙腐蚀同样与铬、钼含量相关，3RE60 优于 AISI 316L 类钢。

冲蚀腐蚀

AISI 316L 类钢在含高磨蚀固体颗粒的流动介质中会遭受冲蚀腐蚀，而 3RE60 凭借高硬度表现出极佳抗性。

腐蚀疲劳

在造纸厂吸辊等应用中，材料耐腐蚀疲劳强度决定寿命。实验室测试表明，无论固溶退火还是焊接材料，3RE60 的腐蚀疲劳强度远超 AISI 316L 类钢，归因于其优越的机械强度。室温下在 400 ppm Cl⁻、250 ppm SO₄²⁻、pH=3.5 溶液中旋转弯曲疲劳测试结果见图 7。

管板胀接

相比奥氏体不锈钢，3RE60 具有更高的 0.2% 屈服强度和抗拉强度，胀接管板时需注意。可使用常规胀接方法，但需更大初始力并一次完成。

热处理

管材通常以热处理状态交付。如后续加工需额外热处理，建议：固溶退火 990-1130°C (1815-2065°F)，空气或水中快速冷却。热处理形式为固溶退火或电阻退火。

热成形

热弯在 1100-950°C (2010-1740°F) 进行，后需固溶退火。

机加工

不锈钢机加工需调整切削参数和方法。硬质合金刀具车削时，精加工切削速度较 AISI 316 降低 20%，粗加工降低 60%。高速钢刀具切削速度与 AISI 316 大致相同。详细刀具选择和切削数据建议见手册 S-1,462-ENG，按 5R60 (AISI 316) 级别选取并考虑上述调整。

供货形式

• 无缝管：按 ASTM A789 供货，固溶退火白酸洗或光亮退火状态，规格达外径 125 mm
• 焊接管
• 管件
• 带钢，退火或不同硬度冷轧状态
• 棒材
• 板材、薄板和宽带钢
• 锻制管板

常备无缝换热器管：平均壁厚 32 x 1.5 mm，固溶退火白酸洗状态。

焊丝 Sandvik 22.8.3.L 备有直径 0.80, 1.60, 2.0, 2.4 mm (2/64, 1/16, 5/64, 3/32 in.)；焊条 Sandvik 22.9.3.LR 备有 2.5, 3.25, 4.0 mm (3/32, 1/8, 5/32 in.)。

焊接

Sandvik 3RE60 焊接性能良好。焊接无需预热，通常无需后续热处理。适用熔焊方法：手工电弧焊 (MMA/SMAW) 和气体保护电弧焊，首选 TIG/GTAW。

推荐热输入 0.5-2.5 kJ/mm，层间温度 <150°C (300°F)。

推荐填充金属：

• TIG/GTAW 或 MIG/GMAW：ISO 14343 S 22 9 3 N L / AWS A5.9 ER2209 (如 Exaton 22.8.3.L)
• MMA/SMAW：ISO 3581 E 22 9 3 N L R / AWS A5.4 E2209-17 (如 Exaton 22.9.3.LR)