Z15CN24-13高合金奥氏体不锈钢,含铬14%-24%、镍11%-25%,兼具耐强酸腐蚀与800℃高温稳定性,抗拉强度达700MPa,是化工反应釜、核电管道及航空发动机部件的理想材料。
一、材料概述
Z15CN24-13是一种高合金奥氏体不锈钢,以高铬(Cr)和高镍(Ni)含量为核心特征,兼具优异的耐腐蚀性、高温稳定性及良好的机械性能。该材料在化工、能源、医疗及航空航天等严苛环境中表现突出,成为工业领域的理想选择。
二、化学成分设计
Z15CN24-13的化学成分经过精密配比,主要包括:
铬(Cr):14%-24%,形成致密氧化膜(Cr₂O₃),赋予材料抗氧化和耐腐蚀能力。
镍(Ni):11%-25%,稳定奥氏体结构,提升高温强度与韧性。
钼(Mo):0.8%-1.0%,增强抗点蚀和缝隙腐蚀能力,适用于含氯离子环境。
碳(C):≤0.03%,低碳设计减少晶间腐蚀风险,优化焊接性能。
其他元素如锰(Mn≤2%)、硅(Si≤1%)、磷(P≤0.035%)和硫(S≤0.015%)等,主要用于改善加工性能和微观组织稳定性。
三、物理与机械性能
物理特性
密度:7.95 g/cm³,轻于常规钢材,适用于对重量敏感的场景。
热导率:中等水平,平衡热交换效率与高温稳定性,适合热工设备部件。
热膨胀系数:低膨胀特性减少高温形变,保障长期热循环下的结构完整性。
机械性能
抗拉强度:650-700 MPa,超越普通奥氏体不锈钢(如304)。
屈服强度:350-520 MPa,具体数值受热处理工艺影响。
延伸率:30%-45%,兼具塑性与韧性,支持复杂成形加工。
硬度:布氏硬度HB 215-220(约HRC 20),平衡耐磨性与加工便捷性。
四、耐腐蚀性能
Z15CN24-13在多种腐蚀环境中表现:
酸性介质:耐受硫酸、盐酸等强酸腐蚀,适用于化工反应釜及管道。
碱性环境:在氢氧化钠等碱性溶液中稳定性优异,适配石化设备。
氯化物环境:钼元素有效抑制点蚀,适用于海水淡化设备及海洋平台结构。
高温氧化:铬氧化膜在高温下(≤800℃)持续保护基体,用于炉具及热交换器。
五、典型应用领域
化工与石化
反应设备:耐酸反应釜、催化裂解装置内衬。
管道系统:输送含硫原油、酸性气体的管线及阀门。
食品与医疗
食品加工:符合卫生标准的传送带、储存容器及厨具。
医疗器械:手术器械、人工骨及耐腐蚀植入物。
能源与环保
核电设备:燃料棒支架、冷却系统管道,耐受辐射与高温。
太阳能与海洋能:海水淡化装置、潮汐发电结构件。
航空航天与交通
发动机部件:高温燃气导管、涡轮辅助结构。
轨道交通:耐候性车体框架及紧固件。