无磁钢是由低碳高铬高锰合金钢制成的,具有良好的低磁导率、高强度的机械性能、极好的晶间耐腐蚀开裂性能和优异的耐磨性。无磁钢的相对磁导率μr≤1.010, 内孔任意相距100mm 的磁感强度梯度≤0.05μT
无磁钻铤用钢主要品种化学成分及性能指标:
1、宝钢SMF166/太钢TSMF166/太钢TWZ-2(实测性能指标已达到或超越国际牌号P530)
元素 | C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Ni | N | B | PREN | |
| *大值 | - | - | 17.0 | - | - | 17.0 | 0.0 | - | 0.40 | 0.003 | 25 | |
| *小值 | 0.05 | 1.00 | 19.0 | 0.030 | 0.010 | 19.0 | 0.80 | 0.80 | - | 0.0005 | 31 | |
| 锻造与交变硬化状态下的机械性能: | ||||||||||||
| 直径: | 125-175 | 176-255 | ||||||||||
| 性能指标 | Rp0.2,Mpa(KSI) | ≥825(120) | ≥770(112) | |||||||||
| Rm,Mpa(KSI) | ≥930(135) | ≥900(130) | ||||||||||
| A4(Lo=4d),% | ≥20 | |||||||||||
| Z,% | ≥50 | ≥60 | ||||||||||
| 冲击韧性,(夏比V,23℃),J | ≥100 | |||||||||||
| 硬度BHN | ≥285 | ≥265 | ||||||||||
| 晶间腐蚀 | ASTM 262 E 合格 | |||||||||||
元素 | C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Ni | N | Nb | PREN | |||
| *大值 | - | 0.10 | 18.0 | - | - | 16.0 | 0.40 | 0.50 | 0.50 | - | 25 | |||
| *小值 | 0.05 | 0.60 | 21.0 | 0.030 | 0.020 | 18.0 | 0.80 | 2.00 | 0.80 | 0.10 | 33 | |||
| 锻造与交变硬化状态下的机械性能: | ||||||||||||||
| 直径: | 125-175 | 176-255 | ||||||||||||
| 性 能 指 标 | HS=高强度 | Rp0.2,Mpa(KSI) | ≥965(140) | ≥900(130) | ||||||||||
| Rm,Mpa(KSI) | ≥1035(150) | ≥1035(150) | ||||||||||||
| A4(Lo=4d),% | ≥20 | |||||||||||||
| Z,% | ≥50 | |||||||||||||
| 冲击韧性,(夏比V,23℃),J | ≥100 | |||||||||||||
| 硬度BHN | ≥290 | |||||||||||||
| 晶间腐蚀 | ASTM 262 E 合格 | |||||||||||||
| LS=低强度 | Rp0.2,Mpa(KSI) | ≥825(120) | ≥770(112) | |||||||||||
| Rm,Mpa(KSI) | ≥930(135) | ≥900(130) | ||||||||||||
| A4(Lo=4d),% | ≥25 | |||||||||||||
| Z,% | ≥50 | |||||||||||||
| 冲击韧性,(夏比V,23℃),J | ≥130 | |||||||||||||
| 硬度BHN | ≥277 | |||||||||||||
| 晶间腐蚀 | ASTM 262 E 合格 | |||||||||||||
无磁钢1Cr18Mn18N是一种高锰无磁不锈钢,具有优异的无磁性和良好的机械性能。
