Nitronic 60 – UNS S21800
耐咬合、耐磨的奥氏体不锈钢
含约 4% 硅和氮的 Cr-Ni-Mn 奥氏体不锈钢。硅和锰即使在退火状态下也能抑制磨损、咬合和微动磨损：在无润滑试验中，Nitronic 60 对 Nitronic 60 仅在 345 MPa 时才发生咬合，而 304 对 304 在 14 MPa 时即咬合。退火态典型屈服强度为 414 MPa，耐全面腐蚀性能介于 304 和 316 之间，耐氯化物点蚀性能优于 316。
牌号与对应牌号
| 体系 | 牌号 |
|---|---|
| UNS | S21800 |
| W.Nr./EN | 无直接对应的EN牌号 |
| 商品名 | Nitronic 60 (Cleveland-Cliffs), Alloy 218, N-60, Fermonic 60 |
| 其他 | 紧固件 ASTM A193 B8S / A194 8S; 铸造 CF10SMnN; 焊材 AWS ER218 (Nitronic 60W) |
各产品形态适用标准
| 形态 | 标准 |
|---|---|
| 棒材和型材 | ASTM A276 / A479 S21800 |
| 板材、薄板和带材 | ASTM A240 S21800 |
| 棒材、锻件和线材（航空） | AMS 5848 |
| 锻造用钢坯和棒材 | ASTM A314 |
| 线材 | ASTM A580 |
| 螺栓和螺母 | ASTM A193 B8S / A194 8S |
| 铸件 | ASTM A351 / A743 CF10SMnN |
| 压力容器 | ASME Section VIII Div. 1 (UHA-23) |
公差和 HS 编码
- 锻造棒材（圆棒和方棒）：直径方向加工余量从 2 mm（Ø 6–16 mm）到 24 mm（Ø 400–500 mm）。例如成品 Ø 100–125 mm：+7 mm，公差 +6 / −0（长度最大 3,500 mm）。
- 锻造圆盘：直径余量 4 至 9 mm，高度余量 3 至 11 mm，仅正公差。
- 切割和机加工：带锯长度 −0 / +5 至 +15 mm；水刀直径 +10 % 厚度（最小 2 mm）；机加工零件直径 −0 / +2 至 +5 mm。查看完整表格（INF 002 和 INF 003，适用于所有合金）。
| 形态 | NCM（巴西，8 位） | HS（国际，6 位） | HTS（美国，10 位）* | CN（欧盟，8 位）* |
|---|---|---|---|---|
| 锻造棒材 | 7222.30.00 | 7222.30 | 7222.30.0024 | 7222 30 51 |
| 热轧棒材 | 7222.11.00 | 7222.11 | 7222.11.0059 | 7222 11 11 |
| 板材（> 10 mm，宽度 ≥ 600 mm） | 7219.21.00 | 7219.21 | 7219.21.0020 | 7219 21 10 |
| 法兰和管件 | 7307.21.00 | 7307.21 | 7307.21.5000 | 7307 21 00 |
税则类别：不锈钢（按化学成分，依据第 72 章注释和第十五类注释 5）。
*：美国和欧盟编码仅供参考。NCM 依据现行法规（归类总规则、第 72、74 和 75 章注释及第十五类注释 5）。请根据物品尺寸和表面状态，向您的报关行确认最终编码。HS = NCM 的前 6 位。
化学成分 (%)
ASTM A276 / A479 (UNS S21800)
| 元素 | 范围 (%) |
|---|---|
| C | ≤ 0.10 |
| Mn | 7.0 – 9.0 |
| Si | 3.5 – 4.5 |
| Cr | 16.0 – 18.0 |
| Ni | 8.0 – 9.0 |
| N | 0.08 – 0.18 |
| P | ≤ 0.060* |
| S | ≤ 0.030 |
| Mo | ≤ 0.75 |
| Cu | ≤ 0.75* |
