山東輝晟達機械制造Cr25Ni20（通常對應于中國牌號 310S，美國牌號 310S/UNS S31008，歐洲牌號 1.4845）是一種經典的奧氏體耐熱不銹鋼，廣泛應用于高溫爐管、管卡、輻射管、燃燒器等部件。其核心優勢在于出色的高溫抗氧化性、抗滲碳性和高溫強度。

以下是針對“耐高溫爐管卡”應用的Cr25Ni20材料的詳細參數匯總：

1. 主要標識與標準

• 通用名稱： Cr25Ni20 / 310S

• 中國牌號： 0Cr25Ni20 / 06Cr25Ni20 (GB/T 20878-2007)

• 美國牌號： UNS S31008， ASTM A167, A312, A213 (TP310S)

• 歐洲牌號： X8CrNi25-21 / 1.4845

• 日本牌號： SUS310S

2. 化學成分（典型值，重量%）

這是其高性能的基礎，高鉻（Cr）確保抗氧化，高鎳（Ni）穩定奧氏體并抗滲碳。

注： “S”代表低碳，這降低了高溫下碳化鉻析出的風險，從而提升了抗晶間腐蝕和高溫蠕變性能。

3. 關鍵高溫性能（管卡設計的核心依據）

a. 抗氧化性

• 連續使用溫度： 約1150°C

• 間歇使用溫度： 約1050°C

• 特點： 在高溫下能形成致密且粘附性好的Cr?O?氧化膜，有效阻止進一步氧化。在含硫、含碳氣氛中，性能優于普通奧氏體鋼（如304H）。

b. 高溫強度

• 蠕變斷裂強度： 在高溫長期應力下，具有優良的抗蠕變能力。

  • 示例： 在900°C/100,000小時條件下，典型蠕變斷裂強度約為 10-15 MPa（具體值取決于冶煉工藝和微觀組織）。

• 高溫屈服強度：

  • 在800°C時，約為 50-70 MPa

  • 在1000°C時，約為 20-30 MPa

c. 金相組織與相穩定性

• 組織結構： 全奧氏體組織。

• σ相脆化風險： 在750-900°C 溫度區間長期服役時，有析出脆性σ相（FeCr金屬間化合物）的傾向。這會導致室溫沖擊韌性下降。因此，管卡在此溫度區間長期運行后，停機檢修時應避免劇烈沖擊或敲打。

4. 物理與常溫機械性能

a. 物理性能

• 密度： 7.98 g/cm3

• 熔點： 約1400-1450°C

• 熱膨脹系數 (20-1000°C)： 18.0-20.0 x 10?? /K（相對較高，設計時需考慮熱應力補償）

• 熱導率 (100°C)： 14.2 W/(m·K)；（500°C）： 18.4 W/(m·K)

• 比熱容 (0-100°C)： 500 J/(kg·K)

b. 室溫機械性能（典型值）

• 抗拉強度 (Rm)： ≥520 MPa

• 屈服強度 (Rp0.2)： ≥205 MPa

• 延伸率 (A)： ≥40%

• 硬度 (HB)： ≤187

5. 耐腐蝕性

• 抗氧化性氣氛： 。

• 抗滲碳性： 優異，高鎳含量能有效抵抗碳的滲入。

• 抗硫化性： 一般，在還原性硫氣氛中不如高鎳合金（如Inconel）。

• 抗鹵化物侵蝕： 在含氯、氟氣氛中，高溫下可能發生腐蝕。

6. 加工與焊接性能

• 成型性： 良好的冷、熱加工性，但加工硬化速率較高。

• 焊接性： 良好，通常采用匹配的焊材（如 ER310/ENiCrFe-3）。需控制層間溫度，焊后一般無需熱處理。

7. 爐管卡（管夾/管架）應用的關鍵選型考慮

1. 工作溫度： 確定是否在310S的適用范圍（通常>800°C且<1150°C）。

2. 氣氛環境： 確認是氧化性、滲碳性還是還原性氣氛，310S在前兩種中表現出色。

3. 承載應力： 根據管道重量、介質重量及可能的振動，計算管卡所需的高溫強度。

4. 熱膨脹差異： 管卡材料與爐管材料（可能也是310S，也可能是其他合金）的熱膨脹系數匹配性，需設計足夠的彈性或間隙以避免熱應力損壞。

5. 長期相變風險： 若長期工作在σ相析出敏感溫度區，需在檢修和維護方案慮材料脆化問題。

8. 常見替代/對比材料

• 253MA (S30815)： 添加了稀土元素和氮，高溫強度更好，適合更高應力的管卡。

• Inconel 600/601： 鎳基合金，用于更高溫度、更復雜氣氛（如強滲碳、弱還原性硫）或要求更高強度的關鍵管卡。

• 304H (S30409)： 成本更低，但使用溫度（約870°C）和高溫強度低于310S，用于工況稍好的場合。

總結： Cr25Ni20 (310S) 是制作1050°C以下氧化/滲碳氣氛中高溫爐管卡的經典、可靠且經濟的選擇。其詳細參數的核心在于高Cr/Ni成分帶來的卓越高溫穩定性，設計時應重點關注其高溫強度、熱膨脹系數及長期服役下的σ相脆化傾向。