Stal 1.4418, X4CrNiMo16-5-1 stal nierdzewna odporna na korozję, PN-EN 10088-1:2007 stal S165M, SS 2387, Z6CND16-05-01, Х17Н5М3
Porównanie składu chemicznego stali 1.4418 (X4CrNiMo16-5-1) z odpowiednikami stal S165M, Х17Н5М3, SS 2387, Z6CND16-05-01
| Gatunek stali | Norma | Skład chemiczny (%) | |||||||||
| C | Mn | Si | P | S | Cu | Cr | Ni | Mo | inne | ||
| X4CrNiMo16-5-1 1.4418 | PN/EN | max 0,06 | max 1,50 | max 0,70 | max 0,040 | max 0,015 | – | 15,00 17,00 | 4,00 6,00 | 0,80 1,50 | N min 0,020 |
| 08H17N5M3 08Ch17N5M3 08KH17N5M3 08Х17Н5М3 H17N5M3 Ch17N5M3 KH17N5M3 Х17Н5М3 EI925 | GOST | 0,06 0,10 | max 0,80 | max 0,80 | max 0,035 | max 0,020 | max 0,30 | 16,00 17,50 | 4,50 5,50 | 3,00 3,50 | V max 0,20 W max 0,20 po uzgodnieniu dopuszcza się zawartość Ti max 0,05 |
| S165M S 165 M | SS | max 0,05 | max 1,50 | max 1,00 | max 0,040 | max 0,030 | 15,00 17,00 | 4,00 6,00 | 0,80 1,50 | – | |
| X4CrNiMo16-5-1 | ISO | max 0,06 | max 1,50 | max 0,70 | max 0,040 | max 0,015 | – | 15,00 17,00 | 4,00 6,00 | 0,80 1,50 | N max 0,020 |
| Z 6 CND 16-05-01 Z6CND16-05-01 Z6CND160501 | AFNOR | max 0,06 | max 1,00 | max 0,75 | max 0,040 | max 0,015 | – | 15,00 17,00 | 3,50 5,50 | 0,80 1,25 | – |
| SS 2387 | SS | max 0,05 | max 1,50 | max 1,00 | max 0,045 | max 0,030 | – | 15,00 17,00 | 4,00 6,00 | 0,80 1,50 | – |
Stal nierdzewna 1.4418 / X4CrNiMo16-5-1 / S165M – Charakterystyka, Właściwości i Zastosowanie
Charakterystyka ogólna
Stal nierdzewna 1.4418 (X4CrNiMo16-5-1, S165M, SS 2387) to wysokowytrzymały gatunek martenzytyczny o ulepszonej odporności na korozję. Zawartość ok. 16% chromu, 5% niklu i 1% molibdenu zapewnia dobrą pasywację powierzchni oraz odporność na środowiska wodne i atmosferyczne. Niska zawartość węgla (ok. 0,04%) pozwala na hartowanie bez ryzyka nadmiernej kruchości oraz ułatwia spawanie i obróbkę cieplną.
W stanie ulepszonym cieplnie stal ta charakteryzuje się wysoką granicą plastyczności, dobrą udarnością i stabilnością wymiarową. Dzięki temu 1.4418 jest chętnie stosowana jako materiał konstrukcyjny do elementów maszyn, które pracują pod obciążeniem w środowiskach korozyjnych lub w warunkach wysokiej wilgotności.
Struktura i właściwości metalurgiczne
W stanie dostawy +QT stal 1.4418 / X4CrNiMo16-5-1 / S165M posiada mikrostrukturę drobnoziarnistą martenzytyczno-ferrytyczną z niewielkim udziałem austenitu szczątkowego. Takie połączenie zapewnia wysoką wytrzymałość i dobrą odporność na pękanie, przy jednoczesnej plastyczności i odporności na uderzenia. Obecność molibdenu zwiększa odporność na korozję wżerową i szczelinową, a nikiel stabilizuje strukturę i poprawia udarność, zwłaszcza w niskich temperaturach.
Stal ta nie wykazuje tendencji do tworzenia faz międzymetalicznych przy typowych parametrach eksploatacji, co zwiększa jej niezawodność w długotrwałej pracy.
Zastosowanie stali 1.4418 / X4CrNiMo16-5-1 / S165M
- Wały, tuleje, wirniki i elementy pomp w przemyśle morskim oraz offshore.
- Części sprężarek, wirówek i zaworów hydraulicznych.
- Elementy przekładni, trzpienie, korpusy maszyn, tuleje prowadzące.
- Komponenty konstrukcyjne w energetyce, petrochemii i przemyśle papierniczym.
- Śruby, osie i wałki w urządzeniach transportowych i statkach.
- Wersje precyzyjnie obrabiane – jako baza pod elementy narzędziowe i uchwyty.