| Fe | 余量 |
力学性能
退火态 – Ø 25 mm 棒材的典型值（HPA/AK Steel）；括号内为大于 12.7 mm 棒材的最小值
| 性能 | 数值 |
|---|---|
| 屈服强度（0.2%） | 典型值 414 MPa（≥ 345 MPa*） |
| 抗拉强度 | 典型值 710 MPa（≥ 655 MPa*） |
| 伸长率（4D） | 典型值 64%（≥ 35%*） |
| 断面收缩率 | 典型值 74%（≥ 55%*） |
| 硬度 | 典型值 95 HRB（170 – 255 HB） |
| 应变硬化（Nitronic 60 HS，3 级，最大 Ø 89 mm） | UTS ≥ 1,103 MPa；YS ≥ 896 MPa |
典型物理性能
| 性能 | 数值 |
|---|---|
| 密度 | 7.62 g/cm³ |
| 弹性模量 | 180 GPa |
| 热膨胀（24 – 93 °C） | ≈ 15.8 µm/m·K |
| 电阻率 | 98.2 µΩ·cm |
| 磁导率（退火态） | 1.003 |
热处理、焊接和机加工
| 项目 | 常规做法 |
|---|---|
| 使用温度 | 从低温（–196 °C，仍保持耐咬合性能）到高温：抗氧化性能与 309 相近，在 ≈ 980 °C（1,800 °F）以下具有良好的强度。 |
| 热处理 | 在 ≈ 1,065 °C（1,950 °F）*固溶退火并快速冷却。不能通过热处理硬化；强度通过冷加工提高（Nitronic 60 HS），但冷加工不会改善耐咬合性能。 |
| 焊接 | 良好，可采用常规不锈钢工艺。匹配焊材为 AWS A5.9 ER218（Nitronic 60W）。除常规去应力外，一般无需预热和焊后热处理。 |
| 机加工 | 困难：切削性约 23%（AISI B1112 = 100%；304 = 45%）。切削速度约为 304 的 50%，使用涂层硬质合金刀具、刚性好且功率足够的机床。 |
典型应用
- 阀杆、阀座和阀内件
- 泵的耐磨环和转子
- 销、衬套和滚动轴承
- 抗咬合螺栓、螺母和双头螺柱（A193 B8S）
- 桥梁销和关键建筑构件
- 筛网、链条和传动系统
- 石油天然气、石化和化工过程部件
替代材料： 腐蚀和强度比耐咬合更重要时，选用 Nitronic 50（XM-19）；阀杆和阀座中，与 Nitronic 60 配对的零件可选用 17-4PH H950 或硬化 410（试验中在 345 MPa 以下无咬合）；磨粒磨损占主导时，选用 Stellite 6 或堆焊；无金属对金属接触时，选用 316L。
Nitronic 60：完整指南
Nitronic 60 是什么
Nitronic 60 是锰-硅-氮奥氏体不锈钢。硅（3.5 – 4.5%）和锰（7.0 – 9.0%）即使在退火状态下也能减少磨损、咬合和微动磨损，使该合金成为对抗磨损时钴合金和高镍合金的低成本替代品。氮使退火态屈服强度提高到 ≈ 414 MPa。
耐咬合性能：试验数据
无润滑临界咬合应力（开始咬合时的应力），块上钮扣式试样，除另有说明外两个摩擦面为同一材料：
- 304 对 304：14 MPa；316 对 316：14 MPa；17-4PH H950 对 17-4PH H950：14 MPa。
- Nitronic 60 对 Nitronic 60：345 MPa。
- Nitronic 60 对 304、303、硬化 410、440C 或 17-4PH H950：345 MPa 以下无咬合。
- Nitronic 60 对 316：262 MPa；对退火 430：248 MPa。
试验还在液氮（–196 °C）中进行，该合金在此条件下仍保持耐咬合性能。冷加工可提高强度，但不能改善咬合行为。
磨损和气蚀
