21HMF konstrukcijsko legirano kotlovsko jeklo – za delovanje pri povišanih temperaturah krom-molibden-vanadij PN-75/H-84024 , 21CrMoV5-7, jeklo 1.7709, 21CrMoV5-11, jeklo 1.8070
Materiali, ki so na voljo pri Alfa-Tech 21HMF / 21CrMoV5-7 / 1.7709
Palice 21HMF / 21CrMoV5-7 / 1.7709 – vroče valjane, luščene
Ploščate palice 21HMF / 21CrMoV5-7 / 1.7709
Kovane palice 21HMF / 21CrMoV5-7 / 1.7709
Odkovki 21HMF / 21CrMoV5-7 / 1.7709 – prosto kovani, kovane kocke in gredi
telefon: + 48 63 2610519
kontakt@alfa-tech.com.pl
Primerjava sestave jekla 21HMF z njegovimi nadomestki 21CrMoV5-7, 1.7709, 21CrMoV5-11, 1.8070
| Gatunek jeklo | Norma | Kemijska sestava (%) | ||||||||
| C | Mn | Si | P | S | Cr | Ni | Mo | druga | ||
| 21HMF | PN | 0,17 0,25 | 0,30 0,50 | 0,30 0,60 | max 0,035 | max 0,035 | 1,20 1,50 | max 0,60 | 1,00 1,20 | V 0,25-0,35 |
| 21CrMoV5-7 1.7709 | DIN EN W. št. | 0,17 0,25 | 0,40 0,80 | max 0,40 | max 0,030 | max 0,030 | 1,20 1,50 | max 0,60 | 0,65 0,80 | V 0,25-0,35 Al max 0,03 |
| 21CrMoV5-11 1.8070 | DIN W. št. | 0,17 0,25 | 0,30 0,60 | 0,30 0,60 | max 0,035 | max 0,035 | 1,20 1,50 | max 0,60 | 1,00 1,20 | V 0,25-0,35 |
| 20 CDV 5-07 20CDV5-07 | AFNOR | 0,17 0,24 | 0,25 0,50 | max 0,50 | max 0,015 | max 0,015 | 1,10 1,50 | max 0,50 | 0,50 0,80 | V 0,15-0,35 |
| 21CrMoV511SW | ONORM | 0,17 0,25 | 0,30 0,50 | 0,30 0,60 | max 0,035 | max 0,035 | 1,20 1,50 | - | 1,00 1,20 | V 0,25-0,35 |
Jeklo 21HMF – uporaba in predelava (21CrMoV5-7, 1.7709, 21CrMoV5-11, 1.8070)
Uporaba jekla 21HMF
Jeklo 21HMF se uporablja predvsem za komponente, ki delujejo pri povišanih temperaturah (500–550 °C). Uporablja se za proizvodnjo:
- Majhni strukturni deli, kot so vijaki, matice, distančniki in toplotno obdelani elementi iz palic in odkovkov,
- Deli parnih turbin, vključno z varjenimi rotorji, gredmi in diski,
- Elementi in pokrovi rezervoarjaki mora prenesti temperature do 550 °C.
Varjenje
Splošna načela varjenja
Jeklo 21HMF ima omejeno varivost . Plinsko ali obločno varjenje ga je mogoče le v izjemnih primerih. Lahko se tudi točkovno vari.
Pomemben problem pri varjenju tega jekla je nastanek območja z zmanjšano trdnostjo v območju, ki je bilo pod vplivom toplote. Za obnovitev prvotnih lastnosti je potrebna toplotna obdelava po varjenju.
Toplotne obdelave, ki spremljajo varjenje
Če je varjenje potrebno, je treba material pred začetkom postopka segreti na ustrezno temperaturo:
| Grobost materiala | Temperatura predgrevanja |
|---|---|
| do 15 mm | 250-300 ° C |
| 15 – 25 mm | 300-350 ° C |
| 25 – 50 mm | 350-400 ° C |
| nad 50 mm | Varjenje ni priporočljivo |
Nižje temperature se uporabljajo pri varjenju jekla z nižjo vsebnostjo ogljika in pri metodah z visoko energijo linearnega obloka (npr. MAG, MIG ).
