Stal 15HM PN-75/H-84024 konstrukcyjna stopowa – do pracy przy podwyższonych temperaturach, kotłowa, chromowo-molibdenowa, stal 13CrMo4-5, 1.7335 ,13CrMo4-4, 15XM, 13CrMoSi5-5, 1.7336, 12HM, 12XM, K12062
Porównanie składu chemicznego stali 15HM, z zamiennikami 13CrMo4-5, 1.7335 ,13CrMo4-4, 15XM, 13CrMoSi5-5, 1.7336, 12HM, 12XM, K12062
| Gatunek stali | Norma | Skład chemiczny (%) | |||||||||
| 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 |
| 12KHM 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 |
| 15KHM 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 | |
Stal 15HM, 13CrMo4-5, 1.7335, 13CrMo4-4 – Charakterystyka i zastosowanie
Właściwości i charakterystyka
Stal 15HM (13CrMo4-5, 1.7335, 13CrMo4-4) to niskostopowa stal konstrukcyjna o strukturze ferrytycznej, przeznaczona do pracy w podwyższonych temperaturach. Zawiera umiarkowaną ilość chromu i molibdenu, które zapewniają dobrą odporność na utlenianie, korozję wysokotemperaturową i działanie wodoru. Gatunek ten charakteryzuje się stabilnością mikrostruktury przy długotrwałym obciążeniu cieplnym, co pozwala na jego stosowanie w elementach pracujących w zakresie do około 500–550 °C.
Stal 15HM cechuje się bardzo dobrą plastycznością w stanie wyżarzonym, co umożliwia łatwe kształtowanie zarówno na gorąco, jak i na zimno. Dobrze znosi procesy walcowania i gięcia, dzięki czemu jest chętnie wykorzystywana przy produkcji elementów o złożonej geometrii.
Wysoka obrabialność mechaniczna (toczenie, wiercenie, frezowanie) sprawia, że materiał jest przyjazny w obróbce i pozwala na uzyskanie dobrej jakości powierzchni bez nadmiernego zużycia narzędzi.
W stanie normalizowanym i odpuszczonym stal ta uzyskuje zrównoważone własności: wysoką wytrzymałość mechaniczną, przyzwoitą udarność i wystarczającą odporność na pełzanie. Dzięki temu zaliczana jest do podstawowych materiałów w konstrukcjach kotłów parowych, rurociągów i elementów urządzeń ciśnieniowych.
Zastosowania stali 15HM / 13CrMo4-5 / 1.7335 / 13CrMo4-4
Stal 15HM należy do grupy klasycznych stali kotłowych i konstrukcyjnych przeznaczonych do eksploatacji w wysokich temperaturach i przy dużych naprężeniach. Stosuje się ją głównie w przemyśle energetycznym, chemicznym, petrochemicznym oraz w budowie urządzeń ciśnieniowych.
- Rury przegrzewaczy pary i przewody kotłowe – pracujące w warunkach wysokiego ciśnienia i temperatury.
- Zbiorniki ciśnieniowe i elementy instalacji chemicznych – narażone na długotrwałe działanie mediów agresywnych i gorących.
- Blachy na walczaki kotłów – cylindryczne części płaszcza i komór parowych.
- Łopatki i tarcze turbin parowych – elementy wymagające odporności na zmęczenie cieplne.
- Odkuwki, pręty, tarcze – stosowane w konstrukcjach kotłów i aparaturze ciśnieniowej.
- Elementy złączne (śruby, nakrętki, rozpórki) – przeznaczone do pracy w temperaturach do 500 °C.
Spawalność i przygotowanie do spawania
Stal 15HM ma ograniczoną spawalność, co oznacza konieczność zachowania rygorystycznych procedur technologicznych. Niewłaściwe prowadzenie procesu może prowadzić do powstawania pęknięć w strefie wpływu ciepła lub zbyt dużych naprężeń własnych.
Przed rozpoczęciem spawania elementy powinny być wstępnie podgrzane do temperatury 250–260 °C, a po zakończeniu procesu – poddane wyżarzaniu odprężającemu w zakresie 660–710 °C.
Czas wyżarzania dobiera się w zależności od grubości łączonych części – przyjmuje się orientacyjnie 2–3 minuty na każdy mm grubości złącza.
Zachowanie powolnego chłodzenia po wyżarzaniu pozwala uniknąć naprężeń i zapewnia jednorodność strukturalną złącza.
Metody spawania stali kotłowej 13CrMo4-5 / 15HM
- Spawanie łukowe elektrodami otulonymi (111) – zalecane dla elementów o grubości do 6 mm.
- Spawanie gazowe (311) – stosowane do cienkościennych rur o średnicy do 100 mm i grubości ścianki do 12 mm.
- Spawanie łukiem krytym (121) i metodami w osłonie gazów ochronnych (TIG / MIG / MAG) – rekomendowane przy większych średnicach i grubszych przekrojach.
Dla uzyskania wysokiej jakości złącza zaleca się stosowanie materiałów dodatkowych o podobnym składzie chemicznym (np. druty 13CrMo4-5) oraz kontrolę prędkości chłodzenia.