在无润滑的金属对金属磨损中（交叉圆柱，415 rpm），304 对 Nitronic 60 配对每 1,000 次循环损失 6.0 mg，而 304 对 17-4PH（43 HRC）为 24.7 mg；与 316 配对时分别为 4.3 mg 和 18.5 mg。Nitronic 60 对自身损失 2.8 mg。在气蚀冲蚀中，以 Nitronic 60 为 1.00，304 的冲蚀速度快 3.67 倍，316 为 3.70 倍，铝青铜为 3.00 倍，CA-6NM 为 6.80 倍（不同试验系列）。
腐蚀
耐全面腐蚀性能介于 304 和 316 之间，但耐氯化物点蚀性能优于 316。在静止海水中 6 个月，Nitronic 60 的耐缝隙腐蚀性能远优于 304，略优于 316。当腐蚀是主要要求时，Nitronic 50（XM-19）是更稳妥的选择。
供货形式和 Dustre 服务
自由锻圆棒和方块，带锯定尺切割，粗加工或精加工，在自有炉中进行固溶退火，以及硬度、拉伸和冲击试验。所有材料均附 3.1 检验证书，并可追溯炉号。
常见问题
Nitronic 60 的化学成分是什么？
依据 ASTM A276 / A479 (UNS S21800)：C ≤ 0.10; Mn 7.0 – 9.0; Si 3.5 – 4.5; Cr 16.0 – 18.0; Ni 8.0 – 9.0; N 0.08 – 0.18。
哪些标准涵盖 Nitronic 60？
棒材和型材: ASTM A276 / A479 S21800. 板材、薄板和带材: ASTM A240 S21800. 棒材、锻件和线材（航空）: AMS 5848. 锻造用钢坯和棒材: ASTM A314. 线材: ASTM A580. 螺栓和螺母: ASTM A193 B8S / A194 8S. 铸件: ASTM A351 / A743 CF10SMnN. 压力容器: ASME Section VIII Div. 1 (UHA-23).
Nitronic 60 最高可在多少温度下使用？
从低温（–196 °C，仍保持耐咬合性能）到高温：抗氧化性能与 309 相近，在 ≈ 980 °C（1,800 °F）以下具有良好的强度。
哪些材料可以替代 Nitronic 60？
腐蚀和强度比耐咬合更重要时，选用 Nitronic 50（XM-19）；阀杆和阀座中，与 Nitronic 60 配对的零件可选用 17-4PH H950 或硬化 410（试验中在 345 MPa 以下无咬合）；磨粒磨损占主导时，选用 Stellite 6 或堆焊；无金属对金属接触时，选用 316L。
什么是咬合？
咬合是两个金属表面在载荷下相对滑动时发生的材料粘着和撕裂，不锈钢对不锈钢时尤为典型。在制造商的无润滑试验中，304 对 304 和 316 对 316 均在 14 MPa 时发生咬合；Nitronic 60 对 Nitronic 60 则在 345 MPa 时才发生。
Nitronic 60 有磁性吗？
没有。退火态磁导率为 1.003。
Nitronic 50 与 Nitronic 60 有何区别？
Nitronic 50（XM-19）针对耐腐蚀性和强度而设计（典型 PREN ≈ 34，屈服强度 ≥ 380 MPa）。Nitronic 60 以部分耐腐蚀性换取硅和锰，从而获得耐咬合和耐磨性能；其耐全面腐蚀性能介于 304 和 316 之间。
有 Nitronic 80 吗？
我们未找到使用该名称的商用合金。Nitronic 系列（Cleveland-Cliffs，前身为 AK Steel/Armco）包括 19D、30、32、33、40、50 和 60 等牌号。需要耐咬合时用 Nitronic 60；需要高强度且耐腐蚀时用 Nitronic 50（XM-19）。
在巴西哪里可以购买 Nitronic 60？
Dustre 供应棒材、板材、管材、块料以及锻造或机加工零件形态的 Nitronic 60，视库存情况而定，并附质量证书。总部位于 Osasco/SP，分公司位于 Joinville/SC 和 Baixo Guandu/ES，可发货至巴西全国。如需报价，请通过 WhatsApp +55 11 98649-0075 联系我们的助理 Helena，或发送邮件至 [email protected]。
