Sandvik 7RE10: Премиальная аустенитная нержавеющая сталь для высокотемпературных применений
Обзор
Sandvik 7RE10 — это аустенитная нержавеющая хромо-никелевая сталь типа 25/20, предназначенная для работы при высоких температурах. Сорт характеризуется:
- Хорошей стойкостью к карборизации, сульфидации и окислению в сочетании с умеренной ползучестью и структурной стабильностью
- Максимальной рабочей температурой в воздухе 1100 °C (2010 °F)
Данные актуализированы 23.04.2020 (заменяют все предыдущие издания)
Физические и механические свойства
Общие свойства
| Свойство | Температура | Значение | Примечание |
|---|---|---|---|
| Плотность | 23,0 °C | 7,9 г/см³ | |
| Содержание переработанного материала | — | 82,1 % | Среднее значение |
Механические свойства
| Свойство | Температура | Значение | Примечание |
|---|---|---|---|
| Предел ползучести (10⁴ циклов) | 525,0 °C | 155 МПа | при 10000 ч, средние значения |
| 550,0 °C | 133 МПа | при 10000 ч, средние значения | |
| 575,0 °C | 113 МПа | при 10000 ч, средние значения | |
| 600,0 °C | 96 МПа | при 10000 ч, средние значения | |
| 625,0 °C | 81 МПа | при 10000 ч, средние значения | |
| 650,0 °C | 68 МПа | при 10000 ч, средние значения | |
| 675,0 °C | 55 МПа | при 10000 ч, средние значения | |
| 700,0 °C | 44 МПа | при 10000 ч, средние значения | |
| 725,0 °C | 36 МПа | при 10000 ч, средние значения | |
| 750,0 °C | 30 МПа | при 10000 ч, средние значения | |
| 775,0 °C | 25 МПа | при 10000 ч, средние значения | |
| 800,0 °C | 21 МПа | при 10000 ч, средние значения | |
| 825,0 °C | 18 МПа | при 10000 ч, средние значения | |
| 850,0 °C | 15 МПа | при 10000 ч, средние значения | |
| 875,0 °C | 12 МПа | при 10000 ч, средние значения | |
| 900,0 °C | 10 МПа | при 10000 ч, средние значения | |
| 925,0 °C | 8 МПа | при 10000 ч, средние значения | |
| 950,0 °C | 6 МПа | при 10000 ч, средние значения | |
| Предел ползучести (10⁵ циклов) | 525,0 °C | 105–155 МПа | при 100000 ч, средние значения |
| 550,0 °C | 85 МПа | при 100000 ч, средние значения | |
| 575,0 °C | 68 МПа | при 100000 ч, средние значения | |
| 600,0 °C | 56 МПа | при 100000 ч, средние значения | |
| 625,0 °C | 45 МПа | при 100000 ч, средние значения | |
| 650,0 °C | 36 МПа | при 100000 ч, средние значения | |
| 675,0 °C | 29 МПа | при 100000 ч, средние значения | |
| 700,0 °C | 24 МПа | при 100000 ч, средние значения | |
| 725,0 °C | 20 МПа | при 100000 ч, средние значения | |
| 750,0 °C | 17 МПа | при 100000 ч, средние значения | |
| 775,0 °C | 14 МПа | при 100000 ч, средние значения | |
| 800,0 °C | 11 МПа | при 100000 ч, средние значения | |
| 825,0 °C | 9 МПа | при 100000 ч, средние значения | |
| 850,0 °C | 7 МПа | при 100000 ч, средние значения | |
| 875,0 °C | 5 МПа | при 100000 ч, средние значения | |
| 900,0 °C | 4 МПа | при 100000 ч, средние значения | |
| 925,0 °C | 4 МПа | при 100000 ч, средние значения | |
| 950,0 °C | 3 МПа | при 100000 ч, средние значения | |
| Модуль упругости | 20,0 °C | 195 ГПа | |
| 100,0 °C | 190 ГПа | ||
| 200,0 °C | 182 ГПа | ||
| 300,0 °C | 174 ГПа | ||
| 400,0 °C | 166 ГПа | ||
| 500,0 °C | 158 ГПа | ||
| Относительное удлинение | 23,0 °C | 35 % | мин. |
| Удлинение A2 | 23,0 °C | 35 % | мин. |
| Твердость по Rockwell B | 23,0 °C | 90 | макс. |
| Предел прочности при растяжении | 23,0 °C | 530–750 МПа | |
| Предел текучести Rp0,1 | 20,0 °C | 250 МПа | мин. |