Odporność korozyjna
1.4418 ma wyraźnie lepszą odporność na korozję od klasycznych stali martenzytycznych typu 1.4057 (AISI 431) dzięki wyższej zawartości niklu i molibdenu. Dobrze znosi kontakt z wodą morską, wodą przemysłową, roztworami soli i umiarkowanie kwaśnymi mediami. Występuje odporność na korozję międzykrystaliczną przy zachowaniu struktury po odpuszczaniu w zalecanym zakresie (550–620°C). Nie zaleca się stosowania tej stali w mocno utleniających środowiskach kwasowych (HNO₃, H₂SO₄).
W warunkach pracy w atmosferze morskiej i przy podwyższonej wilgotności wskazane jest polerowanie lub pasywacja powierzchni. Gatunek ten wykazuje dobrą odporność na pękanie korozyjne naprężeniowe w porównaniu do 17-4PH (1.4542).
Własności mechaniczne (typowe wartości)
| Parametr | Jednostka | Wartość |
|---|---|---|
| Wytrzymałość na rozciąganie Rm | MPa | 760–960 |
| Granica plastyczności Rp0,2 | MPa | ≥550 |
| Wydłużenie A | % | ≥14 |
| Udarność KV (20°C) | J | ≥60–70 |
| Twardość (HB) | – | 260–300 |
| Moduł sprężystości E | GPa | 200 |
Własności fizyczne 1.4418, X4CrNiMo1651, S165M, SS2387, Х17Н5М3
- Gęstość: 7,70 g/cm³
- Pojemność cieplna (20°C): 430 J/kg·K
- Przewodność cieplna (20°C): 15 W/m·K
- Opór właściwy: 0,70 µΩ·m
- Współczynnik rozszerzalności cieplnej: 10,3–11,6 ×10⁻⁶/K (100–400°C)
Własności w podwyższonych temperaturach
| Temperatura [°C] | α20°C [10⁻⁶/K] | E [GPa] |
|---|---|---|
| 100 | 10,3 | 195 |
| 200 | 10,8 | 185 |
| 300 | 11,2 | 175 |
| 400 | 11,6 | 170 |
Obróbka cieplna i plastyczna
- Kucie: 1150–900°C, powolne chłodzenie w piecu w celu uniknięcia pęknięć.
- Walcowanie: 1150–900°C, bez przegrzewania, z chłodzeniem kontrolowanym.
- Hartowanie: 950–1050°C, chłodzenie w oleju lub powietrzu; unikać chłodzenia w wodzie.
- Odpuszczanie: 550–620°C – w tym zakresie uzyskuje się optymalne połączenie wytrzymałości i udarności.
- Wyżarzanie odprężające: 600–650°C po obróbce plastycznej, chłodzenie powolne z piecem.
Po hartowaniu zaleca się natychmiastowe odpuszczanie, aby uniknąć pękania i zredukować naprężenia wewnętrzne. Podwójne odpuszczanie może być stosowane dla zwiększenia stabilności strukturalnej.
Typowe stany dostawy
- +A – wyżarzanie w 600–650°C, chłodzenie powietrzem lub z piecem (struktura ferrytyczno-martenzytyczna).
- +QT760 – hartowanie 950–1050°C + chłodzenie w oleju, twardość średnia, dobra plastyczność.
- +QT840 – hartowanie 900–1000°C + odpuszczanie 570–650°C, zrównoważone własności mechaniczne.
- +QT900 – hartowanie 950–1050°C + odpuszczanie 550–620°C, najwyższa wytrzymałość i twardość.
Obróbka mechaniczna i spawalność
Stal 1.4418 / X4CrNiMo16-5-1 / S165M jest dobrze obrabialna w stanie +QT760 i +QT840. W stanie surowym po hartowaniu zaleca się jedynie szlifowanie lub toczenie wstępne. Do obróbki najlepiej stosować narzędzia z węglików spiekanych z chłodzeniem emulsją wodno-olejową. Spawalność określa się jako dobrą pod warunkiem zastosowania podgrzewania wstępnego (150–200°C) i późniejszego odpuszczania. Materiał nie wymaga spawania z użyciem wysokostopowych drutów niklowych; dopuszcza się zastosowanie dodatków typu 1.4429 lub 1.4462 w zależności od wymagań.
Po spawaniu zaleca się pełne odpuszczenie w celu przywrócenia własności mechanicznych i korozyjnych w strefie wpływu ciepła.
