X6CrMo17-1马氏体不锈钢含16-18%铬和0.9-1.3%钼,兼具高硬度与耐蚀性,淬火后硬度达HRC50以上,适用于刀具、机械零件等耐磨耐蚀场景,但焊接需预热且耐氯离子腐蚀性有限。
X6CrMo17-1 是一种马氏体不锈钢,对应欧盟标准 EN 10088 中的牌号,德国材料号为 1.4104,美国标准中近似于 440A 不锈钢。其名称中的 “17-1” 代表铬(Cr)和钼(Mo)的大致含量,因含碳量较高且添加钼元素,兼具较高的强度、硬度与耐蚀性,主要用于对耐磨和耐蚀有双重要求的场景。以下是详细解析:
一、化学成分(典型值,%)
元素 含量范围
碳(C) 0.05-0.10
硅(Si) ≤1.00
锰(Mn) ≤1.00
磷(P) ≤0.040
硫(S) ≤0.015
铬(Cr) 16.00-18.00
钼(Mo) 0.90-1.30
镍(Ni) ≤0.60
二、物理性能
密度:7.7 g/cm³(略低于奥氏体不锈钢)
熔点:1450-1500℃
热导率:26 W/(m・K)(100℃时,导热性优于奥氏体不锈钢)
线膨胀系数:10.5×10⁻⁶/℃(0-100℃,热膨胀性低于奥氏体不锈钢)
磁性:常温下有磁性(马氏体组织)
三、机械性能(淬火 + 回火状态)
性能 数值(最小值)
抗拉强度 700 MPa
屈服强度(0.2%) 450 MPa
延伸率 12%
硬度(HB) ≥210
冲击韧性 中等(常温下)
四、耐腐蚀性
抗全面腐蚀:
17% 的铬含量提供基础耐蚀性,适用于大气、水和轻度酸、碱环境,但耐蚀性低于奥氏体不锈钢(如 304、316)。
钼元素(1% 左右)略微提升在还原性介质(如稀硫酸)和含氯离子环境中的耐蚀能力,但抗点蚀和缝隙腐蚀能力仍有限。
抗局部腐蚀:
点蚀当量值(PREN = Cr% + 3.3×Mo%,约 19-21)较低,在含氯离子环境(如海水、盐水)中易发生点蚀,需避免长期接触高浓度 Cl⁻。
抗晶间腐蚀:
碳含量较高(0.05-0.10%),但马氏体不锈钢一般通过淬火 + 回火处理,晶间腐蚀风险低于奥氏体不锈钢(需控制热处理工艺,避免碳化物析出)。
五、加工与热处理性能
热加工:
热加工温度范围为 950-1100℃,加工后需缓慢冷却(如炉冷)以避免开裂,随后建议进行淬火 + 回火处理以优化性能。
冷加工:
冷加工性能中等,可进行简单冲压、弯曲,但加工硬化倾向明显,冷变形后需退火软化(退火温度 750-800℃,空冷)。
热处理工艺:
淬火:加热至 1000-1050℃,油冷或空冷,获得高硬度马氏体组织(硬度可达 HRC 50-55);
回火:根据需求选择温度(如 200-300℃低温回火保持高硬度,或 500-600℃中温回火兼顾强度与韧性)。
焊接性能:
焊接性较差,易产生冷裂纹(因含碳量较高,淬硬性强),需注意:
焊前预热(200-300℃),焊后缓冷;
选用匹配的马氏体不锈钢焊条(如 E410),或采用奥氏体不锈钢焊条(如 309L)以改善抗裂性;
焊后需进行退火或淬火 + 回火处理,否则焊接接头耐蚀性和韧性下降。
六、应用领域
刀具与工具:
厨房刀具、手术刀片、剪切刃具,利用其高硬度和耐磨性能(淬火后硬度可达 HRC 50 以上)。
机械零件:
轴承、阀门组件、泵轴、活塞杆,适用于需要耐磨且耐轻度腐蚀的场景(如淡水、油类介质)。
建筑与装饰:
耐磨地板、楼梯扶手(需定期维护防止生锈),或潮湿环境中的结构件(如浴室配件)。
医疗器械:
非植入性器械(如手术钳),需通过钝化处理提升耐蚀性,但生物相容性不及奥氏体不锈钢(如 316L)。
七、与其他牌号的对比
牌号 类型 碳含量(%) 钼含量(%) 典型硬度(HRC) 主要优势 应用差异
410(1.4006) 马氏体 0.15 0 ≤21 成本低,基础耐蚀性 耐磨性差,无钼
X6CrMo17-1(1.4104) 马氏体 0.05-0.10 0.9-1.3 ≥25(淬火后) 含钼,耐磨与耐蚀性平衡 适用于中等强度 + 耐蚀场景
440A(美国) 马氏体 0.6-0.7 1.0-1.3 55-58 更高碳含量,硬度更高 刀具、轴承等高耐磨场景
304(1.4301) 奥氏体 ≤0.07 0 ≤21 耐蚀性优异,无磁性 不耐磨损,强度低
17-4PH(1.4542) 沉淀硬化 0.07 0.5 30-45(时效后) 高强度 + 耐蚀性,可热处理 航空、核电等高应力部件
八、注意事项
耐蚀性局限:耐蚀性低于奥氏体不锈钢,不适用于强腐蚀环境(如海水、化工溶液),仅适合轻度腐蚀或耐磨优先的场景。
热处理关键:淬火温度和回火工艺直接影响性能,需严格控制(如淬火温度不足会导致硬度不足,回火温度过高会降低强度)。
焊接限制:焊接前必须预热,焊后需热处理,否则易开裂且性能下降,非专业场合建议采用机械连接(如螺栓)。
表面处理:为提升耐蚀性,可进行钝化处理(硝酸溶液浸泡)或镀铬,避免长期暴露于潮湿或含氯离子环境中。
X6CrMo17-1 作为马氏体不锈钢的典型代表,通过碳和钼的协同作用,在强度、硬度与耐蚀性之间取得平衡,尤其适合 “需要一定耐蚀性的耐磨零件”,但需注意其耐蚀性上限低于奥氏体不锈钢,应用时需根据工况选择合适的材料等级。
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