Stal 13HMF kotłowa do pracy przy podwyższonych temperaturach chromowo-molibdenowo-wanadowa PN-75/H-84024, stal 14MoV6-3, 1.7715 PN/EN 10216-2 12Х1МФ, 12ХМФ, 15 128, K11591, 14Mo6, A 405 (P24) A405(P24)
Porównanie składu chemicznego stali 13HMF, 12HMF z odpowiednikami 14MoV6-3, 1.7715, 12Х1МФ, 12ХМФ, 15 128, K11591, 14Mo6, A 405 (P24) A405(P24)
| Gatunek stali | Norma | Skład chemiczny (%) | |||||||||
| C | Mn | Si | P | S | Cu | Cr | Ni | Mo | inne | ||
| 13HMF 12HMF | PN | 0,10 0,18 0,08 0,15 | 0,40 0,70 | 0,15 0,35 0,15 0,40 | max 0,040 max 0,030 | max 0,040 max 0,030 | max 0,25 | 0,30 0,60 0,90 1,20 | max 0,30 max 0,25 | 0,50 0,65 0,25 0,40 | V 0,22-0,35 Al max 0,020 |
| 12KH1MF 12Х1МФ 12ХМФ 12Ch1MF | GOST | 0,08 0,15 | 0,40 0,70 | 0,15 0,40 | max 0,025 | max 0,025 | max 0,020 | 0,30 0,60 | max 0,30 | 0,25 0,35 | V 0,15-0,30 Al max 0,020 |
| L 10 KL10 | MSZ | 0,09 0,17 | 0,45 0,75 | 0,15 0,40 | max 0,035 | max 0,030 | max 0,35 | 0,50 0,75 | max 0,35 | 0,40 0,60 | V 0,20-0,35 |
| 15 128 15128 | CSN / STN | 0,10 0,18 | 0,45 0,70 | 0,15 0,40 | max 0,040 | max 0,040 | max 0,35 | 0,50 0,75 | max 0,35 | 0,40 0,60 | V 0,22-0,35 |
| 14 MoV 6-3 14MoV6-3 1.7715 | DIN W.nr | 0,10 0,18 | 0,40 0,70 | 0,10 0,35 | max 0,035 | max 0,035 | – | 0,30 0,60 | – | 0,50 0,70 | V 0,22-0,32 |
| K 11591 K11591 A 405 (P24) A405(P24) | UNS ASTM | max 0,15 | 0,30 0,60 | 0,10 0,35 | max 0,030 | max 0,030 | – | 0,80 1,25 | – | 0,87 1,13 | V 0,15-0,25 |
| 14 Mo 6 14Mo6 | AFNOR | 0,10 0,18 | 0,40 0,70 | max 0,40 | max 0,025 | max 0,015 | max 0,030 | 0,30 0,60 | – | 0,50 0,70 | V 0,22-0,28 Al max 0,020 Se max 0,025 |
Stal 13HMF (14MoV6-3, 1.7715) – Charakterystyka i Właściwości
Ogólna charakterystyka
Stal 13HMF (14MoV6-3, 1.7715) to wysokowytrzymały stop konstrukcyjny o podwyższonej odporności na pełzanie i wysoką temperaturę. Jest stosowana głównie w przemyśle energetycznym do produkcji rur kotłowych i przewodowych do pary oraz elementów turbin parowych i kotłów parowych pracujących w temperaturze 500–560°C. Wykazuje dobrą odporność na korozję wysokotemperaturową oraz stabilność strukturalną w warunkach długotrwałej eksploatacji.