| 50,0 °C | 238 МПа | мин. | |
| 100,0 °C | 217 МПа | мин. | |
| 150,0 °C | 201 МПа | мин. | |
| 200,0 °C | 186 МПа | мин. | |
| 250,0 °C | 175 МПа | мин. | |
| 300,0 °C | 166 МПа | мин. | |
| 350,0 °C | 159 МПа | мин. | |
| 400,0 °C | 154 МПа | мин. | |
| 450,0 °C | 150 МПа | мин. | |
| 500,0 °C | 148 МПа | мин. | |
| 550,0 °C | 146 МПа | мин. | |
| Предел текучести Rp0,2 | 20,0 °C | 220 МПа | мин. |
| 50,0 °C | 213 МПа | мин. | |
| 100,0 °C | 192 МПа | мин. | |
| 150,0 °C | 176 МПа | мин. | |
| 200,0 °C | 161 МПа | мин. | |
| 250,0 °C | 150 МПа | мин. | |
| 300,0 °C | 141 МПа | мин. | |
| 350,0 °C | 134 МПа | мин. | |
| 400,0 °C | 129 МПа | мин. | |
| 450,0 °C | 125 МПа | мин. | |
| 500,0 °C | 123 МПа | мин. | |
| 550,0 °C | 121 МПа | мин. |
Тепловые свойства
| Свойство | Температура | Значение | Примечание |
|---|---|---|---|
| Коэффициент линейного теплового расширения | 100,0 °C | 1,55·10⁻⁵ 1/К | для диапазона 20°C – указанная температура |
| 200,0 °C | 1,50·10⁻⁵ 1/К | для диапазона 20°C – указанная температура | |
| 300,0 °C | 1,55·10⁻⁵ 1/К | для диапазона 20°C – указанная температура | |
| 400,0 °C | 1,60·10⁻⁵ 1/К | для диапазона 20°C – указанная температура | |
| 500,0 °C | 1,65·10⁻⁵ 1/К | для диапазона 20°C – указанная температура | |
| 600,0 °C | 1,70·10⁻⁵ 1/К | для диапазона 20°C – указанная температура | |
| 700,0 °C | 1,75·10⁻⁵ 1/К | для диапазона 20°C – указанная температура | |
| 800,0 °C | 1,85·10⁻⁵ 1/К | для диапазона 20°C – указанная температура | |
| 900,0 °C | 1,90·10⁻⁵ 1/К | для диапазона 20°C – указанная температура | |
| 1000,0 °C | 1,90·10⁻⁵ 1/К | для диапазона 20°C – указанная температура | |
| Удельная теплоемкость | 20,0 °C | 470 Дж/(кг·К) | |
| 100,0 °C | 495 Дж/(кг·К) | ||
| 200,0 °C | 530 Дж/(кг·К) | ||
| 300,0 °C | 555 Дж/(кг·К) | ||
| 400,0 °C | 580 Дж/(кг·К) | ||
| 500,0 °C | 600 Дж/(кг·К) | ||
| 600,0 °C | 615 Дж/(кг·К) | ||
| 700,0 °C | 630 Дж/(кг·К) | ||
| Теплопроводность | 20,0 °C | 13 Вт/(м·К) | |
| 100,0 °C | 15 Вт/(м·К) | ||
| 200,0 °C | 17 Вт/(м·К) | ||
| 300,0 °C | 19 Вт/(м·К) | ||
| 400,0 °C | 21 Вт/(м·К) | ||
| 500,0 °C | 23 Вт/(м·К) | ||
| 600,0 °C | 25 Вт/(м·К) | ||
| 700,0 °C | 26 Вт/(м·К) |
Химический состав (масс.%)
| Элемент | Содержание | Примечание |
|---|---|---|
| Углерод (C) | 0,06 % | макс. |
| Хром (Cr) | 24,5 % | |
| Железо (Fe) | Остаток | |
| Марганец (Mn) | 1,5 % | макс. |
| Никель (Ni) | 21 % | |
| Фосфор (P) | 0,03 % | макс. |
| Кремний (Si) | 0,75 % | макс. |
| Сера (S) | 0,015 % | макс. |
Технологические свойства и применение
Области применения
Благодаря хорошей общей стойкости к высокотемпературной коррозии Sandvik 7RE10 подходит для широкого круга применений:
- Печные трубы
- Рекуператоры
- Мuffle-трубы в непрерывных печах для отжига проволоки
- Защитные трубы термопар
- Радиационные трубы
- Подвески труб в нефтяных и паровых котлах
- Горелики
Холодная деформация
Отжиг после холодного гиба обычно не требуется, но это следует пересматривать в зависимости от степени гиба и эксплуатационных условий. Термическая обработка, если требуется, должна выполняться в виде снятия напружений или закалки с отпуском. См. раздел «Тепловая обработка». Закалка с отпуском рекомендуется для труб, работающих при температурах выше 750 °C (1380 °F), и когда требуется максимальная ползучесть в согнутой трубе.
