1.4713(X10CrAlSi7 / X10CrAl7)铁素体耐热不锈钢全面技术资料
一、牌号解析与执行标准
1.4713
是德标材料号(W-Nr.),对应牌号X10CrAlSi7(EN 体系),旧牌号写法为X10CrAl7。命名拆解:X
= 高合金;10
= 碳约 0.10%;Cr7
= 铬约 7%;AlSi
= 添加铝与硅。商业俗称Sicromal 8 / SICRO 8,瑞士钢铁集团商品名FERROOTHERM® 4713。
执行标准:EN 10095 / DIN EN 10095-2018(耐热钢和镍合金)、EN 10088-1(不锈钢牌号列表)、SEW 470(旧德标)、ISO 4955(耐热钢)、EU 95-1979。
国内外对照:中国1Cr7SiAl(电站锅炉用耐热钢);法国 AFNORZ8CA7;俄罗斯 GOST15Х6СЮ(15Kh6SYU);英国 BS、日本 JIS 无直接等效牌号;AISI 无对应。
同系列相邻牌号:1.4724(X10CrAlSi13,Cr 12–14%)、1.4742(X10CrAlSi18,Cr 17–19%)、1.4762(X10CrAlSi25,Cr 23–26%)。铬含量递增,抗氧化温度与耐蚀性递增,成本也递增。
二、化学成分与分析(质量分数 %)
元素
C
Si
Mn
P
S
Cr
Al
Ni
EN 10095
≤0.12
0.50–1.00
≤1.00
≤0.040
≤0.015
6.00–8.00
0.50–1.00
典型值
0.08–0.12
0.70–0.75
0.4–0.8
≤0.030
≤0.010
6.8–7.2
0.70–0.80
合金逻辑:这是一套"低铬+铝硅协同、极致控成本"的配方。铬 6–8%
提供基本的氧化膜骨架;铝 0.5–1.0% 是关键——Al 形成致密的 Al₂O₃,与 Cr₂O₃、SiO₂ 复合构成保护膜,把实际抗氧化温度从普通碳钢的约 500℃ 拉升至 800℃;硅 0.5–1.0%
协同改善氧化膜致密性与抗渗碳能力;低碳保证基本成形性与焊接性;完全不含镍,是其成本远低于奥氏体耐热钢(1.4841、1.4828)的根本原因。
三、供应形式与规格
- 板材/带卷:热轧与冷轧薄板、中板、钢带,厚 0.5–80 mm(部分厂可达 200 mm),宽至 2000 mm 以上。
- 圆钢/棒材:热轧圆棒 Φ20–60 mm(常规),可扩展至 Φ8–1200 mm;另有方钢、六角钢、扁钢。
- 线材/盘条:热轧线材 Φ5.5–25 mm 成卷;光亮丝 h9 级 Φ4–20 mm(固溶退火、酸洗、拉拔、矫直、剥皮、磨光),是链条、筛网、网带的原料。
- 锻件可锻性良好,支持锤锻与模锻(自由锻、模锻皆可),可制锻环、锻法兰、异形耐热件。
- 管材:无缝与焊管,外径 Φ6–219 mm 级。
- 交货状态:以软退火态(+A)为主;表面可酸洗、剥皮、磨光、抛丸。
四、热处理工艺
- 软化退火(+A,标准交货态)780–840℃
保温后空冷或水冷(特殊情况允许炉冷)。此状态获得最佳综合性能。 - 淬火/硬化:自 750–800℃ 加热后空冷或水冷(组织为铁素体+珠光体)。
- 热成形/锻造:加热至1100–800℃(部分资料为 1050–950℃),随后快速冷却并进行热处理。过热极易导致晶粒粗化,加热温度上限须严控。
- 焊接:可用常规方法,但须预热 200–300℃,采用低热输入以减少晶粒粗化;焊后虽非强制,但推荐650–750℃ 去应力退火。推荐焊材 Novonit® 4502 / 4551 或同类。
- 高温尺寸稳定化:长期 480℃ 以上服役件建议做稳定化处理。
五、机械性能(退火态 +A,EN 10095 保证值)
项目
数值
抗拉强度 Rm
420–620 MPa(典型约 490)
屈服强度 Rp0.2
≥220 MPa(典型约 310)
断后伸长率 A
≥20%(纵向);横向 ≥15%(扁钢 3≤t≤12)
硬度
≤192 HB
弹性模量
215–218 GPa(200℃ 206、400℃ 190、600℃ 170)