这种钢材的主要特点是其在强磁场环境下仍能保持极低的磁导率,适用于需要无磁特性的特殊环境。1Cr18Mn18N的化学成分中,铬(Cr)和锰(Mn)的含量较高,分别达到18%,这赋予了其良好的耐腐蚀性和高强度。此外,氮(N)的加入进一步提升了其强度和硬度,同时保持了无磁性。
1Cr18Mn18N无磁钢广泛应用于电子、医疗、航空航天等领域,特别是在MRI设备、粒子加速器、精密仪器等对无磁性要求极高的场合。其优异的性能还包括良好的焊接性和加工性,能够满足复杂部件的制造需求。
在生产工艺上,1Cr18Mn18N通常采用电弧炉冶炼,并通过热轧或冷轧工艺成型。为了保证其无磁性能,生产过程中需严格控制热处理工艺,避免产生磁性相。此外,表面处理如抛光或钝化可以进一步提升其耐腐蚀性和美观度。
使用1Cr18Mn18N无磁钢时,需注意避免在高温或强腐蚀环境下长期使用,以防性能下降。在加工过程中,建议使用低速切削工具,以减少加工硬化和磁性残留的风险。存储时应保持干燥,避免与磁性材料接触,以防止磁化。
总之,1Cr18Mn18N无磁钢是一种高性能材料,适用于对无磁性和机械性能要求严格的领域,其优异的综合性能使其成为许多高端应用的理想选择。
无磁钻铤用钢主要品种化学成分及性能指标:
1、宝钢SMF166/太钢TSMF166/太钢TWZ-2(实测性能指标已达到或超越国际牌号P530)
元素 | C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Ni | N | B | PREN | |
| *大值 | - | - | 17.0 | - | - | 17.0 | 0.0 | - | 0.40 | 0.003 | 25 | |
| *小值 | 0.05 | 1.00 | 19.0 | 0.030 | 0.010 | 19.0 | 0.80 | 0.80 | - | 0.0005 | 31 | |
| 锻造与交变硬化状态下的机械性能: | ||||||||||||
| 直径: | 125-175 | 176-255 | ||||||||||
| 性能指标 | Rp0.2,Mpa(KSI) | ≥825(120) | ≥770(112) | |||||||||
| Rm,Mpa(KSI) | ≥930(135) | ≥900(130) | ||||||||||
| A4(Lo=4d),% | ≥20 | |||||||||||
| Z,% | ≥50 | ≥60 | ||||||||||
| 冲击韧性,(夏比V,23℃),J | ≥100 | |||||||||||
| 硬度BHN | ≥285 | ≥265 | ||||||||||
| 晶间腐蚀 | ASTM 262 E 合格 | |||||||||||
元素 | C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Ni | N | Nb | PREN | |||
| *大值 | - | 0.10 | 18.0 | - | - | 16.0 | 0.40 | 0.50 | 0.50 | - | 25 | |||
| *小值 | 0.05 | 0.60 | 21.0 | 0.030 | 0.020 | 18.0 | 0.80 | 2.00 | 0.80 | 0.10 | 33 | |||
| 锻造与交变硬化状态下的机械性能: | ||||||||||||||
| 直径: | 125-175 | 176-255 | ||||||||||||
| 性 能 指 标 | HS=高强度 | Rp0.2,Mpa(KSI) | ≥965(140) | ≥900(130) | ||||||||||
| Rm,Mpa(KSI) | ≥1035(150) | ≥1035(150) | ||||||||||||
| A4(Lo=4d),% | ≥20 | |||||||||||||
| Z,% | ≥50 | |||||||||||||
| 冲击韧性,(夏比V,23℃),J | ≥100 | |||||||||||||
| 硬度BHN | ≥290 | |||||||||||||