Trwałość resztkowa w warunkach pełzania stali 14MoV6-3
Badania przeprowadzone na stali 14MoV6-3 po długotrwałej eksploatacji wykazały zależność między czasem pracy a przewidywaną trwałością resztkową w określonych temperaturach i naprężeniach. Poniższa tabela przedstawia prognozowaną minimalną trwałość resztkową dla różnych warunków eksploatacyjnych:
| Czas eksploatacji (h) | Temperatura eksploatacji (°C) | Naprężenie eksploatacyjne (MPa) | Trwałość resztkowa (h) |
|---|---|---|---|
| 105 000 | 550 | 60 | 250 000 |
| 118 000 | 550 | 60 | 450 000 |
| 148 000 | 550 | 60 | 300 000 |
| 186 000 | 550 | 60 | 85 000 |
| 193 000 | 550 | 60 | 110 000 |
| 200 000 | 550 | 60 | 85 000 |
Prędkość pełzania w stanie ustalonym
Prędkość pełzania w stanie ustalonym zależy od temperatury i naprężenia eksploatacyjnego. Poniższa tabela przedstawia zależność prędkości pełzania od czasu eksploatacji dla stali 14MoV6-3 w temperaturze 550°C:
| Czas eksploatacji (h) | Naprężenie (MPa) | Prędkość pełzania (×10⁻⁵ %/h) |
|---|---|---|
| 105 000 | 60 | 2,5 |
| 118 000 | 60 | 3,0 |
| 148 000 | 60 | 3,5 |
| 186 000 | 60 | 4,0 |
| 193 000 | 60 | 4,5 |
| 200 000 | 60 | 5,0 |
Właściwości mechaniczne stali 14MoV6-3
- Wytrzymałość na rozciąganie (Rm): 460–610 MPa
- Granica plastyczności (Re): ≥300 MPa
- Wydłużenie (A): ≥20%
- Praca łamania przy 20°C (KV): ≥27 J
Zakres temperatur przeróbki plastycznej (14MoV6-3 / 13HMF / 1.7715)
- Ogólny zakres przeróbki plastycznej: 1100–850°C
- Kucie, walcowanie, spęczanie: 1100–950°C
- Gięcie blach i rur: 1100–850°C
Po obróbce plastycznej na gorąco stal 13HMF wymaga obróbki cieplnej w postaci normalizacji i odpuszczania, co zapewnia odpowiednie właściwości mechaniczne i mikrostrukturalne.
Spawalność stali 13HMF
Stal 13HMF ma ograniczoną spawalność, co wymaga odpowiednich środków ostrożności:
- Przed spawaniem należy podgrzać materiał do 200–300°C.
- Po spawaniu wymagane jest wyżarzanie odprężające w temperaturze 680–720°C przez co najmniej 2 godziny.
- Możliwe metody spawania:
- Elektrody otulone
- Spawanie w osłonie gazów ochronnych
- Spawanie łukiem krytym
- Spawanie gazowe – tylko w wyjątkowych przypadkach dla cienkich rur (średnica do 100 mm, grubość ścianki do 12 mm) lub jako warstwy przetopowe
Przy obróbce na zimno elementów o grubości powyżej 20 mm zaleca się podgrzanie do 100–300°C w celu uniknięcia naprężeń i pęknięć.
Twardość i właściwości mechaniczne
- Twardość (HB): 170–220 HB po obróbce cieplnej
- Granica plastyczności (Re): min. 300 MPa
- Wytrzymałość na rozciąganie (Rm): 500–700 MPa
- Wydłużenie (A): min. 19%
- Udarność (KV, 20°C): min. 40 J
- Odporność na pełzanie: wysoka – dzięki obecności molibdenu i wanadu
Obróbka cieplna
- Normalizacja: 900–950°C
- Odpuszczanie: 680–720°C
- Wyżarzanie odprężające po spawaniu: 680–720°C przez minimum 2 godziny
Dostępne formy dostawy
Stal kotłowa 13HMF (14MoV6-3, 1.7715) dostępna jest w różnych formach:
- Rury bezszwowe – grubościenne i cienkościenne
- Pręty kute i walcowane
- Blachy gorącowalcowane
- Odkuwki swobodnie kute i matrycowe
Dzięki swojej odporności na wysoką temperaturę i pełzanie, stal 14MoV6-3 (13HMF, 1.7715) znajduje zastosowanie w elementach wymagających długotrwałej wytrzymałości mechanicznej w ekstremalnych warunkach pracy.