Właściwości mechaniczne w stanie normalizowanym
| Parametr | Przekrój [mm] | Wartość |
|---|---|---|
| Wytrzymałość na rozciąganie Rm | <16 – 60 | 450 – 600 MPa |
| 60 – 100 | 440 – 590 MPa | |
| 100 – 150 | 430 – 580 MPa | |
| Granica plastyczności Rp₀,₂ | <16 | > 300 MPa |
| 16 – 60 | > 295 MPa | |
| 60 – 100 | > 275 MPa | |
| 100 – 150 | > 255 MPa | |
| Praca łamania KV (20 °C) | 16 – 60 | > 31 J |
| 60 – 150 | > 27 J | |
| Wydłużenie A | 16 – 60 | > 20 % |
| 60 – 150 | > 19 % |
Obróbka cieplna – proces, temperatury i chłodzenie
- Wyżarzanie zmiękczające: 600 – 700 °C, chłodzenie w powietrzu.
- Normalizowanie: 910 – 940 °C, chłodzenie w spokojnym powietrzu.
- Wyżarzanie odprężające: 660 – 710 °C, chłodzenie w powietrzu.
- Hartowanie: 890 – 910 °C (woda) lub 900 – 930 °C (olej).
- Odpuszczanie: 650 – 720 °C, chłodzenie w powietrzu.
Granica i wytrzymałość na pełzanie (stan normalizowany + odpuszczony)
Wartości średnie granicy pełzania i wytrzymałości na pełzanie dla stali 15HM / 13CrMo4-5:
| Temp. [°C] | Rz/10 000 h [MPa] | Rz/100 000 h [MPa] | Rz/200 000 h [MPa] | R₁/10 000 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 |
Dostępne formy i asortyment hutniczy
- pręty walcowane i kute,
- blachy gorąco- i zimnowalcowane,
- rury bez szwu do zastosowań ciśnieniowych,
- odkuwki swobodnie kute,
- formatki cięte na wymiar.
Stal 15HM (13CrMo4-5) to klasyczny materiał kotłowy o wysokiej odporności na długotrwałe obciążenia cieplne i mechaniczne. Łączy trwałość, odporność na pełzanie oraz łatwość obróbki. Wymaga jednak właściwego reżimu technologicznego przy spawaniu i obróbce cieplnej, co gwarantuje jej długowieczność w eksploatacji. Dzięki stabilnym właściwościom w zakresie 400–550 °C stanowi podstawowy gatunek stali dla energetyki i przemysłu procesowego.
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
stale do azotowanie – stopowa konstrukcyjne
stal konstrukcyjna stopowa sprężynowa
stale konstrukcyjna stopowe łożyskowe
konstrukcyjna stopowa stale do ulepszania cieplnego
stal konstrukcyjna stopowa do pracy w podwyższonych temperaturach – stal kotłowa
FAQ – Stal kotłowa 15HM i zamienniki
Co to jest stal 15HM i jakie ma odpowiedniki?
Stal 15HM to stal konstrukcyjna stopowa chromowo-molibdenowa, przeznaczona do pracy w podwyższonych temperaturach i pod ciśnieniem. Jej odpowiedniki to m.in. 1.7335 (13CrMo4-4), 1.7336 oraz 13CrMo4-5.
Jaki jest skład chemiczny stali 15HM?
Skład chemiczny obejmuje węgiel, mangan, krzem oraz dodatki stopowe – głównie chrom i molibden – które odpowiadają za odporność na pełzanie, wysoką temperaturę i długotrwałe obciążenia.
Jakie właściwości wyróżniają stal 15HM?
- wysoka odporność na działanie wysokich temperatur,
- dobra wytrzymałość mechaniczna,
- odporność na pełzanie,
- stabilność strukturalna w długotrwałej eksploatacji,
- ograniczona, ale możliwa spawalność przy zachowaniu odpowiednich procedur.
Gdzie stosuje się stal 15HM i jej zamienniki?
Najczęstsze zastosowania to:
- kotły energetyczne i parowe,
- zbiorniki ciśnieniowe,
- instalacje parowe i rurociągi wysokotemperaturowe,
- blachy kotłowe i walczaki,
- turbiny i elementy konstrukcyjne w energetyce oraz petrochemii.
Jakie są wymagania dotyczące spawania stali 15HM?
- podgrzewanie przed spawaniem do temperatury ok. 250–260°C,
- wyżarzanie odprężające po spawaniu w temperaturze 660–710°C,
- dobór odpowiednich metod spawania (elektrody otulone, łuk kryty, MIG/MAG),
- unikanie zbyt szybkiego chłodzenia w celu zapobiegania pęknięciom.
W jakich formach dostępna jest stal 15HM?
Oferujemy:
- pręty walcowane i kute,
- blachy gorącowalcowane i zimnowalcowane,
- rury bez szwu,
- odkuwki swobodnie kute.
Jakie branże najczęściej wykorzystują stal 15HM?
Stal ta znajduje zastosowanie w energetyce, przemyśle petrochemicznym, chemicznym, a także w produkcji urządzeń pracujących w wysokich temperaturach i pod ciśnieniem.
Jak wygląda kwestia obróbki cieplnej tej stali?
Stal 15HM może być poddawana obróbce cieplnej, takiej jak wyżarzanie, hartowanie czy odpuszczanie – w zależności od przeznaczenia elementu i wymagań konstrukcyjnych.