Коррозионные свойства
Sandvik 7RE10 обладает очень хорошей стойкостью к окислению и сульфидации. Может использоваться в:
- Воздухе до 1100 °C (2010 °F)
- Серосодержащих атмосферах до 650–1050 °C (1200–1920 °F), в зависимости от условий службы. Факторы: окислительная или восстановительная атмосфера, наличие примесей (натрий, ванадий)
Высокое содержание хрома обеспечивает стойкость к окисляющим водным растворам. Sandvik 7RE10 также обладает лучшей стойкостью к коррозионному трещинобразованию в хлоридах, чем низколегированные стали типов ASTM 304 и 316.
Хорошая стойкость в расплавах цианидов и нейтральных солей при высоких температурах. Материал нечувствителен к атаке «зеленой ржавчины».
Тепловая обработка
Трубы обычно поставляются в закаленном с отпуском состоянии. Если после дополнительной обработки требуется иная термическая обработка, рекомендуется:
Снятие напружений: 850–950 °C (1560–1740 °F), 10–15 минут, охлаждение на воздухе. Температура не должна падать ниже 850 °C (1560 °F) из-за риска чувствительности.
Закалка с отпуском: 1000–1150 °C (1830–2100 °F), 5–20 минут, быстрое охлаждение на воздухе или в воде.
Горячая деформация
Горячий гиб выполняется при 1100–850 °C (2010–1560 °F) и должен сопровождаться закалкой с отпуском.
Формы поставки
Бесшовные трубы из Sandvik 7RE10 поставляются в размерах до 260 мм наружного диаметра в закаленном с отпуском и бело-маринованном состоянии или в состоянии яркого отжига.
Складские размеры: Sandvik 7RE10 имеется на складе в размерах от 13,5 мм до 168,28 мм (6 дюймов) наружного диаметра. Дополнительные данные о размерах и отделочной обработке доступны по запросу в ближайшем офисе Sandvik.
Структурная стабильность
Как и другие аустенитные нержавеющие стали, Sandvik 7RE10 обладает лучшей структурной стабильностью, чем высоколегированные ферритные стали. Однако при температурах 800–900 °C (1470–1650 °F) структурная стабильность немного снижается. Для службы в этом диапазоне рекомендуется использовать Sanicro 31HT, обладающий лучшей структурной стабильностью.
Сварка
Сварность Sandvik 7RE10 хороша. Подходящие методы плавления: ручная дуговая сварка (MMA/SMAW) и дуговая сварка в защитном газе, предпочтительно TIG/GTAW.
Как и все полностью аустенитные нержавеющие стали, Sandvik 7RE10 имеет низкую теплопроводность и высокое тепловое расширение. Планы сварки должны тщательно выбираться заранее для минимизации деформаций сварного шва. Если остаточные напряжения вызывают опасения, после сварки можно выполнить закалку с отпуском. Сварка полностью аустенитных сталей может нести риск горячих трещин в сварных швах, особенно при высокой жесткости.
Для Sandvik 7RE10 рекомендуется тепловой ввод <1,0 кДж/мм и межпроходная температура <100 °C (210 °F). Следует использовать технику наплавки шнуровым швом.
Рекомендуемые присадочные материалы:
- Сварка TIG/GTAW или MIG/GMAW
- ISO 14343 S 25 20 / AWS A5.9 ER310 (например, Exaton 25.20.C)
- Сварка MMA/SMAW
- ISO 3581 E 25 20 B / AWS A5.4 E310-15 (например, Exaton 25.20.B)
Металл
- AuSi2: Золото-кремниевый припой — твердый после прокатки, низкоплавкий, высокопроизводительный
- AuSn20: Мягкий припой на основе золота-олова — ключевые свойства и применение
- AuGe12 (Au88Ge12): Премиальный золотистый мягкий паяльный сплав на основе золота
- Рений: Ультра-высокоплотный металл для нитей накала и жаропрочных применений
- MP35N: Премиальный сплав по NACE MR0175 для коррозионно-стойких применений
- Чистый тантал (Ta): высокая коррозионная стойкость и превосходная химическая стабильность
- Сплав WL 3.1754 T6 — высокотемпературный материал для редукторов и воздушных впусков
- Sandvik 3R64: Премиальная аустенитная нержавеющая сталь с повышенной коррозионной стойкостью
- Sandvik 5R75 — Премиальная аустенитная нержавеющая сталь с титановой стабилизацией
- Sandvik 8R40: Ниобий-стабилизированная аустенитная нержавеющая сталь для применения до 850 °C