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

材料定義與標準體系

Z3CND17-11Az是法國AFNOR標準下的高合金奧氏體不銹鋼，屬于氮強化型耐蝕材料。其命名規則中：

• “Z3"：標識鑄造工藝類別；

• “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"：標注氮（N）元素強化特性。

• 該材料國際通用牌號包括中國GB標準的022Cr17Ni12Mo2N（統一代號S31653）、美國ASTM的S31653及歐洲EN標準的1.4429。

一、化學成分設計

Z3CND17-11Az的合金設計以鉻-鎳-鉬-氮四元協同強化為核心：

• 耐蝕基礎元素：

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

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

• 奧氏體穩定元素：

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

• 強化元素：

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

• 純凈度控制：

• 低碳（C≤0.030%）：減少碳化鉻析出，避免焊接敏化風險；

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

二、物理與機械性能

1. 物理性能：

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

• 熱膨脹系數：20–100℃時為13×10??/K，高溫形變可控性優異；

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

• 電阻率：0.72 μΩ·cm，兼具弱導電場景適用性。

機械性能（退火態）：

• 沖擊吸收功（Akv）：434 J

• 延伸率（A）：≥11%

• 斷面收縮率（Z）：≥12%

• 屈服強度（σ0.2）：≥881 MPa

• 抗拉強度（Rm）：≥785 MPa

• 強度：

• 韌性：

• 硬度：退火態≤220 HBW，冷加工后可達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80%，屈服強度提升至1200 MP，適用于高強度緊固件。

• 600–750℃保溫，促進氮化物彌散析出，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：

• 時效強化（可選）：

• 冷加工強化：

焊接性能：

• 優選TIG（鎢極惰性氣體保護焊）或激光焊接；

• 焊后需固溶處理以恢復耐蝕性，避免熱影響區晶間腐蝕。