431 马氏体不锈钢(S43100) 实拍图
特种不锈钢

431 马氏体不锈钢(S43100)

UNS S43100 / 17Cr16Ni2

431 靠 16%–18% 的铬与 1.5%–2.5% 的镍配合,在马氏体不锈钢中获得最好的耐蚀性与韧性平衡,淬火回火后硬度约 32–47 HRC。相对 410、420,它的耐蚀性更好、韧性更高;相对 440C,它硬度更低但韧性与耐蚀更优。仍不耐含氯介质与海水。长期使用温度一般不超过 400 ℃。

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直接回答

431 靠 16%–18% 的铬与 1.5%–2.5% 的镍配合,在马氏体不锈钢中获得最好的耐蚀性与韧性平衡,淬火回火后硬度约 32–47 HRC。相对 410、420,它的耐蚀性更好、韧性更高;相对 440C,它硬度更低但韧性与耐蚀更优。仍不耐含氯介质与海水。长期使用温度一般不超过 400 ℃。

牌号对照
UNS S43100 / 17Cr16Ni2
核心成分
Ni 1.50–2.50、Cr 16.00–18.00、C 0.11–0.20、Si ≤1.00
力学性能
Rm 以标准/材质证明书为准(典型 约 850–1000 MPa)
执行标准
GB/T 20878 / ASTM A240
交货形态
圆棒 / 棒材、板材 / 钢带、锻件 / 轴类 / 密封环等
典型应用
泵与流体机械

牌号对照与材料概述

431 的成分设计在 410、420 的基础上加入了镍:铬 16.0%–18.0% 比 410、420 高 4 个百分点,钝化膜更稳定,耐蚀性明显改善;镍 1.50%–2.50% 是关键,镍能固溶入马氏体提高韧性、降低回火脆性倾向,同时对耐蚀性有直接贡献,代价是使成本上升并削弱了硬度上限。碳 0.11%–0.20% 提供淬硬能力,钼可作为残余元素存在以进一步改善耐蚀与抗氢脆。固溶退火后为马氏体组织便于加工。

431 的定位很清晰:它是马氏体不锈钢中的耐蚀与韧性旗舰。相对 410,它耐蚀更好、韧性更高、淬透性更好,适用尺寸更大;相对 420,它铬更高因而耐蚀更好,但碳更低故硬度略低;相对 440C,它硬度与耐磨性明显更低,但韧性与耐蚀更优,因此在既要求一定强度又要求耐蚀与抗冲击的零件上比 440C 更合适。选型上仍要牢记它的耐蚀天花板:不含钼,抗点蚀与缝隙腐蚀能力弱,在海水与含氯介质中会锈蚀。

化学成分(GB/T 20878 / ASTM A240)

元素含量规格 %
C0.11–0.20
Si≤1.00
Mn≤1.00
P≤0.040
S≤0.030
Cr16.00–18.00
Ni1.50–2.50

物理性能

物理性能数值
密度7.70–7.80 g/cm³
熔化区间约 1400–1490 ℃
弹性模量200 GPa(20 ℃)
线膨胀系数10.5–11.5×10⁻⁶/K(20–200 ℃,以手册为准)
热导率约 25 W/(m·K)(100 ℃)
磁性有磁性(马氏体组织)

力学性能(退火态或淬火回火态(ASTM A240 / A276,状态与回火温度需在合同中指定))

力学性能标准最小值典型值
抗拉强度 Rm(淬火回火)以标准/材质证明书为准约 850–1000 MPa
屈服强度 Rp0.2(淬火回火)以标准/材质证明书为准约 635–800 MPa
延伸率 A(淬火回火)以标准/材质证明书为准约 11–18 %
硬度(淬火回火)以标准/材质证明书为准约 32–47 HRC

高温力学性能(典型值)

温度抗拉强度 Rm屈服强度 Rp0.2
20 ℃约 950 MPa(淬火回火态典型)约 780 MPa
300 ℃约 910 MPa约 740 MPa
400 ℃约 870 MPa约 700 MPa

