Nitronic 50、Nitronic 60、A286 和 904L四种合金选材对比

1. Nitronic 50（XM-19, UNS S20910）

概述

Nitronic 50 是一种 氮强化奥氏体不锈钢，兼具高强度、优异耐蚀性和抗磨损性能，适用于严苛的腐蚀与高温环境。

关键特性

• 耐腐蚀性：优于 316L，耐受氯化物应力腐蚀开裂（SCC）、点蚀及缝隙腐蚀。

• 机械性能：

  • 抗拉强度：≥ 760 MPa

  • 屈服强度：≥ 450 MPa

  • 延伸率：≥ 35%

• 耐磨性：高氮含量提升表面硬度，减少磨损。

化学成分（wt%）

典型应用

• 海洋工程：船用轴、阀门、泵部件。

• 化工设备：高氯化物环境中的反应器。

• 能源行业：核电站冷却系统管道。

2. Nitronic 60（UNS S21800）

概述

Nitronic 60 是 高氮奥氏体不锈钢，以优异的抗磨损和抗咬合性能著称，适用于高摩擦与高温环境。

关键特性

• 耐磨性：氮和锰的协同作用显著提升表面硬度（HRC 30-35）。

• 耐高温氧化：可在 1000°C 以下短期使用。

• 机械性能：

  • 抗拉强度：≥ 690 MPa

  • 屈服强度：≥ 380 MPa

  • 延伸率：≥ 30%

化学成分（wt%）

典型应用

• 阀门与泵部件：阀座、阀杆。

• 航空航天：轴承、紧固件。

• 食品加工：耐磨传送带组件。

3. A286（UNS S66286）

概述

A286 是一种 铁镍基高温合金，通过时效硬化处理获得高强度，适用于高温（≤ 700°C）及高应力环境。

关键特性

• 高温性能：在 650-700°C 下仍保持高强度。

• 抗氧化性：耐受高温氧化和硫腐蚀。

• 机械性能（时效处理后）：

  • 抗拉强度：≥ 1000 MPa

  • 屈服强度：≥ 690 MPa

  • 延伸率：≥ 15%

化学成分（wt%）

典型应用

• 航空航天：涡轮发动机叶片、紧固件。

• 汽车工业：涡轮增压器部件。

• 核工业：高温反应堆组件。

4. 904L（UNS N08904）

概述

904L 是 超级奥氏体不锈钢，通过高钼、铜和铬含量实现卓越耐蚀性，尤其适用于硫酸、磷酸等强还原性酸环境。

关键特性

• 耐腐蚀性：耐受硫酸（全浓度）、磷酸及混合酸腐蚀，抗氯化物应力腐蚀开裂。

• 机械性能：

  • 抗拉强度：≥ 490 MPa

  • 屈服强度：≥ 220 MPa

  • 延伸率：≥ 35%

化学成分（wt%）

典型应用

• 化工行业：硫酸反应器、酸洗设备。

• 海洋工程：海水淡化装置管道。

• 环保设备：烟气脱硫（FGD）系统。

加工与焊接要点

1. Nitronic 50/60

   • 焊接：TIG或MIG焊，推荐使用匹配焊材（如 ER209）。

   • 冷加工：需退火处理以消除加工硬化。

2. A286

   • 热处理：固溶处理（980°C） + 时效（720°C）。

   • 焊接：需焊后时效处理以恢复性能。

3. 904L

   • 焊接：低热量输入，推荐焊材 ER385 或 ENiCrMo-3。

   • 酸洗：需去除焊接氧化层以保持耐蚀性。

选材对比建议

• 耐高温与强度：优先选 A286（适用于 700°C 以下）。

• 耐磨与抗咬合：Nitronic 60 优于其他材料。

• 强还原性酸环境：904L 是硫酸、磷酸系统的理想选择。

• 综合耐蚀与强度：Nitronic 50 适合海洋及高氯化物场景。