Aço-liga estrutural 15HM PN-75/H-84024 – para operação em altas temperaturas, caldeira, cromo-molibdênio, 13CrMo4-5, 1.7335, 13CrMo4-4, 15XM, 13CrMoSi5-5, 1.7336, 12HM, 12XM, aço K12062
Materiais disponíveis na Alfa-Tech: 13CrMo4-5 / 15HM
Barras 15HM / 13CrMo4-5 – laminadas a quente, descascadas e trefiladas
Barras planas 15HM / 13CrMo4-5
Barras forjadas 15HM / 13CrMo4-5
Peças forjadas em 15HM / 13CrMo4-5 – cubos e eixos forjados em matriz aberta
Tubos 15HM / 13CrMo4-5 – laminados a quente
Chapas de 13CrMo4-5 / 15HM – laminadas a quente / laminadas a frio
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Comparação da composição química do aço 15HM com os substitutos 13CrMo4-5, 1.7335, 13CrMo4-4, 15XM, 13CrMoSi5-5, 1.7336, 12HM, 12XM, K12062
| Tipo aço | Regra | Composição química (%) | |||||||||
| C | Mn | Si | P | S | Cu | Cr | Ni | Mo | inne | ||
| 15HM | PN | 0,11 0,18 | 0,40 0,70 | 0,15 0,35 | max 0,040 | max 0,040 | max 0,25 | 0,70 1,00 | max 0,35 | 0,40 0,55 | Al Max 0,020 |
| 12 KHM 12HM 12ChM 12XM | GOST | max 0,16 | 0,40 0,70 | 0,17 0,37 | max 0,025 | max 0,025 | max 0,20 | 0,80 1,10 | max 0,30 | 0,40 0,55 | Al max0,020 |
| 15 KHM 15HM 15ChM 15XM | GOST | 0,11 0,18 | 0,40 0,70 | 0,17 0,37 | max 0,035 | max 0,035 | max 0,30 | 0,80 1,10 | max 0,30 | 0,40 0,55 | V Max 0,05 Ti Max 0,03 W Max 0,20 N Max 0,008 |
| 13CrMoSi5-5 1.7336 | EN | max 0,17 | 0,40 0,65 | 0,50 0,80 | max 0,015 | max 0,015 | max 0,30 | 1,00 1,50 | max 0,30 | 0,45 0,65 | N Max 0,012 |
| 13CrMo4-5 13CrMo45 1.7335 13CrMo4-4 13CrMo44 | EN DIN | 0,08 0,18 | 0,40 1,00 | max 0,35 | max 0,030 | max 0,025 | max 0,30 | 0,70 1,15 | - | 0,40 0,60 | - |
| K 12062 K12062 | UNS | max 0,20 | 0,30 0,80 | max 0,60 | max 0,045 | max 0,045 | - | 0,80 1,25 | - | 0,44 0,65 | |
Aço 15HM, 13CrMo4-5, 1.7335, 13CrMo4-4 – Características e aplicações
Propriedades e características
O aço 15HM (13CrMo4-5, 1.7335, 13CrMo4-4) é um aço estrutural de baixa liga com estrutura ferrítica, projetado para operação em altas temperaturas. Contém quantidades moderadas de cromo e molibdênio, que proporcionam boa resistência à oxidação, corrosão em altas temperaturas e hidrogênio. Essa classe é caracterizada por estabilidade microestrutural sob carregamento térmico prolongado, permitindo seu uso em componentes que operam em temperaturas de até aproximadamente 500–550 °C.
O aço 15HM caracteriza-se por ser muito bom plasticidade Na condição recozida, o que permite fácil conformação, tanto a quente quanto a frio. Tolera bem os processos de laminação e curvatura, tornando-se uma escolha popular para a produção de componentes com geometria complexa.
alto trabalhabilidade mecânica (Torneamento, furação, fresagem) tornam o material fácil de processar e permitem obter uma boa qualidade de superfície sem desgaste excessivo da ferramenta.
No estado normalizado e temperado, este aço apresenta propriedades equilibradas: alta resistência mecânica, resistência ao impacto adequada e resistência suficiente à fluência. Isso o torna um material fundamental na construção de caldeiras a vapor, tubulações e componentes de equipamentos pressurizados.
