Z15CNS25-20特性综述(z15t02)

一、基本概念与简介

Z15CNS25-20是一种高合金奥氏体不锈钢,在欧洲标准中也称为X8CrNi25-211.4845,对应美国标准中的AISI 310S(UNS S31008)。该材料通过高比例的铬(Cr)和镍(Ni),以及可能的钼(Mo)和氮(N) 等元素的合金化设计,使其在高温和腐蚀环境中表现出卓越的性能,广泛应用于化工、能源、航空航天及医疗器械等领域。

二、化学成分特点

Z15CNS25-20的化学成分经过精心平衡,以优化其耐腐蚀性、高温强度及加工性能:

  • 铬(Cr):含量在24.00%~26.00%,是提供优异耐腐蚀性抗氧化性的关键元素,能在表面形成致密的钝化膜。
  • 镍(Ni):含量在19.00%~22.00%,主要用于稳定奥氏体组织,确保材料在常温及低温下的韧性、延展性和无磁性。
  • 钼(Mo):部分资料显示含量在2.0%~3.0%,增强其抗点蚀和缝隙腐蚀的能力,尤其在氯化物环境中表现突出。
  • 氮(N):含量约0.18%~0.22%,通过固溶强化提高强度,并部分替代镍以稳定奥氏体结构,同时进一步提升耐蚀性。
  • 碳(C):含量通常≤0.08%或0.15%,低碳含量有助于减少碳化物析出,改善耐晶间腐蚀性能。
  • 其他元素:包括硅(Si)≤1.00%、锰(Mn)≤2.00%、磷(P)≤0.045%、硫(S)≤0.030%。严格控制杂质元素以保证材料纯净度。
三、力学性能与物理特性

Z15CNS25-20在室温及高温下均表现出良好的综合力学性能:

  • 强度与塑性:典型抗拉强度≥520 MPa(部分资料显示≥650 MPa),屈服强度≥205 MPa,延伸率≥40%,表明其兼具高强度优良塑性
  • 硬度:退火状态下硬度通常≤187~220 HBW。
  • 高温性能:在高温下能保持良好的强度和稳定性,抗氧化性优异,最高使用温度可达1100℃甚至1150℃。氮元素的添加增强了其高温强度。
  • 物理性能:密度约为7.98 g/cm³。奥氏体组织使其通常呈无磁性或弱磁性,适用于抗磁干扰场合。
  • 耐磨性:具有较好的耐磨性能。
四、特性综述
  1. 耐腐蚀性:在多种腐蚀性介质中表现出色,包括氧化性酸、有机酸和部分无机酸。高铬含量使其能有效抵抗氧化性环境腐蚀,钼的加入则提升了在氯化物环境中的抗点蚀能力。
  2. 高温稳定性:具有优异的抗氧化性高温强度,能在高达1150℃的温度下持续作业,抗蠕变性能良好。
  3. 加工性能
  • 可焊性良好:可采用TIG、MIG、手工电弧焊等多种焊接方法。焊接时需控制热输入,避免产生焊接裂纹和变形。
  • 冷热加工性:易于通过热轧、冷轧、锻造等工艺进行成型加工,冷成型延展率≥35%。
  1. 韧性:镍的加入显著提高了材料的韧性,使其在低温条件下仍能保持良好的性能。
五、热处理工艺

热处理是优化Z15CNS25-20性能的关键:

  • 固溶处理:推荐温度为1050~1150℃(或1070-1150℃),保温后快速冷却(水淬或其它方式)。目的是溶解碳化物均匀化学成分、消除加工硬化,恢复材料的最佳耐蚀性和塑性。
  • 稳定化退火:可在850-950℃进行保温后缓冷,以改善耐晶间腐蚀性
  • 注意事项:应避免在600~850℃温度区间长期使用,以防有害相(如σ相)析出,导致韧性和耐蚀性下降。
六、产品规格与供应形态

Z15CNS25-20可提供多种规格形态以适应不同需求,常见包括:

  • 板材(包括薄板、中厚板、带材)
  • 棒材(圆棒、方棒、六角棒等)
  • 管材(无缝管、焊管)
  • 线材、丝材
  • 锻件(锻棒、锻板、锻管、法兰等)
七、应用领域举例

凭借其卓越的耐腐蚀性高温性能综合机械性能,Z15CNS25-20广泛应用于以下苛刻环境:

  • 化工与石油工业:制造化工反应釜、热交换器、燃烧器、炉管、耐腐蚀管道及压力容器等。
  • 能源与电力行业:用于热电厂、核电站的高温部件。
  • 航空航天领域:发动机部件、高温紧固件等。
  • 食品加工设备:因其良好的耐腐蚀性和卫生性能,用于制造食品加工设备。
  • 海洋工程:海上平台部件、船舶系统等耐海水腐蚀部件。
  • 医疗器械:手术器械、植入物(需通过生物相容性测试)等。
  • 其他:建筑装饰(如高档栏杆、门窗)、刀具模具等。

其他材料规格切割和定制生产

x38crmov5-3

x38crmov5-3热作合金模具钢

1.2082

1.2082热作合金模具钢

1.2083

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