2Cr13Ni2(Y25Cr13Ni2 / S41427)全面技术资料


牌号澄清:国标中"2Cr13Ni2"为旧牌号,现行 GB/T 4356-2016、GB/T 20878-2024 对应的正式牌号为Y25Cr13Ni2,ISC 统一编号S41427,归类马氏体易切削不锈钢;本文沿用用户习惯写法 2Cr13Ni2 叙述。它是在 2Cr13 基础上加镍(Ni 1.5–2.0%)+ 加硫磷(S 0.15–0.25%、P 0.08–0.12%)
的易切削改型,本质是"2Cr13 的韧化 + 易切削版",俄标相近牌号 ЭИ474(25Х13Н2)。

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一、化学成分(GB/T 4356-2016 / GB/T 20878)

元素

C

Si

Mn

P

S

Cr

Ni

Mo

下限

0.20

0.80

0.08

0.15

1.50

上限

0.30

0.50

1.20

0.12

0.25

2.00

允许 +≥0.60

数据来源:Y25Cr13Ni2 / S41427 国标成分。

成分设计逻辑


  • C 0.20–0.30%:保证淬火后硬度,又比 3Cr13/4Cr13 低 C,兼顾韧性

  • Cr 12–14%马氏体不锈钢基准,钝化膜主体

  • Ni 1.5–2.0%:关键改型元素,稳定奥氏体、提高淬透性、改善韧性、降低点蚀倾向

  • S/P 偏高:易切削设计,硫化物作断屑点,车削粗糙度低——这也是它被归为"易切削不锈钢"的原因

二、供应形式(线材 / 锻件 / 板材 / 圆钢)

2Cr13Ni2 在流通中以盘条(GB/T 4356)
为母材,延伸出多形态供货:


  • 线材 / 盘条:Φ0.2–22 mm,盘卷或直条,是 Y25Cr13Ni2 的本位标准产品,用于冷镦紧固件、自动车床进料

  • 圆钢 / 棒材:热轧 Φ2–85 mm、锻打 Φ90–250 mm、冷拔 Φ8–35 mm、锻轴 Φ200–450 mm;市售常备 Φ8–400 mm 现货

  • 板材:热轧 5–80 mm(宽 650–2200 mm)、冷轧薄板 0.8–4 mm、钢带 0.03–3 mm;锻板可做到 200 mm 以上

  • 锻件:台阶轴、筒体、环件、模块、异型大锻件,多按图纸订制

  • 管件:外径 6–426 mm、壁厚 0.3–50 mm,无缝/焊管均可

交货状态:多以退火态(≤255 HBW)或高温回火态交货,便于机加工;也可按合同做调质(淬火+回火)后交货。

三、热处理工艺

2Cr13Ni2 是典型调质型马氏体不锈钢——性能几乎全靠热处理"调"出来。

1. 软化退火

750–850 ℃ 保温后缓冷,目标硬度≤255 HBW,组织为铁素体 + 沿晶碳化物,利于粗加工。

2. 淬火


  • 预热 650–700 ℃ → 奥氏体化1000–1050 ℃(常用 1050 ℃)

  • 保温:按工件有效厚度 ≈ 1–2 min/mm

  • 冷却:油冷(大件必选)或空冷;Cr+Ni 提高淬透性,中等截面可全马氏体化

3. 回火(三档可调,按硬度需求选)

回火温度

目标硬度

适用场景

200–300 ℃(低温)

HRC 48–52

耐磨件、刃具

400–500 ℃(中温)

HRC 35–42

综合力学最优,通用结构

580–680 ℃(高温)

HRC 22–30

高韧性、抗冲击件

4. 稳定化处理(航标/军标附加)

对硬度 >38 HRC 的制件,需加做170–250 ℃ × 8–10 h 稳定回火
+130–150 ℃ × 3–5 h 最后时效,消除残余奥氏体。

5. 焊接与热加工注意


  • 锻造窗口 1100–850 ℃,终锻 ≥850 ℃,锻后立即回火,防空冷淬裂

  • 焊接裂纹敏感性中等,焊前预热 150–250 ℃,层温同,焊后立即 600–650 ℃ × ≥2 h 回火;推荐 TIG/MIG + 同材质或 ER410NiMo 焊丝