以上为典型值,交付以实际材质证明书(EN 10204 3.1 MTC)为准。

供货形态与规格

供货形态规格范围状态
圆棒 / 棒材Φ6–300 mm,热轧、锻制或冷拉退火或淬火回火
板材 / 钢带δ1.0–50 mm,宽 ≤2000 mm退火或淬火回火
锻件 / 轴类 / 密封环按图定制退火或淬火回火
紧固件 / 弹簧按图定制,可做表面处理淬火回火 + 钝化

支持按图纸机加工与定制交付;非标规格与批量需求请直接询价。

参考标准明细

产品形态ASTMASME其他对应标准
棒材 / 型材A276 / A484SA-276GB/T 1220
板 / 带A240 / A480SA-240GB/T 24511、GB/T 4237
锻件A182SA-182NB/T 47010
管件 / 阀门A403 / A182SA-403GB/T 12459
紧固件A193 / A194SA-193GB/T 3098.6
焊材A5.9(ER431 类匹配焊材)—GB/T 8110

按标准逐项检验:化学成分、力学性能、晶间腐蚀、水压试验、超声波/涡流探伤、尺寸与表面。

热处理与焊接

431 通常以退火态交货,加热至 950–1050 ℃ 后缓冷,组织为马氏体加碳化物,硬度约 200–255 HB,便于切削与冷成型。零件加工完成后按需求淬火加回火:奥氏体化温度约 980–1040 ℃,小件可空冷、大件需油冷以保证淬透性,再在 600–650 ℃ 区间回火,回火既降低淬火应力又恢复韧性,这是它相对 440C 的典型工艺特点。

431 的焊接性偏差,与其他马氏体钢类似:焊接热影响区会淬硬并产生裂纹,且有回火脆性风险。焊接前需预热 200–300 ℃,采用小热输入与多道焊控制层间温度,焊后立即在 600–650 ℃ 回火消除残余应力并恢复韧性。推荐配 ER431 或同类匹配焊材。

采购要点

431 的采购风险一是与 420、410 混淆,三者外观与磁性完全相同,只能靠成分与硬度区分;一是用 304 冒充,304 无镍且无磁,检测相对容易;二是只写牌号不写交货状态,收到退火态软料而按淬火态使用;三是把 431 用于含氯或海水工况导致早期锈蚀。

选型问答

431 常见提问的直接回答

431 是什么材料?主要成分和性能特点是什么?

431 的成分设计在 410、420 的基础上加入了镍:铬 16.0%–18.0% 比 410、420 高 4 个百分点,钝化膜更稳定,耐蚀性明显改善;镍 1.50%–2.50% 是关键,镍能固溶入马氏体提高韧性、降低回火脆性倾向,同时对耐蚀性有直接贡献,代价是使成本上升并削弱了硬度上限。

431 怎么选?与 13-4PH 沉淀硬化马氏体不锈钢 的区别在哪里?

431 的铬更高(16%–18% 对 11.5%–14%),还额外含镍 1.5%–2.5%,因此耐蚀性、韧性与淬透性全面优于 410 与 420,代价是价格更高、硬度略低于 420。要求耐蚀与抗冲击的泵轴、密封件、阀门与紧固件选 431;只要求一般耐磨且成本优先选 410 或 420。相比 304、316L 这类奥氏体钢,431 的耐蚀性仍低一个档次,但强度高得多,选型看的是载荷与介质的组合。

431 价格多少?多久交货?能否定制?

431 不设公开挂牌价,按牌号、规格(直径/壁厚/厚度)、数量与交货状态报价,镍价与批量是主要价格变量;常规规格圆棒与无缝管备有坯料,通常 7–20 天交货;非常规规格、板材与锻件按熔炼排产约 25–45 天,最小起订量按形态协商。支持按图纸机加工与 OEM 定制,常规规格现货、特殊规格排产。

国内有哪些厂家在生产 431?怎么选供应商?

