寂静回声 发表于 3 天前

316不锈钢温度和强度的对应关系


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升温阶段(室温至约600℃)
抗拉强度:从室温下的≥520 MPa逐渐降至约400 MPa(在600℃时)。
屈服强度:从≥205 MPa降至约150 MPa。
延伸率:从≥40%增加至约50%。
原因:高温导致晶粒尺寸增大、晶界滑移增加,材料内部位错运动更活跃,因此强度下降,但延展性提高。



高温稳定阶段(>600℃)
抗拉强度:维持在350-400 MPa之间。
屈服强度:保持在130-150 MPa之间。
延伸率:稳定在45-55%之间。
限制条件:
427-857℃(800-1575°F):不建议连续使用,因在此温度范围内可能析出碳化物(如Cr₂₃C₆),导致晶界腐蚀敏感性增加。

依据GB/T3098.6-2014标准规定,不锈钢304及316产品在100℃以内不影响抗拉;但超过100℃后温度每升高100℃,抗拉强度降低5%,在超过400℃后不建议使用。
在高温(如600~900℃)下,316不锈钢的屈服强度和抗拉强度显著降低(例如从室温的≥520 MPa降至400 MPa以下),导致材料更容易发生塑性变形(蠕变)。
316不锈钢的高温强度在927℃以下仍能保持一定稳定性,但超过此温度时,晶粒粗化和氧化加速,强度急剧下降,蠕变失效风险大幅增加。

变损伤的微观机制
晶格结构劣化:高温下晶格疏松和晶界迁移加剧,导致晶界弱化,抗拉强度降低。
析出相影响:
有益析出相(如细小的(Fe,Cr)₂Mo)通过弥散强化提升强度,但长期蠕变中可能粗化并失效。
有害析出相(如粗大的碳化物)导致晶界脆化,加速强度下降。


短时耐高温能力:
在1200~1300℃下,316不锈钢可通过表面氧化层(如Cr₂O₃)暂时抵抗高温,但强度已无法满足结构件需求


低温下的力学性能变化
抗拉强度:随温度降低显著升高。例如,在-160℃时可达600 MPa以上。
屈服强度:从室温的≥205 MPa升至约250 MPa(-160℃时)。
延伸率:从≥40%降至约30%(-160℃时)。
原因:低温下原子热运动减弱,位错滑移受阻,导致强度提高但塑性下降


依据GB/T3098.6-2014标准规定,不锈钢304产品最低适用温度范围为-200℃以内,316螺栓螺钉等产品最低适用温度在-60℃以内,螺柱产品最低适用温度在-200℃以内。

《一级应变硬化F316奥氏体不锈钢的高温蠕变性能》
https://www.cjmr.org/article/2019/1005-3093/1005-3093-33-7-497.shtml#:~:text=%E6%9C%AC%E6%96%87%E5%88%86%E5%88%AB%E5%9C%A8650%E2%84%83%E3%80%81680%E2%84%83%E3%80%81700%E2%84%83%E5%92%8C200%20MPa%E5%BA%94%E5%8A%9B%E4%B8%8B%E8%BF%9B%E8%A1%8C%E4%B8%80%E7%BA%A7%E5%BA%94%E5%8F%98%E7%A1%AC%E5%8C%96F316%E5%A5%A5%E6%B0%8F%E4%BD%93%E4%B8%8D%E9%94%88%E9%92%A2%E9%94%BB%E4%BB%B6%E7%9A%84%E8%A0%95%E5%8F%98%E5%AE%9E%E9%AA%8C%2C%E5%AF%B9%E6%AF%94%E5%88%86%E6%9E%90%E4%B8%8D%E5%90%8C%E6%9D%A1%E4%BB%B6%E4%B8%8B%E8%A0%95%E5%8F%98%E5%90%8E%E8%AF%95%E6%A0%B7%E7%9A%84%E7%BB%84%E7%BB%87%E3%80%81%E6%96%AD%E5%8F%A3%E5%BD%A2%E8%B2%8C%E5%8F%8A%E8%A0%95%E5%8F%98%E5%AD%94%E6%B4%9E%E5%88%86%E5%B8%83%E3%80%82



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