Pozostałe gatunki stali konstrukcyjnych kotłowych
15HM – stal chromowo-molibdenowa 13CrMo4-5, 13CrMo4-4, 1.7335
25HM, 20HM – stal chromowo-molibdenowa 25CrMo4, 1.7218, 25CrMoS4, 1.7258
10H2M -stal chromowo-molibdenowa 10CrMo9-10, 1.7380
13HMF – stal chromowo-molibdenowo-wanadowa 14MoV6-3, 1.7715
21HMF – stal chromowo-molibdenowo-wanadowa 21CrMoV5-7, 21CrMoV5-11
26H2MF – stal chromowo-molibdenowo-wanadowa 24CrMo5-5
30H2MF – stal chromowo-molibdenowo-wanadowa 30CrMoV9, 31CrMoV9, 1.7707, 18519
34HN3M – stal chromowo-niklowo-molibdenowa
Zobacz również
stale wysokostopowe do pracy przy podwyższonych temperaturach
Pozostałe stale konstrukcyjne stopowe
stal konstrukcyjna stopowa do nawęglania
stal konstrukcyjna stopowa do azotowania
stal konstrukcyjna stopowa sprężynowa
stal konstrukcyjna stopowa łożyskowa
stal konstrukcyjna stopowa do ulepszania cieplnego
stal konstrukcyjna stopowa do pracy w podwyższonych temperaturach – stal kotłowa
FAQ – stal 13HMF / 14MoV6-3 / 1.7715
Czy 13HMF i 14MoV6-3 (1.7715) to ten sam gatunek?
Tak. 13HMF to polskie oznaczenie gatunku odpowiadającego 14MoV6-3 o numerze materiałowym 1.7715.
Do czego najczęściej stosuje się 13HMF?
Do elementów urządzeń energetycznych pracujących w wysokiej temperaturze: rury kotłowe i parowe, kolektory, części turbin, przewody pary przegrzanej.
W jakim zakresie temperatur pracuje 13HMF?
Typowo w okolicach 500–560°C, z naciskiem na długotrwałą odporność na pełzanie.
Jakie są typowe własności mechaniczne 13HMF?
Rm ok. 500–700 MPa, Re ≥300 MPa, A ≥19–20%, KV (20°C) ≥27–40 J; twardość po obróbce cieplnej zwykle 170–220 HB.
Jaka jest spawalność 13HMF?
Ograniczona – zalecane podgrzewanie wstępne 200–300°C i wyżarzanie odprężające po spawaniu 680–720°C (min. ok. 2 h).
Czy 13HMF wymaga obróbki cieplnej po kuciu/walcowaniu?
Tak. Standardowo normalizacja 900–950°C i odpuszczanie 680–720°C dla uzyskania stabilnych własności.
Jakie są zalecane temperatury przeróbki plastycznej na gorąco?
Kucie/walcowanie zwykle 1100–950°C; zakończenie w okolicach 850–900°C z późniejszą obróbką cieplną.
Czy 13HMF można obrabiać na zimno?
Tak, ale dla grubości >20 mm zaleca się podgrzanie do 100–300°C, aby ograniczyć naprężenia i ryzyko pęknięć.
Na czym polega odporność na pełzanie w 13HMF?
Gatunek zawiera Mo i V, co stabilizuje strukturę w długotrwałej pracy w wysokiej temperaturze, ograniczając odkształcenia pełzaniowe.
Czym 13HMF różni się od 15HM / 13CrMo4-5?
13HMF zawiera dodatki V (i Mo) ukierunkowane na lepszą odporność pełzaniową; 15HM/13CrMo4-5 ma inną równowagę składników i niższy poziom dodatków węglikotwórczych.
Jakie formy dostawy są typowe dla 13HMF (1.7715)?
Rury bezszwowe (cienko- i grubościenne), pręty kute i walcowane, blachy gorącowalcowane, odkuwki swobodnie kute i matrycowe.
Czy 13HMF nadaje się do długotrwałej pracy pod ciśnieniem?
Tak, gatunek jest projektowany do elementów rurociągów i urządzeń ciśnieniowych w wysokiej temperaturze, z uwzględnieniem trwałości pełzaniowej.
Jakie są typowe zalecenia po spawaniu 13HMF?
Wyżarzanie odprężające 680–720°C (co najmniej ok. 2 h), z kontrolą chłodzenia i temperatury międzyściegowej.
Jakie oznaczenia są równoważne dla 13HMF?
14MoV6-3 oraz numer 1.7715; w praktyce przemysłowej spotykane są różne zapisy zależne od norm krajowych.