国内特种不锈钢的供给集中在几个产业带:东北(辽宁抚顺、鞍山一带的特钢与锻件基地)、华北(京津冀特钢与航空材料体系)、华东(上海及江苏无锡/常州/苏州、浙江的熔炼锻轧与无缝管集群)、西部(陕西宝鸡的钛与高温合金、四川冶金基地、甘肃金昌的镍资源)。像 431 这类牌号,既有钢厂直供,也有具备真空感应熔炼(VIM)、电渣(ESR)或真空自耗(VAR)重熔能力与完整检验体系的专业供应商。选择供应商时建议核对四点:① 材质证明书炉批号可追溯;② 有成分、超声波探伤、力学复验能力;③ 能按 GB/T 20878 / ASTM A240 等对应标准供货并可接受第三方检测;④ 同规格有可查的既往供货业绩。宝昭实业位于上海市松江区,常年供应 431 棒材、板材、无缝管、锻件等形态,欢迎按上述要点对样验厂。

431 的密度是多少?执行什么标准?

431 的密度约为 7.70–7.80 g/cm³(详见本页物理参数表)。执行标准主要为 GB/T 20878 / ASTM A240,并对应相应的 ASTM/ASME/AMS 标准;密度、熔化区间、弹性模量与线膨胀系数等物理参数在不同文献口径下略有出入,交付时以炉号材质证明书实测值为准。需要钢板、锻件、无缝管等不同形态时,物理参数基本一致,力学指标随形态与热处理状态变化,可参考本页力学性能表。

FAQ

431 常见问题

431 和 410、420 怎么选?+
431 的铬更高(16%–18% 对 11.5%–14%),还额外含镍 1.5%–2.5%,因此耐蚀性、韧性与淬透性全面优于 410 与 420,代价是价格更高、硬度略低于 420。要求耐蚀与抗冲击的泵轴、密封件、阀门与紧固件选 431;只要求一般耐磨且成本优先选 410 或 420。相比 304、316L 这类奥氏体钢,431 的耐蚀性仍低一个档次,但强度高得多,选型看的是载荷与介质的组合。
431 对应哪些国标与国外牌号?+
国标为 GB/T 20878 中的 17Cr16Ni2(旧牌号 1Cr17Ni2),美标 UNS S43100(ASTM A240/A276/A182),德欧标 W.Nr 1.4057(X17CrNi16-2),日标 SUS431。各国对镍含量的区间规定略有差别,铬区间也不完全相同,因此采购时应写明所依据的标准版本,按该版本逐项核对成分。
431 的使用温度上限是多少?+
作为功能件长期服役一般不超过 400 ℃,短时可用到 450–500 ℃。500 ℃ 以上氧化明显加剧,600 ℃ 以上会快速生成氧化皮并伴随碳化物粗化。它不是耐热钢,高温结构、蠕变承压与抗氧化场合应选 304H、310S、253MA 或镍基合金,许用温度以设计规范与材质证明书为准。
431 的耐蚀性能在马氏体钢里算什么水平?+
属第一档,明显优于 410 与 420,因为铬含量高出 4 个百分点并且有镍参与钝化膜稳定。但它依然是不含钼的马氏体钢,抗点蚀与抗缝隙腐蚀能力远不如 304 与 316L,在海水、盐雾与含氯循环水中会锈蚀,遇到缝隙死角尤其敏感。需要海洋或含氯工况应选 316L、904L 或双相钢。
431 的交货状态与回火制度怎么定?+
可交退火态(约 200–255 HB,便于机加工)或淬火回火态(硬度约 32–47 HRC)。431 常用的回火温度在 600–650 ℃ 区间,既释放淬火应力又保留较好的硬度与韧性平衡,因此合同必须写明交货状态与回火温度区间;验收时实测硬度、核对材质证明书的热处理记录,必要时做拉伸与冲击复验。
431 的供货规格与交期?+
宝昭常规备货 Φ6–300 mm 圆棒、δ1.0–50 mm 板材与钢带,可按图定制锻件、轴类、密封环、紧固件与弹簧。常规规格交期约 15–30 天;需要定制回火制度、探伤、表面处理或特殊检验的部件约 30–50 天。泵阀与航空配套项目对批次追溯要求高,建议提前锁定排产与见证安排。
431 到货需要哪些质量证明与检验?+
每炉批提供 EN 10204 3.1 材质证明书,含炉号、UNS 编号、全元素成分、力学性能、硬度与热处理记录;锻件附锻造与热处理曲线。可按合同做 ASTM E18 或 GB/T 230 硬度、ASTM A370 拉伸、冲击试验、晶间腐蚀与无损检测,并接受 SGS、TÜV 等第三方复验与见证取样。
采购 431 怎么防止被 410、420 或 304 冒充?+
最有效的鉴别点是镍:用 XRF 光谱实测镍是否落在 1.50%–2.50%,410 与 420 都不含镍,一测即知;304 镍高到 8% 以上且无磁,同样易辨。其次实测硬度对照合同要求的状态区间,再次核对材质证明书的 UNS 编号与热处理记录;合同写明不接受 410、420、304 替代,并约定到货抽检复验与退换责任。
431 的价格怎么构成,怎么下单?+
价格随铬铁、镍与碳含量波动,因含镍而高于 410 与 420,低于 17-4PH 与 15-5PH;附加成本来自热处理制度、尺寸精度与磨光精加工、探伤与第三方见证。下单请一次提供牌号、执行标准、交货状态与回火要求、形态、规格尺寸、数量、表面与交货状态、交货地与交期,宝昭当日报价并说明交期与付款条件。

