Z6CN13-04超級馬氏體不銹鋼通過低碳高鎳設計和調(diào)質(zhì)處理，兼具800~1000MPa高強度與50J/cm2優(yōu)異韌性，在含氯離子介質(zhì)中耐蝕性突出，是石油管道、海洋螺栓等動態(tài)載荷場景的理想選擇。

Z6CN13-04 是一種法國標準（NF）的超級馬氏體不銹鋼（Super Martensitic Stainless Steel, SMSS），屬于低碳馬氏體不銹鋼范疇。它通過優(yōu)化化學成分（降低碳含量、增加鎳含量）和特殊熱處理工藝，兼具高強度、高韌性及良好的耐腐蝕性，廣泛應用于石油化工、海洋工程、能源等領域。以下是其詳細介紹：

一、化學成分（典型值）

元素 含量（%）

C ≤0.06

Si ≤0.50

Mn ≤1.00

P ≤0.030

S ≤0.020

Cr 12.0~14.0

Ni 3.5~5.5

Mo 0.3~0.7

N ≤0.02

Fe 余量

二、力學性能（典型值）

性能 狀態(tài) 典型值

抗拉強度 淬火 + 回火 800~1000 MPa

屈服強度 淬火 + 回火 ≥600 MPa

伸長率 淬火 + 回火 ≥15%

沖擊韌性 淬火 + 回火 ≥50 J/cm2

硬度（HB） 淬火 + 回火 250~320

三、主要特性

超級馬氏體的優(yōu)勢

低碳設計：碳含量≤0.06%，顯著降低馬氏體轉(zhuǎn)變后的脆性，避免晶間腐蝕傾向，同時提高焊接性和韌性。

鎳、鉬協(xié)同作用：鎳（Ni）提升奧氏體穩(wěn)定性，改善低溫韌性；鉬（Mo）增強耐點蝕和縫隙腐蝕能力，尤其在含氯離子介質(zhì)中表現(xiàn)優(yōu)異。

力學性能平衡

通過 ** 淬火 + 回火（調(diào)質(zhì)處理）** 獲得板條馬氏體組織，強度接近傳統(tǒng)馬氏體不銹鋼（如 410SS），但韌性顯著提升（沖擊韌性是 410SS 的 2~3 倍），可用于承受動態(tài)載荷的場景。

耐腐蝕性

基礎耐蝕性：13% 鉻含量使其在大氣、淡水、蒸汽等環(huán)境中具有良好耐蝕性，優(yōu)于普通低合金鋼。

抗應力腐蝕：低含碳量和較高鎳含量降低了應力腐蝕開裂（SCC）風險，適用于含微量氯化物的中等腐蝕環(huán)境（如油田注水系統(tǒng)、海水淡化設備）。

加工與焊接性

加工性：固溶態(tài)（退火）硬度較低，可通過切削、鍛造等工藝加工；調(diào)質(zhì)后硬度提高，需使用硬質(zhì)合金刀具。

焊接性：

焊前無需預熱（低碳特性降低冷裂紋傾向），但建議控制層間溫度≤150℃。

焊后可直接使用（無需復雜熱處理），但厚壁件建議進行回火處理以消除應力。

四、典型應用

石油天然氣行業(yè)：

油井管、閥門、泵軸（耐 H?S 腐蝕和含 Cl?流體）。

海洋平臺用高強度耐腐蝕螺栓、連接件。

海洋工程：

海水熱交換器、船舶軸系、耐海水腐蝕結(jié)構(gòu)件。

能源領域：

核電站用高壓管道、渦輪機部件（需高強度和耐輻射性）。

化工設備：

中等腐蝕性介質(zhì)（如稀硫酸、有機酸）中的攪拌器、反應釜配件。

五、類似牌號對照

標準 中國 美國 日本 德國

超級馬氏體 04Cr13Ni5Mo UNS S41500 SUS415 X3CrNiMo13-4

六、注意事項

熱處理工藝控制

淬火溫度：950~1050℃（確保碳化物充分溶解），冷卻介質(zhì)可選油或空冷（截面尺寸較小時）。

回火溫度：550~650℃（根據(jù)強度需求調(diào)整，高溫回火可進一步提升韌性）。

環(huán)境局限性

不建議用于強腐蝕性環(huán)境（如濃鹽酸、氫氟酸），此時需選用雙相不銹鋼（如 2205）或高鎳合金（如 Inconel 625）。

長期在 300~500℃服役可能發(fā)生 “475℃脆化”，需避免在此溫度區(qū)間使用。

成本與替代方案

成本高于普通馬氏體不銹鋼（如 410、420），但低于雙相鋼，需根據(jù)腐蝕等級和力學性能需求綜合選型。

總結(jié)

Z6CN13-04 超級馬氏體不銹鋼通過成分優(yōu)化和工藝創(chuàng)新，解決了傳統(tǒng)馬氏體不銹鋼 “高強但脆” 的問題，在中等腐蝕環(huán)境中兼具強度與韌性，是石油、海洋等領域替代傳統(tǒng)不銹鋼和低合金鋼的理想材料。實際應用中需結(jié)合具體工況（如介質(zhì)成分、溫度、載荷類型）選擇合適的熱處理狀態(tài)和防護措施。