摘要：高温螺栓材料常用的牌号有Inconel 718、Inconel 625、310S、660（A286）、ASTM A193 B8M、800H（N08810）等。这些材料在高温环境下的性能差异显著，选择时需要综合考虑温度范围、机械性能、耐腐蚀性、成本及具体工况条件

高温螺栓材料常用的牌号有Inconel 718、Inconel 625、310S、660（A286）、ASTM A193 B8M、800H（N08810）等。这些材料在高温环境下的性能差异显著，选择时需要综合考虑温度范围、机械性能、耐腐蚀性、成本及具体工况条件。以下从关键选型维度展开分析，为工程实践提供参考依据。

一、高温环境下的核心性能需求

高温螺栓的失效模式主要包括蠕变断裂、氧化腐蚀、应力松弛及热疲劳。选材需满足以下核心性能：

高温强度：材料在目标温度下的抗拉强度、屈服强度需高于设计载荷，避免因软化导致变形。

抗氧化/腐蚀性：长期暴露于高温气体（如含硫、氯介质）或液态腐蚀环境时，材料需具备稳定的表面保护层。

蠕变抗力：在持续高温应力下，材料应保持低蠕变速率，防止螺栓预紧力衰减。

热膨胀匹配性：与连接部件的热膨胀系数需接近，减少热循环引起的应力集中。

二、主流材料牌号性能对比

1. 镍基合金：Inconel 718与625

Inconel 718（UNS N07718）

适用温度：-250°C至650°C（短时可达700°C）。

特性：通过γ''相强化，兼具高强度与良好疲劳寿命，适用于航空发动机、燃气轮机螺栓。

局限：长期在650°C以上使用时，γ''相会转化为δ相，导致强度下降。

Inconel 625（UNS N06625）

适用温度：-200°C至980°C（氧化环境）。

特性：钼铌强化固溶体，耐高温氧化及氯化物应力腐蚀，适合海洋平台、化工反应器。

优势：在高温含硫环境下（如炼油厂）表现优于不锈钢。

2. 奥氏体不锈钢：310S与A193 B8M

310S（UNS S31008）

适用温度：≤1100°C（间歇工况）；≤950°C（长期使用）。

特性：高铬镍含量（25Cr-20Ni）提供优异抗氧化性，适用于锅炉、热处理炉螺栓。

注意点：在含氯离子环境中易发生应力腐蚀开裂（SCC），需配合防护涂层。

ASTM A193 B8M（316不锈钢）

适用温度：≤600°C。

特性：添加2-3%钼提升耐点蚀能力，适合石化、核电设备中温环境。

经济性：成本低于镍基合金，但高温强度衰减快。

3. 特种合金：A286与800H

A286（660）（UNS K66286）

适用温度：≤700°C。

特性：铁镍基沉淀硬化合金，强度接近Inconel 718但成本更低，广泛用于汽车涡轮增压器螺栓。

800H（N08810）

适用温度：≤815°C。

特性：高碳含量（0.05-0.10%）提升抗蠕变性能，适用于乙烯裂解炉、高温管道法兰连接。

三、选型决策树：四步锁定最佳材料

确定温度区间：

600°C以下：优先考虑A193 B8M或A286。

600-800°C：选择Inconel 718或800H。

800°C以上：需采用310S或陶瓷涂层强化方案。

评估腐蚀环境：

含H₂S/CO₂油气环境：Inconel 625或625涂层。

海洋盐雾环境：双相不锈钢或Inconel 625。

计算经济性：

预算有限时，310S或A286可替代镍基合金。

长周期维护成本：800H的耐蠕变性可减少停机损失。

验证工艺适配性：

需冷镦成型时，选择Inconel 718（加工硬化率低）。

焊接工况：优先选用316系不锈钢（B8M）。

四、典型应用场景示例

航空发动机：Inconel 718（耐650°C高压燃气）。

炼化加氢反应器：Inconel 625（抗硫化氢腐蚀）。

核电主螺栓：A193 B8M Class 2（中温高韧性）。

超超临界锅炉：800H（抗815°C蒸汽氧化）。

五、未来趋势与创新方向

随着服役环境极端化，新型材料如Haynes 282（750°C蠕变寿命提升3倍）、**氧化物弥散强化合金（ODS）**逐渐进入应用。同时，表面改性技术（如Al-Si涂层、激光熔覆）可扩展传统材料的温度极限，成为降本增效的新路径。

结论：高温螺栓选型需平衡性能、成本与可靠性，建议结合FEA仿真与实机测试验证，避免单一指标导向的决策偏差。

来源：栢尔斯道弗