Aplicações do aço 15HM / 13CrMo4-5 / 1.7335 / 13CrMo4-4
O aço 15HM é um aço clássico para caldeiras e estruturas, projetado para aplicações em altas temperaturas e tensões elevadas. É utilizado principalmente nas indústrias de energia, química e petroquímica , bem como na construção de equipamentos pressurizados.
- Tubulações do superaquecedor de vapor e linhas da caldeira – operando sob condições de alta pressão e temperatura.
- Tanques de pressão e elementos de instalações químicas – expostos à ação prolongada de meios agressivos e quentes.
- Chapas para tambores de caldeira – partes cilíndricas da camisa e das câmaras de vapor.
- Pás e discos de turbina a vapor – componentes que requerem resistência à fadiga térmica.
- Peças forjadas, barras, discos – Utilizado na construção de caldeiras e equipamentos pressurizados.
- Fixadores (parafusos, porcas, espaçadores) – projetados para operação em temperaturas de até 500 °C.
Soldabilidade e preparação para soldagem
O aço 15HM apresenta soldabilidade limitada , exigindo procedimentos tecnológicos rigorosos. O gerenciamento inadequado do processo pode levar ao surgimento de trincas na zona afetada pelo calor ou a tensões residuais excessivas.
Antes da soldagem, os componentes devem ser pré-aquecidos a uma temperatura de 250–260 °C e, após a conclusão do processo, devem ser submetidos a um recozimento de alívio de tensões na faixa de 660–710 °C.
O tempo de recozimento é selecionado dependendo da espessura das peças a serem unidas – presume-se que seja aproximado. 2 a 3 minutos para cada milímetro de espessura articular..
Manter um resfriamento lento após o recozimento evita tensões e garante a uniformidade estrutural da junta.
Métodos de soldagem para aço de caldeira 13CrMo4-5 / 15HM
- Soldagem a arco com eletrodos revestidos (111) – Recomendado para elementos com até 6 mm de espessura.
- Soldagem a gás (311) – Utilizado para tubos de paredes finas com diâmetro de até 100 mm e espessura de parede de até 12 mm.
- Soldagem por arco submerso (121) e métodos de soldagem com proteção gasosa (TIG / MIG / MAG) – recomendados para diâmetros maiores e seções transversais mais espessas.
Para obter uma junta de alta qualidade, recomenda-se o uso de materiais adicionais com composição química semelhante (por exemplo, fios de 13CrMo4-5) e o controle da velocidade de resfriamento.
Propriedades mecânicas no estado normalizado
| Parâmetro | Secção transversal [mm] | valor |
|---|---|---|
| Resistência à tração Rm | <16 – 60 | 450 - 600 MPa |
| 60 - 100 | 440 - 590 MPa | |
| 100 - 150 | 430 - 580 MPa | |
| Limite de escoamento Rp₀,₂ | <16 | > 300 MPa |
| 16 - 60 | > 295 MPa | |
| 60 - 100 | > 275 MPa | |
| 100 - 150 | > 255 MPa | |
| Trabalho de ruptura KV (20 °C) | 16 - 60 | > 31J |
| 60 - 150 | > 27J | |
| Alongamento A | 16 - 60 | > 20% |
| 60 - 150 | > 19% |
Tratamento térmico – Processo, temperaturas e resfriamento
- Recozimento suave: 600 – 700 °C, resfriamento a ar.
- Normalização: 910 – 940 °C, resfriamento em ar parado.
- Recozimento para alívio de tensões: 660 – 710 °C, resfriamento a ar.
- Endurecimento: 890 – 910 °C (água) ou 900 – 930 °C (óleo).
- Desapego: 650 – 720 °C, resfriamento a ar.
Resistência à fluência e resistência à fluência (normalizada + temperada)
Valores médios do limite de fluência e da resistência à fluência para o aço 15HM/13CrMo4-5:
| Temperatura. [°C] | Rz/200.000 h [MPa] | Rz/200.000 h [MPa] | Rz/200.000 h [MPa] | R₁/100.000 h [MPa] | R₁/100.000 h [MPa] |
|---|---|---|---|---|---|
| 450 | 363 | 284 | 260 | 221 | 191 |
| 500 | 230 | 137 | 115 | 141 | 98 |
| 550 | 103 | 49 | 38 | 69 | 36 |
| 570 | 73 | 33 | 25 | 39 | 24 |
Formas disponíveis e variedade metalúrgica
- barras laminadas e forjadas,
- Folhas laminadas a quente e a frio,
- Tubos sem costura para aplicações de pressão,
- Forjados em matriz aberta,
- formatos cortados à medida.
