Z8CN25-20（310S）不銹鋼憑借24-26%鉻和19-22%鎳的"雙高合金化"，在1200℃高溫下仍保持優異抗氧化性，濃硝酸腐蝕速率比304鋼低50%，是高溫爐件和化工設備的理想選擇。

Z8CN25-20 是法國 AFNOR 標準中的奧氏體不銹鋼，對應中國 GB/T 20878 中的 06Cr25Ni20（舊稱 0Cr25Ni20）、美國 ASTM A276 中的 310S（310 不銹鋼的低碳版本）。該鋼種屬于高鉻鎳奧氏體不銹鋼，因優異的耐高溫氧化和耐腐蝕性能，廣泛應用于高溫及強腐蝕環境。以下是詳細解析：

化學成分（質量分數）

元素 含量范圍 作用解析

碳（C） ≤0.08% 低碳設計，減少晶間腐蝕傾向（相比傳統 310 鋼，碳含量從≤0.25% 降至≤0.08%）。

鉻（Cr） 24.0%~26.0% 形成致密 Cr?O?氧化膜，提供高溫抗氧化性（耐溫可達 1200℃）及耐蝕性。

鎳（Ni） 19.0%~22.0% 穩定奧氏體組織，提升耐酸腐蝕能力（尤其耐硝酸），并改善高溫強度。

錳（Mn） ≤2.00% 強化基體，提高加工硬化能力，但過量會降低耐蝕性。

硅（Si） ≤1.50% 抗氧化元素，在高溫下形成 SiO?保護層，增強抗滲碳性。

磷（P） ≤0.045% 雜質元素，需嚴格控制以避免降低韌性和焊接性。

硫（S） ≤0.030% 雜質元素，限制含量以防止熱加工開裂。

力學性能（固溶處理狀態）

性能指標 數值范圍 應用參考

抗拉強度（σb） ≥520MPa 室溫強度與 304 相當，但高溫下（如 600℃）強度保持率顯著更高。

屈服強度（σ0.2） ≥205MPa 塑性變形抗力適中，適合冷成型加工，但加工硬化速率高于 304。

伸長率（δ） ≥40% 塑性優異，可承受深沖、彎曲等復雜成型，但焊接時需控制熱輸入。

硬度（HB） ≤187 退火態硬度低，切削加工性略差于 304（因高鉻鎳含量導致加工硬化嚴重）。

高溫性能 1200℃抗氧化 在含硫氣氛中耐溫可達 1150℃，在循環加熱條件下耐溫 1050℃。

材料特性

的高溫抗氧化性

高鉻鎳含量形成復合氧化膜（Cr?O?+NiO），阻止氧原子向內擴散，適用于爐用部件、熱處理設備等高溫場景。

對比 304（耐溫 870℃），310S 在 1000℃時的氧化速率降低約 50%，可替代鎳基合金用于中等溫度工況。

耐蝕性全面升級

耐氧化性酸：在濃硝酸（≤65% 濃度）、熱硝酸中耐蝕性優于 304（304 在 65% 濃硝酸中腐蝕速率＞0.1mm / 年，310S＜0.05mm / 年）；

耐晶間腐蝕：低碳含量（C≤0.08%）配合固溶處理，減少晶界碳化物析出，可通過敏化態晶間腐蝕試驗；

耐應力腐蝕：在氯化物環境中抗開裂能力優于 304，但仍需避免接觸高溫氯化物溶液（如 MgCl?）。

加工與熱處理特性

熱加工：熱成型溫度建議 1100-1200℃，保溫時間需充足以避免鉻鎳偏析，冷卻方式為空冷或水冷；

焊接性：可采用 GTAW（氬弧焊）、GMAW（氣保焊）等方法，推薦使用 ER310L 焊絲（C≤0.03%），焊后無需熱處理，但需控制層間溫度＜150℃以防熱裂紋；

冷加工：冷成型性能良好（如沖壓、旋壓），但加工硬化率高，大變形量需中間退火（1050-1100℃水冷）。

典型應用領域

高溫工業設備：

爐用部件（馬弗爐內膽、加熱爐輥道、熱處理夾具），利用其 1200℃抗氧化性；

燃煤鍋爐過熱器、燃氣輪機部件，抵抗含硫煙氣腐蝕。

化工與石化行業：

硝酸生產設備（吸收塔、換熱器），耐濃硝酸腐蝕；

高溫濃硫酸輸送管道（≤50% 濃度，溫度＜100℃），但需避免接觸氯離子。

食品與醫療設備：

高溫滅菌設備（如高壓蒸汽鍋腔體），可承受反復高溫蒸汽沖擊；

制藥行業的焙燒爐、干燥器，滿足 GMP 潔凈要求。

建筑與裝飾：

高層建筑外墻裝飾板（需表面拋光或鈍化），耐城市大氣腐蝕；

壁爐內襯、煙囪管道，抵抗煙氣氧化和熱震。

與其他不銹鋼的對比

鋼種 Z8CN25-20（310S） 304（Z2CN18-10） 316L（Z2CND17-12） 314（Z12CN25-20）

鉻含量 24-26% 18-20% 16-18% 24-26%

鎳含量 19-22% 8-10.5% 10-14% 19-22%

碳含量 ≤0.08% ≤0.08% ≤0.03% ≤0.12%

鉬（Mo） —— —— 2-3% ——

耐溫上限 1200℃（抗氧化） 870℃ 800℃ 1300℃（抗氧化）

耐硝酸性能 優（濃硝酸） 良（稀硝酸） 良（稀硝酸） 優（濃硝酸）

典型應用 高溫爐件、硝酸設備 通用耐腐蝕件 海水設備、醫療器材 高溫抗氧化部件

使用與維護注意事項

高溫環境防護：

在 1000℃以上含硫氣氛中使用時，需避免硫含量＞0.05%，否則易發生硫化腐蝕；

長期高溫（＞800℃）使用后，可能析出 σ 相導致脆性，建議限制使用溫度≤1100℃。

腐蝕環境控制：

接觸氯化物溶液（如海水）時，需避免溫度＞60℃，以防應力腐蝕開裂；

若用于濕法冶金（如鹽酸浸出），需搭配鈦材或哈氏合金，因 310S 不耐鹽酸腐蝕。

加工后處理：

焊接后表面可能形成氧化皮（Cr?O?+NiO），需通過酸洗（硝酸 + 氫氟酸混合液）或機械拋光去除，避免局部腐蝕；

冷加工后若需恢復耐蝕性，需進行固溶處理（1050-1100℃水冷），不可采用退火處理（會降低強度）。

總結

Z8CN25-20（310S）是兼顧高溫抗氧化性與耐氧化性酸腐蝕的奧氏體不銹鋼，其核心優勢在于 “雙高合金化”（高 Cr + 高 Ni）帶來的綜合性能提升。適用于同時要求耐高溫和耐強腐蝕的嚴苛工況（如硝酸生產、高溫熱處理）。盡管成本高于 304/316，但在替代鎳基合金（如 Inconel 600）時可顯著降低材料成本。若需更高耐溫性，可升級至 314 鋼（更高 Si 含量，耐溫 1300℃）；若需耐氯離子腐蝕，需轉向含鉬的 316L 或雙相鋼（如 2205）。