Toplotna obdelava po varjenju
- Žarjenje za lajšanje napetostiPriporočena temperatura 580–650 °C; čas zadrževanja 1–2 minuti na 1 mm debeline spoja, ne manj kot 20 minut.
- Normalizacijsko žarjenje: temperatura 900–950 °C približno 1 minuto na 1 mm debeline spoja, ne manj kot 20 minut.
Kljub uporabi toplotne obdelave tveganja za nastanek razpok ni mogoče popolnoma odpraviti . Za velike, toge komponente ali dele s premerom nad 20 mm je priporočljivo vmesno žarjenje za razbremenitev napetosti.
Metode varjenja 21HMF / 21CrMoV5-7 / 1.7709 / 21CrMoV5-11 / 1.8070
Plinsko varjenje
- Uporablja se za tanke pločevine in cevi s premerom do 100 mm in debelino stene do 10 mm.
- Lahko se uporablja za izvedbo pretalilne plasti v sklepih večje debeline.
- Za večje premere in debeline cevi je priporočljivo obločno varjenje.
Obločno varjenje
Varjenje s prevlečenimi elektrodami
- Uporablja se za pločevino z debelino več kot 2 mm in cevi s premerom več kot 51 mm in debelino stene več kot 4 mm.
- Priporočljive so elektrode alkalno (EB) lub rutil (ER).
- Uporabljajo se rutilne elektrode samo za pretaljevanje plasti pri zvarih, izdelanih z bazičnimi elektrodami.
Varjenje v zaščitnem plinu
- Varjenje je možno z naslednjo metodo: TIG (neporabna elektroda) in MIG (potrošna elektroda).
- TIG metoda priporočljivo za tanke pločevine in cevi z debelino stene do 5 mm.
- Za debelejše cevi je priporočljivo TIG za prvo plast prelivanja, naredite naslednje plasti prevlečene elektrode.
- MIG metoda Primeren je za debelejše elemente ali za popravilo napak v materialu.
Varjenje pod praškom
- Zelo omejena uporaba - zahteva izbira ustreznih varilnih materialov in strog nadzor nad procesnimi pogoji.
Varjenje
Jeklo 21HMF se lahko vari z naslednjimi metodami:
- Električni upor,
- Trenje.
Mehanske lastnosti tako pridobljenih spojev so podoben osnovnemu materialu.
Po varjenju je priporočljivo toplotna obdelavaza izboljšanje lastnosti sklepov.
Rezanje in površinska obdelava
Rezanje s plazmo in kisikom
- Jeklo 21HMF (21CrMoV5-7, 1.7709, 21CrMoV5-11, 1.8070) se lahko reže s plamenom
oksiacetilen, propan-butan-kisik lub obločna plazma. - Priporočljivo je segrevanje elementov na temperaturo 300–350 °C preden začnete rezati.
- Po rezanju je treba elemente počasi ohladi na temperaturo okolice, npr. v pesku ali pod izolacijskimi podlogami.
Žleb
- Glodanje je možno plinski plamen lub elektrozračni.
- Preden začnete z rezanjem, je treba površino segreti na temperaturo 300-350 ° C.
- Po žlebljenju je priporočljivo počasno hlajenjeda se zmanjša tveganje za razpoke.
- Kljub uporabi termičnih obdelav tveganja ni mogoče popolnoma odpraviti.
razpoke na mestih žlebljenja z obločnim zrakom.
Najvišja delovna temperatura jekla 21HMF / 21CrMoV5-11 / 1.8070 v okoljih z vodikom, odvisno od njegovega delnega tlaka
| Temperatura (° C) | 600 | 380 | 330 | 325 | 320 | 310 | 300 | 280 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Parcialni tlak (kgf/cm²) | 1 | 100 | 150 | 200 | 300 | 400 | 500 | 800 |
Meja lezenja in odpornost proti lezenju jekla 21HMF / 21CrMoV5-11 / 1.8070 na podlagi rotorskih testov pri 550 °C
| Čas (h) | 10 | 10² | 10³ | 10⁴ | 10⁵ |
|---|---|---|---|---|---|
| Meja lezenja R₀,₁ (N/mm²) | ~ 200 | ~ 158 | ~ 110 | ~ 64 | - |
| Lezeča trdnost Rz (N/mm²) | ~ 310 | ~ 280 | ~ 240 | ~ 195 | ~ 123 |
Razpoložljivost izdelkov 21HMF / 21CrMoV5-7 / 1.7709 / 21CrMoV5-11 / 1.8070
Jeklo 21HMF in njegovi ekvivalenti 21CrMoV5-7 (1.7709) in 21CrMoV5-11 (1.8070)
so na voljo v naslednjih oblikah:
- Okrogle valjane palice,
- Odprti odkovki,
- Kovane okrogle palice.
