Stal 25HM, 25CrMo4, 1.7218, 25CrMoS4, 24CrMo5, 1.7258

Stal 25HM, 25HMA, 20HM, chromowo-molibdenowa, PN-72/H-84030 stal konstrukcyjna stopowa – do pracy przy podwyższonych temperaturach  stal 25CrMo4, 1.7218 PN-EN 10083-3:2008, 25CrMoS4 1.7213, 24CrMo5, 1.7258

Stal konstrukcyjna w gatunku 20HM często zastępowana jest popularniejszymi gatunkami 15HM i 25HM. Stosowana jest na części turbin parowych na wirniki turbin o średnicy do fi 300, osie, wałki, wały, tarcze wały korbowe i inne części turbin parowych które pracują w temperaturze do 550^oC.

Stal 25HM i 25CrMo4 ( 1.7218, 1.7213, 24CrMo5, 1.7258) – Charakterystyka, Zastosowanie, Spawanie i Obróbka Cieplna

 Stopowa stal konstrukcyjna 25HM i 25CrMo4 ( 1.7218, 24CrMo5, 1.7258, 1.7213) – charakterystyka

Stal 25HM jest polskim odpowiednikiem gatunku 25CrMo4 (1.7218) i klasyfikowana jest zarówno jako stal konstrukcyjna do ulepszania cieplnego, jak i stal kotłowa. Wykazuje bardzo dobre własności wytrzymałościowe, dużą ciągliwość, dobrą spawalność oraz hartowność. Po obróbce cieplnej ma nieco niższe parametry wytrzymałościowe niż 1.7220, ale charakteryzuje się lepszą ciągliwością.

Właściwości mechaniczne stali 25HM (25CrMo4, 24CrMo5, 1.7258, 1.7218, 25CrMoS4)

• Wytrzymałość na rozciąganie (Rm): >740 MPa
• Granica plastyczności (Re): >590 MPa
• Wydłużenie (A): >15%
• Przewężenie (Z): >55%
• Twardość w stanie wyżarzonym zmiękczająco: <217 HB

Obróbka cieplna

• Wyżarzanie zmiękczające: 680 – 720℃, powolne chłodzenie z piecem
• Wyżarzanie normalizujące: 860 – 900℃, chłodzenie w powietrzu
• Hartowanie: w oleju lub wodzie w temperaturze 840 – 880℃
• Odpuszczanie: 540 – 680℃, chłodzenie w powietrzu
• Wyżarzanie odprężające: 650 – 700℃

Granica pełzania i wytrzymałość na pełzanie stali 25HM, 25CrMo4, 1.7218, 25CrMoS4

Parametry zawarte w tabeli

Tabela przedstawia charakterystyki pełzania dla stali 25HM w zakresie temperatur 420–550°C. Obejmuje trzy kluczowe parametry:

• Rz (MPa) – granica pełzania dla czasu próbki do zerwania (time to rupture strength).
• R1 (MPa) – granica pełzania dla 1% odkształcenia.
• R0,2 (MPa) – granica pełzania dla 0,2% odkształcenia.
• Wartości podano dla dwóch okresów pracy materiału: 10 000 godzin i 100 000 godzin.

Analiza wyników

• Spadek wytrzymałości z temperaturą Wraz ze wzrostem temperatury obciążenia, wytrzymałość stali na pełzanie systematycznie spada. Na przykład:
• Granica pełzania Rz/10000: 387 MPa przy 420°C, ale już tylko 78 MPa przy 550°C.
• Granica pełzania Rz/100000: 308 MPa przy 420°C, ale jedynie 36 MPa przy 550°C.
• Wpływ czasu obciążenia Wytrzymałość stali na pełzanie znacząco spada wraz z wydłużeniem czasu pracy. Widać to zwłaszcza dla wartości Rz: Przy 420°C, dla 10 000 h – 387 MPa, a dla 100 000 h – 308 MPa. Przy 550°C, dla 10 000 h – 78 MPa, a dla 100 000 h – 36 MPa.
• Wartości R1 i R0,2

Wartości R1 i R0,2 są zawsze niższe niż Rz, co wynika z charakterystyki próby pełzania (granice odkształcenia są osiągane wcześniej niż zerwanie). Parametry R1/100000 są nawet o 30–50% niższe od Rz/100000, co oznacza, że nawet niewielkie odkształcenie może wystąpić znacznie wcześniej niż zniszczenie materiału.

