"Z3CND17-11Az高合金奧氏體不銹鋼，通過鉻-鎳-鉬-氮協(xié)同強(qiáng)化，耐蝕性比304不銹鋼提升40%，兼具輕量化與高強(qiáng)度特性，廣泛應(yīng)用于化工、海洋工程及熱交換設(shè)備。"

材料定義與標(biāo)準(zhǔn)體系

Z3CND17-11Az是法國AFNOR標(biāo)準(zhǔn)下的高合金奧氏體不銹鋼，屬于氮強(qiáng)化型耐蝕材料。其命名規(guī)則中：

• “Z3"：標(biāo)識鑄造工藝類別；

• “CND"：代表鉻（Cr）-鎳（Ni）-鉬（Mo）核心成分體系；

• “17-11"：表示鉻含量約17%、鎳含量約11%；

• “Az"：標(biāo)注氮（N）元素強(qiáng)化特性。

• 該材料國際通用牌號包括中國GB標(biāo)準(zhǔn)的022Cr17Ni12Mo2N（統(tǒng)一代號S31653）、美國ASTM的S31653及歐洲EN標(biāo)準(zhǔn)的1.4429。

一、化學(xué)成分設(shè)計

Z3CND17-11Az的合金設(shè)計以鉻-鎳-鉬-氮四元協(xié)同強(qiáng)化為核心：

• 耐蝕基礎(chǔ)元素：

• 鉻（Cr, 16.0–18.0%）：形成致密Cr?O?氧化膜，抵抗點蝕與應(yīng)力腐蝕開裂（SCC），尤其在含氯介質(zhì)中表現(xiàn)突出。

• 鉬（Mo, 2.0–2.5%）：增強(qiáng)鈍化膜穩(wěn)定性，顯著提升耐海水及酸性介質(zhì)（如硫酸、醋酸）腐蝕能力。

• 奧氏體穩(wěn)定元素：

• 鎳（Ni, 10.0–12.0%）：維持全奧氏體組織，優(yōu)化低溫韌性及熱加工塑性。

• 強(qiáng)化元素：

• 氮（N, 0.12–0.20%）：通過固溶強(qiáng)化提高屈服強(qiáng)度（較傳統(tǒng)304不銹鋼提升40%以上），并抑制碳化物析出導(dǎo)致的晶間腐蝕。

• 純凈度控制：

• 低碳（C≤0.030%）：減少碳化鉻析出，避免焊接敏化風(fēng)險；

• 低硫（S≤0.015%）、低磷（P≤0.040%）：保障熱加工穩(wěn)定性與材料純凈度。

二、物理與機(jī)械性能

1. 物理性能：

• 密度：7.36 kg/dm3（低于304不銹鋼的7.93 kg/dm3，利于輕量化設(shè)計）；

• 熱膨脹系數(shù)：20–100℃時為13×10??/K，高溫形變可控性優(yōu)異；

• 熱導(dǎo)率：100℃時為15.4 W/(m·K)，適用于熱交換設(shè)備散熱需求；

• 電阻率：0.72 μΩ·cm，兼具弱導(dǎo)電場景適用性。

機(jī)械性能（退火態(tài)）：

• 沖擊吸收功（Akv）：434 J

• 延伸率（A）：≥11%

• 斷面收縮率（Z）：≥12%

• 屈服強(qiáng)度（σ0.2）：≥881 MPa

• 抗拉強(qiáng)度（Rm）：≥785 MPa

• 強(qiáng)度：

• 韌性：

• 硬度：退火態(tài)≤220 HBW，冷加工后可達(dá)300 HBW以上。

表：Z3CND17-11Az與304不銹鋼性能對比

三、熱處理與加工工藝

1. 熱處理工藝：

• 冷軋壓下率可達(dá)80%，屈服強(qiáng)度提升至1200 MP，適用于高強(qiáng)度緊固件。

• 600–750℃保溫，促進(jìn)氮化物彌散析出，硬度提升10–15%。

• 溫度范圍：1154–1455℃，充分溶解碳化物；

• 冷卻方式：水淬或快速空冷，抑制二次相析出。

• 固溶處理：

• 時效強(qiáng)化（可選）：

• 冷加工強(qiáng)化：

焊接性能：

• 優(yōu)選TIG（鎢極惰性氣體保護(hù)焊）或激光焊接；

• 焊后需固溶處理以恢復(fù)耐蝕性，避免熱影響區(qū)晶間腐蝕。

四、應(yīng)用領(lǐng)域分析

表：Z3CND17-11Az核心應(yīng)用場景及性能優(yōu)勢