Zaradi svojih lastnosti se to jeklo pogosto uporablja v energetski, kemični in strojni industriji,
kjer je potrebna visoka odpornost na temperature in mehanske obremenitve.
Druge vrste konstrukcijskega kotlovskega jekla
15HM – krom-molibdenovo jeklo 13CrMo4-5, 13CrMo4-4, 1.7335
25HM, 20HM – krom-molibdenovo jeklo 25CrMo4, 1.7218, 25CrMoS4, 1.7258
10H2M - krom-molibdenovo jeklo 10CrMo9-10, 1.7380
13HMF – krom-molibden-vanadijevo jeklo 14MoV6-3, 1.7715
21HMF – krom-molibden-vanadijevo jeklo 21CrMoV5-7, 21CrMoV5-11
26H2MF – krom-molibden-vanadijevo jeklo 24CrMo5-5
30H2MF – krom-molibden-vanadijevo jeklo 30CrMoV9, 31CrMoV9, 1.7707, 18519
34HN3M – krom-nikelj-molibdenovo jeklo
Glej tudi
visoko legirana jekla za delovanje pri povišanih temperaturah
Druga konstrukcijska legirana jekla
legirano konstrukcijsko jeklo za cementiranje
konstrukcijsko legirano jeklo za nitriranje
vzmetno jeklo iz konstrukcijske zlitine
konstrukcijsko legirano jeklo za ležaje
konstrukcijsko legirano jeklo za toplotno obdelavo
legirano konstrukcijsko jeklo za delovanje pri povišanih temperaturah – kotlovsko jeklo
Pogosta vprašanja – Konstrukcijsko legirano jeklo 21HMF / 21CrMoV5-7 / 1.7709 / 21CrMoV5-11 / 1.8070
Kaj je jeklo 21HMF in kakšne so njegove oznake?
Jeklo 21HMF (PN-75/H-84024) je konstrukcijsko jeklo iz kroma, molibdena in vanadija za uporabo pri povišanih temperaturah. Njegova ekvivalenta sta 21CrMoV5-7 (standard DIN/EN), 1.7709, in 21CrMoV5-11 (standard DIN), 1.8070. Te vrste zlitin so zasnovane za izboljšano odpornost na povišane temperature in toplotne obremenitve.
Primer kemične sestave (v %):
C 0,17 Mn 0,25 Si 0,30 Cr 1,20 Mo 1,00 V 0,25–0,35 (za različico 21HMF)
Druge različice: 21CrMoV5-7 in 21CrMoV5-11 se nekoliko razlikujeta po vsebnosti Si, Mn in drugih elementov. :contentReference[oaicite:0]{index=0}
Kje se uporablja jeklo 21HMF?
Jeklo 21HMF se uporablja predvsem v okoljih, kjer se hkrati pojavljajo visoke temperature (do približno 500–550 °C) in mehanske obremenitve. Tipične uporabe vključujejo:
- Majhni konstrukcijski deli: vijaki, matice, distančniki, toplotno obdelani elementi (palice, odkovki),
- Sestavni deli parnih turbin: rotorji, gredi, diski,
- Pokrovi, rezervoarji in tlačne konstrukcije, ki delujejo pri visokih temperaturah.
Kakšna je varivost 21HMF?
Varljivost jekla 21HMF je omejena. Varjenje je možno le v izjemnih primerih – predvsem s plinskimi ali obločnimi metodami. Pomemben problem je oslabitev toplotno prizadetega območja, zato spoji pogosto zahtevajo toplotno obdelavo, da se obnovi struktura in lastnosti prvotnega materiala.