O aço 15HM (13CrMo4-5) é um material clássico para caldeiras, com alta resistência a cargas térmicas e mecânicas prolongadas. Ele combina durabilidade, resistência à fluência e facilidade de processamento. No entanto, requer técnicas adequadas de soldagem e tratamento térmico para garantir uma longa vida útil. Graças às suas propriedades estáveis na faixa de 400–550 °C, é um aço fundamental para as indústrias de energia e de processos.
Outros tipos de aço estrutural para caldeiras
15HM – aço cromo-molibdênio 13CrMo4-5, 13CrMo4-4, 1.7335
25HM 20HM – aço cromo-molibdênio 25CrMo4, 1.7218, 25CrMoS4, 1.7258
10H2M - aço cromo-molibdênio 10CrMo9-10, 1.7380
13HMF – aço cromo-molibdênio-vanádio 14MoV6-3, 1.7715
21HMF – aço cromo-molibdênio-vanádio 21CrMoV5-7, 21CrMoV5-11
26H2MF – aço cromo-molibdênio-vanádio 24CrMo5-5
30H2MF – aço cromo-molibdênio-vanádio 30CrMoV9, 31CrMoV9, 1.7707, 18519
34HN3M – aço cromo-níquel-molibdênio
Veja também
Aços de alta liga para operação em temperaturas elevadas.
Outros aços-liga estruturais
aço estrutural de liga para cementação
aço nitretado – liga estrutural
aço mola de liga estrutural
aços estruturais de liga para rolamentos
aço-liga estrutural para tratamento térmico
Aço estrutural de liga para operação em altas temperaturas – aço para caldeiras
Perguntas frequentes – Aço para caldeiras 15HM e substitutos
O que é aço 15HM e quais são os seus equivalentes?
O aço 15HM é um aço estrutural de liga cromo-molibdênio projetado para uso em altas temperaturas e pressões. Seus equivalentes incluem 1.7335 (13CrMo4-4) , 1.7336 e 13CrMo4-5.
Qual é a composição química do aço 15HM?
A composição química inclui carbono, manganês, silício e aditivos de liga – principalmente cromo e molibdênio – que são responsáveis pela resistência à fluência, altas temperaturas e cargas de longa duração.
Quais são as propriedades únicas do aço 15HM?
- alta resistência a altas temperaturas,
- boa resistência mecânica,
- resistência à fluência,
- estabilidade estrutural em operação de longo prazo,
- Soldabilidade limitada, mas possível, quando os procedimentos adequados são seguidos.
Onde são utilizados o aço 15HM e seus substitutos?
Os usos mais comuns são:
- caldeiras a vapor e de energia,
- tanques de pressão,
- instalações de vapor e tubulações de alta temperatura,
- Chapas e tambores para caldeiras,
- Turbinas e elementos estruturais nas indústrias de energia e petroquímica.
Quais são os requisitos para soldagem de aço 15HM?
- Pré-aquecimento antes da soldagem a uma temperatura de aproximadamente 250–260°C,
- recozimento de alívio de tensões pós-soldagem a 660–710°C,
- seleção de métodos de soldagem apropriados (eletrodos revestidos, arco submerso, MIG/MAG),
- Evitar o resfriamento muito rápido para prevenir rachaduras.
Em que formatos o aço 15HM está disponível?
Oferecemos:
- barras laminadas e forjadas,
- chapas laminadas a quente e laminadas a frio,
- tubos sem costura,
- Forjados em matriz aberta.
Quais são os setores industriais que mais utilizam aço 15HM?
Este aço é utilizado nas indústrias de energia, petroquímica e química, bem como na produção de equipamentos que operam em altas temperaturas e sob pressão.
E quanto ao tratamento térmico desse aço?
O aço 15HM pode ser submetido a tratamentos térmicos, como recozimento, têmpera ou revenimento, dependendo da finalidade de uso e dos requisitos de projeto do componente.