| 晶间腐蚀 | ASTM 262 E 合格 | |||||||||||||
| LS=低强度 | Rp0.2,Mpa(KSI) | ≥825(120) | ≥770(112) | |||||||||||
| Rm,Mpa(KSI) | ≥930(135) | ≥900(130) | ||||||||||||
| A4(Lo=4d),% | ≥25 | |||||||||||||
| Z,% | ≥50 | |||||||||||||
| 冲击韧性,(夏比V,23℃),J | ≥130 | |||||||||||||
| 硬度BHN | ≥277 | |||||||||||||
| 晶间腐蚀 | ASTM 262 E 合格 | |||||||||||||

无磁钢 属Fe—Mn—Al—C系列奥氏体金属材料,化学成份决定电磁性能(磁导率),组织稳定,力学性能优良,磁导率低而电阻率高,在磁场中的涡流损耗极小,加工制造中切割、焊接、钻孔、弯曲等与普通钢材同样容易,与不锈钢相比,不但降低材料成本、提高产品性能,还可节省加工费用。
P550是一种高氮铬锰无磁不锈钢。这种材料以其独特的化学成分和组织结构,展现出了极高的耐力和韧性,以及在钻探环境下非凡的耐腐蚀性能。其化学成分中,碳(C)含量控制在≤0.06%,锰(Mn)含量在20.5-21.6%之间,镍(Ni)含量≥1.4%,氮(N)含量≥0.6%,铬(Cr)含量在18.3-20.0%之间,钼(Mo)含量≥0.5%。这些元素的精确配比,共同赋予了P550优异的性能。
高耐力和韧性
在海洋钻探过程中,钻铤材料需要承受巨大的压力和复杂的应力状态。P550高氮铬锰无磁不锈钢凭借其出色的耐力和韧性,能够在极端条件下保持稳定的性能,有效防止断裂和失效,确保钻探作业的安全进行。其高硬度和高密度特性,进一步增强了其在复杂地质条件下的适应能力。
钻探环境下的高耐腐蚀性
海洋环境复杂多变,对钻探材料提出了极高的耐腐蚀要求。P550高氮铬锰无磁不锈钢凭借其独特的化学成分和组织结构,在海水及含盐介质中表现出优异的耐腐蚀性能。这种特性使得P550能够在长期海洋钻探作业中保持稳定的性能,延长使用寿命,降低维护成本。
无磁特性及其优势
P550的另一个显著特点是其无磁性能。在磁场中,P550的磁导率极低,涡流损耗极小,这使得它在需要避免磁性干扰的场合下具有独特的优势。例如,在海洋磁力勘探中,使用无磁钻铤材料可以显著减少磁场干扰,提高勘探精度。此外,无磁特性还使得P550在电子、医疗等领域具有广泛的应用前景。
P530 是一种高锰 - 铬 - 氮(Mn-Cr-N)系奥氏体无磁钢,专为石油钻井等强磁场环境设计,兼具相对磁导率≤1.001、屈服强度≥690–830 MPa及优异耐蚀性,执行API Spec 7-1与SY/T 5144标准。
核心特性与成分
材料本质:奥氏体不锈钢,利用高 Mn(18.5–20.0%)+ 高 N(0.25–0.40%)替代镍稳定奥氏体,Ni 含量≤2.0%,确保无磁且降本。
典型化学成分(wt.%):C≤0.05、Mn 18.50–20.00、Cr 13.00–14.00、Mo 0.40–0.60、N 0.25–0.40、Ni≤2.00、Si≤1.00,余量 Fe。
关键性能:相对磁导率μr≤1.001;抗拉强度≥830–900 MPa(依规格而定);延伸率≥25%;硬度 260–350 HB;抗应力腐蚀开裂(SCC)及抗咬合性能优良。
等效参照:国际相近级别包括 15-15LC(DIN SEW 390),国内多按企标或 API 附录供货。
力学性能指标(按外径分级,API 7-1)
外径<4″:屈服≥830 MPa,抗拉≥900 MPa。
外径 4″–9¼″:屈服≥760 MPa,抗拉≥830 MPa。
外径≥9½″:屈服≥690 MPa,抗拉≥830 MPa。
通用要求:冲击功 KV≥122 J,断面收缩率≥50%。
主要应用场景
石油钻井核心部件:无磁钻铤、无磁加重钻杆、MWD/LWD 工具护套、旋转导向工具及稳定器,防止干扰随钻测斜仪器。
其他领域:无磁模具、无磁轴承、MRI 医疗周边工装、强磁场下承力结构及 700–800℃热作模具。


