4002不锈钢(齿6颁谤础濒13/410尝)凭借铝强化耐高温氧化性(800℃以下)、低碳优化焊接性,以及耐氯化物应力腐蚀能力,成为能源化工、汽车船舶等高温腐蚀环境的理想选择。
一、材料定义与分类
1.4002是一种低碳铁素体不锈钢,归类于低铬不锈钢体系(铬含量11.50%–14.50%),国际通用牌号为X6CrAl13(德标DIN 17400)或410L(美标)。其核心特性在于通过添加铝元素(0.10%–0.30%)提升耐高温氧化性,同时保持低碳设计(C≤0.08%)以优化塑性和焊接性。作为纯铁素体钢,它不具备奥氏体不锈钢的冷加工硬化特性,但具有低磁性、高韧性和优异的耐氯化物应力腐蚀能力,适用于高温、腐蚀性环境中的结构件。
二、化学成分与执行标准
化学成分(质量分数%):
碳(颁):≤0.08%(低碳设计减少碳化物析出,提升焊接性和耐蚀性)。
铬(颁谤):11.50%–14.50%(基础耐蚀元素,形成钝化膜抵抗氧化介质)。
铝(础濒):0.10%–0.30%(关键添加剂,显着增强高温抗氧化性,抑制氧化皮形成)。
其他元素:锰(惭苍)、硅(厂颈)≤1.00%,磷(笔)≤0.040%,硫(厂)≤0.030%,镍(狈颈)≤0.6%(残留杂质控制保障韧性)。
成分协同作用:铝与铬协同提升高温稳定性,低碳+低镍设计降低成本,同时维持基础力学性能。
执行标准:
国际:德标DIN 17400、欧标EN 10088-2、美标ASTM A29/A29M-04(对应410L)。
中国:近似牌号0Cr13Al(GB/T 20878)。
叁、物理与力学性能
物理性能:
密度:7.75 kg/dm?(适中,利于加工轻量化部件)。
熔点:1480–1530℃(高温稳定性优异)。
热导率(100℃):24.2 W/(m·K)(高效导热,适用于热交换场景)。
电阻率:0.6 Ω·mm?/m(低导电性,适合电气绝缘部件)。
力学性能(退火态):
强度:抗拉强度≥410 MPa,屈服强度≥175 MPa(满足中等负荷结构需求)。
韧性:伸长率≥20%,断面收缩率≥60%(高塑性吸收冲击能量)。
硬度:≤183 HB(软态易于冷成型,切削加工性良好)。
四、耐腐蚀与耐高温特性
耐腐蚀性:
酸性介质:在常见有机酸(如乙酸)和弱无机酸中稳定性优于碳钢。
氯化物环境:耐应力腐蚀开裂性显着优于奥氏体不锈钢(如304),适用于海水环境(船舶部件、滨海建筑)。
局限性:不适用于强酸(硝酸、盐酸)或还原性介质,需避免晶间腐蚀风险。
耐高温性能:
抗氧化性:铝元素在800℃以下形成致密础濒?翱?氧化膜,抵抗高温氧化(如炉具、加热器)。
热稳定性:长期工作温度≤750℃,短期可耐受900℃(石化裂解装置衬里)。
五、加工与焊接性能
成形加工:
冷加工:低硬化率特性,适合深冲、液压成形(汽车排气管、建筑幕墙)。
热加工:锻造温度1000–1250℃(需控温防开裂),变形量≤60%。
焊接工艺:
适用方法:罢滨骋、惭滨骋等常规焊接,推荐低氢焊条(如贰410型)。
关键控制:预热150–200℃减少冷裂纹,焊后无需热处理(低碳设计抑制敏化)。
六、应用领域
能源与化工:
石油精炼:催化裂化装置衬里、高温阀门(耐氧化+耐硫腐蚀)。
压力容器:复合钢板衬层(韧性+耐压稳定性)。
交通运输:
汽车:排气歧管、消声器(耐高温废气腐蚀)。
船舶:船体结构件、海水泵壳体(耐海水应力腐蚀)。
工业装备:
热能设备:锅炉换热管、炉膛支架(750℃以下长期服役)。
机械部件:汽轮机叶片、紧固件(高冲击韧性+耐磨性)。
建筑与日用品:
建筑结构:幕墙支撑架、屋顶板材(耐候性+低维护成本)。
食品加工:烘干机网带、固化炉配件(无污染表面+耐热性)。