Nitronic®50/xm-19

Nitronic®50
UNS S20910, XM-19, ASTM A314, ASTM A276, NACE MR-01-75 (HS)

 
Nictronic50是一種奧氏體不銹鋼。它的耐腐蝕性能和強(qiáng)度是同等價(jià)位的商用材料*的。Nitronic50的耐腐蝕性能優(yōu)于316,316L, 317, 317L等材料，且室溫屈服強(qiáng)度高達(dá)這些牌號(hào)的兩倍。高強(qiáng)度的Nitronic50（HS）的屈服強(qiáng)度可達(dá)316不銹鋼的3-4倍。除此之外，Nictronic50在升溫環(huán)境和低溫環(huán)境都具備良好的機(jī)械性能。不同于多數(shù)奧氏體不銹鋼的是，冷作加工或降溫至零下溫度時(shí)，Nitronic50不會(huì)磁化。
 
應(yīng)用
對于316、316L、317和317L來說性能達(dá)到極限的應(yīng)用，Nitronic50則具優(yōu)勢。該材料廣泛用于石油，石化，化工，化肥，核燃料回收，造紙，紡織，食品加工和海事行業(yè)。Nictronic50用于制造泵，閥，接頭，緊固件，線纜，網(wǎng)篩，鋼絲篩布，船舶五金，船軸，泵軸，熱交換器零件，彈簧，攝影器材等既需要耐腐蝕又需要高強(qiáng)度的零件。
 
 
化學(xué)成分

碳                                    0.030-0.050%
錳                                    4.00-5.50%
磷                                    0.040%以下
硫                                    0.20-0.60%
鉻                                     20.50-22.00%
鎳                                    11.75-13.00%
鉬                                     2.00-2.50%
銅                                    0.75%以下
氮                                    0.24-0.30%
鈦                                    0.020%以下
鋁                                    0.020%以下
硼                                    0.0008-0.0025%
鈷                                    0.12-0.20%
鉭                                    0.10%以下
錫                                    0.030%以下
釩                                    0.10-0.30%
鎢                                    0.15%以下

 
耐腐蝕能力
在多數(shù)介質(zhì)中，Nitronic50的耐腐蝕能力由于316,316L,317和317L。在大多數(shù)應(yīng)用中，1066°退火態(tài)的Nitronic50能提供足夠的耐腐蝕能力，同時(shí)擁有更高的強(qiáng)度。在腐蝕性很強(qiáng)的環(huán)境，或者材料需焊接時(shí)，應(yīng)采用1121°C退火態(tài)。Nitronic50 高強(qiáng)度狀態(tài)（HS）常用于制造軸類和螺母類零件，但是耐腐蝕能力一般。

Nitronic®50/xm-19 實(shí)驗(yàn)室測得的耐腐蝕數(shù)據(jù)
 

 
物理性質(zhì)
 
密度（在24°C）：7.88g/cm³
電阻（在21°C）：80 microhm-cm
磁通量
Nictronic50即使經(jīng)過重度冷作加工也不會(huì)磁化。在低溫環(huán)境下，Nitronic50的磁通量仍然很低。在-240°C，Nitronic 50的磁化率會(huì)出現(xiàn)一個(gè)峰值。這種現(xiàn)象和磁場強(qiáng)度無關(guān)，和溫度有關(guān)。
 
 
 
熱膨脹系數(shù)

 
導(dǎo)熱率

 
 
機(jī)械性能—退火態(tài)圓棒

 
 
室溫性能—dia 25.4圓棒，多次測試的平均值

 
短時(shí)的升溫抗拉性能---3個(gè)爐批的樣棒多次測試，取平均值

 
應(yīng)力開裂強(qiáng)度---三個(gè)爐批的測試樣棒多次測試，取平均值
 
 
蠕變強(qiáng)度—dia25.4mm圓棒，一個(gè)爐批

 
零下溫度的機(jī)械性能—dia25.4mm圓棒，1121°C退火，多次測試取平均值

 
沖擊強(qiáng)度—dia25.4mm圓棒，1121°退火態(tài)