  • 长期 >400 ℃ 服役会回火脆,最高使用温度建议 ≤350 ℃

  • 因 S/P 高,焊接性能差,一般不作为焊接结构主材——这是易切削钢的通用短板

四、机械性能(调质态典型值)

指标

典型值

抗拉强度 Rm

800–1000 MPa

调质后,≥800 为常见下限

屈服强度 Rp0.2

≥650 MPa

高载荷件可用

伸长率 δ

≥12%

断面收缩率 ψ

≥50%

韧性优于普通 2Cr13

硬度(调质)

HRC 28–35

可按回火温度上推至 HRC 48–52

冲击韧性

中上

Ni 改型的核心收益

数据综合自 YB 圆棒技术卡与军工材资料。

五、物理性能

参数

数值

密度

7.75 g/cm³

熔点

~1420–1450 ℃(马氏体 13%Cr 类典型)

热导率(100 ℃)

~24 W/(m·K)

线胀系数(20–500 ℃)

~12.3 × 10⁻⁶ /K

弹性模量 E(20 ℃)

~200 GPa

比热容(0–100 ℃)

~0.46 kJ/(kg·K)

磁性

有(马氏体,淬回火后仍带磁)

六、材料优势(相对普通 2Cr13 / 3Cr13)


  1. Ni 增韧 + 稳钝化膜:普通 2Cr13 韧性偏脆,2Cr13Ni2 靠 1.5–2% Ni 把淬回火后的韧性抬上去,且含 Cl⁻ 环境下的点蚀倾向比 2Cr13 低

  2. 易切削(S/P 设计):自动车床、冷镦螺栓螺母效率明显高于 2Cr13/3Cr13,表面粗糙度容易做低——这是它被归到 Y 系(易切削)的根本原因

  3. 调质窗口宽:回火 200–680 ℃ 全覆盖,HRC 22–52 任意取,同一炉料能喂给耐磨件、结构件、韧件三类工况

  4. 军工/航空级质控:GJB 2294A-2014《航空用不锈钢及耐热钢棒》收录该牌号,舰艇、航空次承力件有批量应用

  5. 成本介于 2Cr13 与 1Cr17Ni2 之间:比 1Cr17Ni2(高 Ni 双相/马氏体)便宜,比普通 2Cr13 贵一点,但换来机加工效率和可靠性的提升

⚠️ 局限也要说清:S/P 高 → 焊接差、冷变形塑性差、冷加工硬化明显、微裂纹敏感;盐酸/硫酸等强还原酸里仍有点蚀,不能当耐强酸材用。

七、应用领域

按工况可分四条线:


  1. 航空 / 军工 / 舰船:仪表轴、销、衬套、转接轴、发动机次承力结构件——GJB 2294A 收录牌号的直接证据

  2. 石油 / 化工:阀杆、泵轴、阀片、叶轮、水压机阀片、螺栓 —— 弱腐蚀 + 耐磨 + 较高应力场景

  3. 自动车床标准件:螺栓、螺帽、紧定螺钉等冷镦/车削大批量件,吃的就是 Y 系的易切削红利

  4. 模具与医疗:塑料成型模具(要求一定耐蚀 + 易抛光)、外科/牙科手术工具、餐厨刀具——HRC 48–52 低温回火态直接上岗

选型一句话

2Cr13Ni2 = 2Cr13 的"韧化易切削版"——要的是中等耐蚀 + 可调硬度 + 好车削 + 比 1Cr17Ni2 便宜这个组合。如果你手上的件是自动车床大批量 + 弱腐蚀环境 + 要调质到 HRC 30–50,它比 2Cr13 舒服;但如果是焊接结构、强酸介质、或要 >400 ℃ 长期干活,得换 1Cr17Ni2 / 316 / 双相钢那一类了。

要不要顺着往下看2Cr13Ni2 vs 1Cr17Ni2 的对比表,或者你这炉料具体用在哪个件上,我可以帮着校一下回火温度窗口?