同类牌号参数速览对比

本表为同类牌号关键参数对照,便于横向比较;数值取自对应国家/行业标准公开值,交付以炉号材质证明书为准。

牌号UNS / 编号核心成分 %力学性能交货形态典型应用
431UNS S43100 / 17Cr16Ni2Ni 1.50–2.50、Cr 16.00–18.00、C 0.11–0.20Rm 以标准/材质证明书为准(典型 约 850–1000 MPa)圆棒 / 棒材、板材 / 钢带、锻件 / 轴类 / 密封环等泵与流体机械
13-4PHUNS S41500 / 06Cr13Ni4MoNi 3.50–5.00、Cr 11.50–13.50、Mo 0.40–1.00Rm 以标准/材质证明书为准(典型 约 750–1000 MPa)圆棒 / 棒材、板材 / 钢带、锻件 / 轴类 / 叶片等水轮机
15-5PHUNS S15500 / 05Cr15Ni5Cu4NbNi 3.50–5.50、Cr 14.00–15.50、Cu 2.50–4.50Rm ≥1310 MPa(典型 1310–1450 MPa)圆棒 / 棒材、板材 / 钢带、无缝管等航空航天
17-4PHUNS S17400 / 05Cr17Ni4Cu4NbNi 3.00–5.00、Cr 15.00–17.50、Nb 0.15–0.45Rm ≥1310 MPa(典型 1310–1450 MPa)圆棒 / 棒材、板材 / 钢带、无缝管等航空航天
2101UNS S32101 / EN 1.4162Ni 1.35–1.70、Cr 21.00–22.00、Mo 0.10–0.80Rm ≥700 MPa(典型 700–830 MPa)圆棒 / 棒材、板材 / 钢带、无缝管等桥梁与结构

数据来源:GB/T 20878 / ASTM A240。

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数据来源与更新说明

431 马氏体不锈钢(S43100) 用在什么场景

该牌号常见于泵与流体机械、阀门、航空与军工等场景的关键部件。可按棒材、板材、无缝管、锻件等形态组织供货,价格按牌号、规格、数量与交货状态核算,如有需要可随货提供符合 EN 10204 3.1 标准的材质证明书。

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