測試樣棒在677°C熱處理一個(gè)小時(shí)，模擬重度焊接的受熱區(qū)域。多次測試取平均值。
 
 
冷軋對圓棒機(jī)械性能的影響
 

 
Nictronic50經(jīng)過特殊處理可達(dá)到高強(qiáng)度狀態(tài)（HS）。熱軋?zhí)幚砟芴岣叩膹?qiáng)度受限于棒子的直徑。鋼廠生產(chǎn)出來的HS Nitronic50，做熱鍛，焊接或釬焊處理會(huì)減弱強(qiáng)度。經(jīng)過特殊旋鍛制造的HS Nitronic50，其耐腐蝕能力和抗硫化物應(yīng)力開裂的能力會(huì)有所減弱。

 
室溫抗拉性能的小值—HS狀態(tài)的圓棒，熱軋退火態(tài)

 
抗扭性能—HS圓棒，熱軋退火態(tài)，dia31.7-50.8mm

 
 
短時(shí)的升溫抗拉強(qiáng)度—高強(qiáng)度圓棒，熱軋，未經(jīng)退火


圓棒直徑為25.4-50.8mm，從三個(gè)爐批各取一根試棒，三次測試，取平均值。
 
 
應(yīng)力開裂強(qiáng)度—dia25.4mm 高強(qiáng)度圓棒，熱軋，未經(jīng)退火


試棒取自兩個(gè)爐批。Nitronic50 HS狀態(tài)不適宜在593°C以上的高溫長時(shí)間工作。
 
  
零下溫度的沖擊強(qiáng)度—高強(qiáng)度圓棒，熱軋，未經(jīng)退火

 
低溫機(jī)械性能—dia50.8mm 高強(qiáng)度狀態(tài)
 

 
疲勞強(qiáng)度—旋轉(zhuǎn)梁疲勞測試
 

 
*R.R Moore測試樣件在室溫進(jìn)行測試。
** McAdam測試樣件在11-31°C的海水環(huán)境進(jìn)行測試
 
 
剪切強(qiáng)度

 
 
彈性

 
升溫環(huán)境下的彈性

 
切口靈敏度

 
多次測試取平均值。測試在室溫進(jìn)行，缺口樣件的應(yīng)力集中因數(shù)Kt=1.3. 測試結(jié)果顯示Nitronic50對缺口不敏感。
 
耐磨性能
 
Nitronic50的耐磨性能類似于316，只是稍微好一點(diǎn)。金屬對金屬的磨損測試證明Nitronic50比K500更耐磨，雖然K500的硬度更高。
磨損質(zhì)量損失—mg/1000周


 
抗汽蝕能力—退火態(tài)

 
硫化物應(yīng)力開裂
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)用情況表面Nitronic50在各種條件下有抗硫化物應(yīng)力開裂的能力。下表是實(shí)驗(yàn)室測試數(shù)據(jù)，用5%NaCl+0.5%醋酸+飽和的H2S模擬酸性的井下液體。

 
退火溫度
Nitronic50的供貨狀態(tài)可以是1066°C-1121°C的退火態(tài)。對絕大多數(shù)應(yīng)用來說，應(yīng)選用1066°C退火態(tài)，機(jī)械性能更高，且耐腐蝕性佳。如果在強(qiáng)腐蝕環(huán)境使用焊接零件，則應(yīng)選擇1121°C退火態(tài)。
和其他奧氏體不銹鋼一樣，Nitronic50退火后需要快速冷卻。冷成形加工需要間隔進(jìn)行退火，退火溫度為1066°C。
 
加工性能
雖然Nitronic50的性能高于300系列的不銹鋼，但他們可用相同的設(shè)備和工藝進(jìn)行加工。
 
鍛造
Nitronic50的鍛造工藝類似于316不銹鋼，只是需要更大的能量，鍛造的溫度范圍是1177°C-1232°C。
 
焊接
Nitronic50 適用于所有奧氏體不銹鋼可用的常規(guī)焊接方法，不需焊前預(yù)熱或焊后退火。