Toplotne obdelave za varjenje
Pred varjenjem: predgrevanje glede na debelino:
| Grobost materiala | Temperatura ogrevanja |
|---|---|
| do 15 mm | 250-300 ° C |
| 15 – 25 mm | 300-350 ° C |
| 25 – 50 mm | 350-400 ° C |
| nad 50 mm | Varjenje ni priporočljivo |
Nižje temperature so možne z metodami z nizko vsebnostjo ogljika ali visoko energijo linearnega obloka (MAG, MIG).
Obdelava po varjenju
- Žarjenje za razbremenitev napetosti: 580–650 °C, čas: 1–2 min na mm debeline spoja, najmanj 20 minut,
- Normalizacijsko žarjenje (neobvezno): 900–950 °C, približno 1 min/mm, najmanj 20 minut,
- Pri izdelavi velikih ali togih komponent (debelina > 20 mm) je priporočljivo vmesno žarjenje za razbremenitev napetosti.
Metode varjenja, uporabljene za 21HMF
Plinsko varjenje
- Uporablja se za tanke pločevine/cevi (premer do 100 mm, debelina do 10 mm),
- Možnost uporabe penetracijskih slojev pri zvarih debelejših delov,
- Za debelejše prečne prereze je bolje uporabiti tehnike obloka.
Obločno varjenje
Prevlečene elektrode (MMA)
- Uporablja se za materiale z debelino več kot 2 mm ali cevi z večjim premerom,
- Zaželene so bazične (EB) ali rutilne (ER) elektrode,
- Rutilne elektrode se običajno uporabljajo za nanos penetracijskih slojev čez zvare, narejene z bazičnimi elektrodami.
Varjenje v zaščitnem plinu (TIG / MIG)
- TIG metoda priporočljiva za tanke pločevine in cevi (≤ 5 mm),
- Pri večjih prerezih se lahko prvi sloj izvede s TIG varjenjem, naslednji sloji pa z MMA ali MIG varjenjem,
- MIG metoda se uporablja za debelejše komponente in za odstranjevanje nepopolnosti.
Pokriti lok
Uporablja se občasno in zahteva skrbno izbiro varilnih materialov ter nadzor procesnih pogojev.
21HMF varjenje
Možni metodi varjenja vključujejo električno uporovno in trenje varjenje. Varjeni spoji imajo podobne lastnosti kot osnovni material, vendar je za izboljšanje kakovosti spoja priporočljiva toplotna obdelava po varjenju.
Rezanje in površinska obdelava
Rezanje s plazmo in kisikom
- Reže se lahko z oksiacetilenskim, propan-butanskim ali obločnim plazemskim plamenom,
- Priporočljivo je, da se rezan kos pred rezanjem segreje na 300-350 °C,
- Po rezanju: počasno hlajenje, npr. v pesku ali pod izolacijskimi podlogami.
Žleb
- Metode: žlebljenje s plinskim plamenom ali žlebljenje z obločnim zrakom,
- Predgretje pred žlebljenjem na 300–350 °C,
- Počasno hlajenje po žlebljenju za zmanjšanje tveganja razpok,
- Možnosti razpok v območjih utorov ni mogoče popolnoma odpraviti.
Tlak vodika in najvišja delovna temperatura
Razmerje med temperaturo (do 600 °C) in parcialnim tlakom vodika (do 800 kgf/cm²) določa varne obratovalne meje. Za najvišje tlake so priporočljive nižje obratovalne temperature.
Odpornost proti lezenju in lezenju pri 550 °C
| Čas (h) | 10 | 10² | 10³ | 10⁴ | 10⁵ |
|---|---|---|---|---|---|
| R₀,₁ (N/mm²) | ~ 200 | ~ 158 | ~ 110 | ~ 64 | - |
| Rz (N/mm²) | ~ 310 | ~ 280 | ~ 240 | ~ 195 | ~ 123 |
Razpoložljivost materialov 21HMF / 21CrMoV5-7 / 1.7709 / 21CrMoV5-11 / 1.8070
Izdelki, ki so na voljo v ponudbi, vključujejo:
- Okrogle valjane palice,
- Prosto kovani odkovki,
- Okrogle kovane palice.
Zaradi svojih specifičnih lastnosti se to jeklo uporablja v energetski, kemični in strojni industriji, kjer sta potrebni toplotna odpornost in mehanska vzdržljivost.