高温蠕变与持久强度(EN 10095 参考值,N/mm²):
温度
500℃
600℃
700℃
800℃
900℃
1% 蠕变(1000 h)
80
27.5
8.5
3.7
1.8
1% 蠕变(10000 h)
50
17.5
4.7
2.1
1.0
持久断裂(1000 h)
160
55
17
7.5
3.6
持久断裂(10000 h)
100
35
9.5
4.3
1.9
数据清楚表明:超过 600℃ 后承载能力急剧衰减,该材料只适合做"防护罩"而非"骨架"。
六、物理性能
密度7.7 g/cm³(7.72);弹性模量约215–218 GPa;热导率23 W/(m·K)(20℃)、25(500℃)——明显高于奥氏体不锈钢,导热良好;比热容约 450 J/(kg·K);线膨胀系数 11.5×10⁻⁶/K(20–200℃)、12.0(400℃)、12.5(600℃)、13.0(800℃)——显著低于奥氏体钢(约 17–18×10⁻⁶/K),热变形小、抗热疲劳好、与陶瓷材料匹配性佳,这是它最突出的物理优势;电阻率约 0.69–0.70 Ω·mm²/m;强铁磁性(可被磁化);熔点约 1480–1520℃。
七、应用领域
- 工业炉与热处理设备(主导):退火箱、渗碳罐、马弗罐、料盘料筐、炉内衬板、挡板、热风导管、加热元件支架、辐射管外罩、保护套管。
- 汽车工业:排气歧管、催化转化器外壳、尾管、消声器外壳、发动机周边耐热支架。
- 锅炉与燃烧设备:电站锅炉耐热件、吹灰器构件、燃烧器喷嘴与火盖、加热器支架、炉条。
- 链条与筛网行业:高温输送链条、筛板、网带、滑轨、滑块——线材与光亮丝是该领域的主力形态。
- 石化与冶金:非承压管道与管件、阀门阀杆、回转窑窑头部件、热处理夹具。
- 家电与燃烧器:燃气灶燃烧器头、火盖、烤箱发热管支承件。
八、材料优势与局限
优势:①抗氧化性达 800℃(EN 10095 定义:800℃ 下 120 h 周期内氧化失重 ≤1 g/m²·h),远优于碳钢与低合金钢;②抗含硫氧化性气体与抗渗碳,这是铝硅协同带来的独特优势,优于普通 430(1.4016);③线膨胀系数低、热导率高,抗热疲劳与热变形性能好,与陶瓷、耐火材料匹配性佳;④完全无镍,成本仅为奥氏体耐热钢的几分之一,是铁素体耐热钢家族中最经济的基础牌号;⑤锻造性良好,可制复杂耐热锻件;⑥切削加工性良好;⑦冷成形可行(简单弯曲、浅冲压);⑧强磁性,可用于需要磁性的耐热场合。
局限:①475℃ 脆性——在 400–550℃ 区间长期停留会发生严重脆化,是使用时必须规避的首要红线;②σ 相析出——600–800℃ 长期使用析出 σ 相,进一步恶化室温韧性;③高温晶粒粗化不可逆,一旦过热报废;④室温韧性差、韧脆转变温度高,对缺口与应力集中极敏感,不耐冲击;⑤高温强度与抗蠕变能力极低(600℃ 蠕变强度仅约 27.5 MPa),严禁用于承力、承压或结构件;⑥耐蚀性有限——铬仅 6–8%,远低于 304 等奥氏体不锈钢,不耐氯离子、酸碱与盐雾,只适用于干燥高温或特定含硫气氛;⑦焊接性受限,须预热与低热输入,焊缝及热影响区必然粗化脆化,焊后无法通过热处理完全恢复;⑧不适用于还原性、富氢、富氮或强渗碳极端气氛,此类工况须升级至 1.4742(X10CrAlSi18)或奥氏体耐热钢 1.4841 / 1.4828。
说明:以上数据基于 EN 10095 / DIN EN 10095-2018、EN 10088-1、SEW 470 及公开厂商(Swiss Steel、TEAM EDELSTAHL)资料的典型值。蠕变与持久强度为标准给出的估算平均值,非设计保证值;不同标准对 P 上限(0.040% / 0.045%)、Si 范围(0.50–1.00% / 0.70–1.50%、部分厂标 0.8–1.8%)存在差异。正式选材请以具体标准版本与供材质保书为准,并特别注意避开 475℃ 长期服役区间。
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