• Praktyczne znaczenie

Ograniczona trwałość w wysokich temperaturach

Stal 25HM ( 25CrMo4, 24CrMo5, 1.7218, 25CrMoS4, 1.7213, 24CrMo5, 1.7258 ) nie nadaje się do długotrwałej pracy powyżej 550°C, gdyż jej wytrzymałość na pełzanie spada do poziomu kilkudziesięciu MPa.

• Wybór temperatury pracy

• Dla 10 000 h optymalna maksymalna temperatura pracy wynosi do ok. 500°C (wytrzymałość wciąż powyżej 100 MPa).
• Dla 100 000 h bezpieczna temperatura pracy nie powinna przekraczać 460°C.

• Praktyczne zastosowanie

Stal 25CrMo4, 25HM, 24CrMo5, 1.7218  jest stosowana głównie w elementach kotłów, turbin i rurociągach, gdzie przewiduje się pracę w temperaturach do 500°C, ale nie w ekstremalnie długich cyklach. Przy konieczności dłuższego użytkowania (100 000 h) należy rozważyć inne stale o lepszej odporności na pełzanie, np. X10CrMoVNb9-1 (P91).

Stal konstrukcyjna stopowa 25HM (25CrMo4) dobrze sprawdza się w warunkach średnich temperatur pracy (400–500°C), ale jej pełzanie staje się istotnym ograniczeniem powyżej 500°C, zwłaszcza przy długotrwałej eksploatacji.

Stal 25CrMo4, 25HM, 1.7218, 25CrMoS4, 1.7213, 24CrMo5, 1.7258 – zastosowanie

Gatunek 25HM wykorzystywany jest do:

• Mocno obciążonych śrub i rozpórek (400 – 500℃)
• Nakrętek (450 – 540℃)
• Łopatek i części turbin parowych
• Kołnierzy, wieńców spawanych do rur, pokryw
• Wałów, osi, tarcz turbin, wałów korbowych, wałów uzębionych

Spawanie

Stal 25HM można spawać, ale zaleca się stosowanie odpowiednich metod i obróbki cieplnej:

• Stal 25HM Obróbka cieplna po spawaniu:
  • Wyżarzanie odprężające: 600-650°C przez 1-2 min na każdy mm grubości złącza, nie krócej niż 20 min
  • Normalizowanie: 900-940°C przez taki sam czas jak przy wyżarzaniu odprężającym
  • Jeśli obróbka cieplna nie jest możliwa od razu po spawaniu, należy studzić złącza bardzo wolno, np. obsypując gorącym piaskiem lub razem z piecem.
• Stal 25HM Metody spawania:
  • Spawanie gazowe: stosowane do blach i rur o średnicach do 100 mm i grubości ścianki do 10 mm
  • Spawanie łukowe: elektrodami otulonymi dla blach o grubości powyżej 2 mm oraz rur o średnicach powyżej 51 mm i grubości ścianek powyżej 4 mm
  • W osłonie gazu obojętnego: dla rur o cienkich ściankach do 5 mm zaleca się spawanie elektrodami nietopliwymi
  • Dla grubszych rur: spawanie w osłonie gazu obojętnego elektrodami nietopliwymi stosuje się jedynie dla warstwy przetopowej
  • Można stosować także spawanie łukiem krytym oraz spawanie elektrożużlowe

Firma oferuje materiały w gatunkach 25HM, 1.7218, 25CrMo4, 24CrMo5, 1.7258, 25CrMoS4, 1.7213 w formie:

• Prętów walcowanych i kutych
• Blach zimnowalcowanych i gorącowalcowanych
• Odkuwek swobodnie kutych

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, 24CrMo5, 1.7258, 1.7213
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 do nawęglania  konstrukcyjna stopowa
stal konstrukcyjna stopowa do azotowania
stale konstrukcyjnestopowa sprężynowa
stale konstrukcyjne stopowa łożyskowa
stal konstrukcyjna stopowa do ulepszania cieplnego
stale konstrukcyjne stopowe do pracy w podwyższonych temperaturach – stal kotłowa