Porównanie z innymi gatunkami
| Gatunek | Typ | Odporność na korozję | Udarność | Uwagi |
|---|---|---|---|---|
| 1.4057 / AISI 431 | Martenzytyczna | Średnia | Średnia | Tańsza, ale mniej odporna na korozję. |
| 1.4542 / 17-4PH | Utwardzana wydzieleniowo | Dobra | Średnia | Wyższa twardość, gorsza udarność. |
| 1.4418 / S165M | Martenzytyczna ulepszona | Dobra–bardzo dobra | Wysoka | Lepsza odporność i spawalność. |
Zakres dostaw 1.4418 / X4CrNiMo16-5-1 / S165M
Stal 1.4418 dostępna jest w postaci:
- prętów walcowanych i kutych,
- odkuwek swobodnie kutych,
- wałków, płaskowników i bloków,
- materiałów przygotowanych do dalszej obróbki mechanicznej lub cieplnej.
Materiał spełnia wymagania norm EN 10088-3, ISO 683-13 oraz DNV RP-0034 (dla przemysłu morskiego).
Zobacz także inne stale nierdzewne
2H13 – stal nierdzewna chromowa x20cr13, 1.4021, AISI 420
4H13 – stal nierdzewna chromowa 4h13, x46cr13, 1.4034
H17 – stal nierdzewna wysokochromowa X6Cr17, 1.4016, AISI 430
2H17N2 – stal nierdzewna chromowo-niklowa 1.4057, 1.4044
3H17M – stal chromowo-molibdenowa X39CrMo17-1, 1.4122
H18 – stal wysokochromowa 1.4112, 1.4125, AISI 440C
Stale nierdzewne według PN – EN, DIN, ASTM, AISI, GB/T, AFNOR, ISO i inne, nie posiadające odpowiednika według starszych norm PN
1.4418 – chromowo niklowo molibdenowa X4CrNiMo16-5-1, S165M
1.4313 – chromowo niklowo molibdenowa X3CrNiMo13-4
1.4542 – chromowo niklowo miedziowa X5CrNiCuNb16-4, 17-4 PH
Zobacz opisy pozostałych stali specjalnych wysokostopowych
stal wysokostopowa do pracy przy podwyższonych temperaturach
stal nierdzewna
stal żaroodporna i żarowytrzymała
stal kwasoodporna
Najczęściej zadawane pytania (FAQ) o stali nierdzewnej 1.4418 / X4CrNiMo16-5-1 / S165M
Co to jest stal nierdzewna 1.4418?
Stal 1.4418 (X4CrNiMo16-5-1, S165M, SS 2387) to martenzytyczna stal nierdzewna o podwyższonej wytrzymałości i dobrej odporności na korozję. Dzięki połączeniu chromu, niklu i molibdenu łączy właściwości konstrukcyjne z odpornością korozyjną typową dla stali nierdzewnych.
Jakie są główne właściwości stali 1.4418?
W stanie ulepszonym cieplnie stal 1.4418 osiąga wytrzymałość na rozciąganie 760–960 MPa i granicę plastyczności powyżej 550 MPa. Charakteryzuje się również wysoką udarnością (60–70 J) oraz dobrą odpornością na korozję w środowisku wodnym i atmosferycznym.
Do jakich zastosowań stosuje się stal 1.4418?
Gatunek 1.4418 używany jest do produkcji wałów, wirników, tulei, korpusów pomp, elementów przekładni, zaworów i części maszyn pracujących w środowisku morskim, petrochemicznym i energetycznym. Sprawdza się w aplikacjach, gdzie wymagana jest jednocześnie wytrzymałość i odporność na korozję.
Czy stal 1.4418 jest spawalna?
Tak, stal 1.4418 jest spawalna pod warunkiem zachowania właściwych procedur. Zaleca się podgrzewanie do 150–200°C przed spawaniem i kontrolowane chłodzenie po procesie. Po zakończeniu spawania wskazane jest odpuszczanie w celu przywrócenia własności mechanicznych i korozyjnych.
Czym różni się stal 1.4418 od gatunków 1.4057 i 1.4542?
W porównaniu do 1.4057 (AISI 431), stal 1.4418 ma wyższą odporność na korozję i lepszą udarność. W porównaniu do 1.4542 (17-4PH), jest bardziej ciągliwa i mniej podatna na pękanie naprężeniowe, choć nieco niżej twarda. Stanowi kompromis między wytrzymałością a odpornością korozyjną.
Jakie są zalecane parametry obróbki cieplnej dla stali 1.4418?
Hartowanie prowadzi się w temperaturze 950–1050°C z chłodzeniem w oleju lub powietrzu, a odpuszczanie w zakresie 550–620°C. Dla uzyskania najlepszej kombinacji twardości i ciągliwości stosuje się podwójne odpuszczanie. Wyżarzanie odprężające wykonuje się w 600–650°C.
Jak zachowuje się stal 1.4418 w podwyższonych temperaturach?
W temperaturze 400°C moduł sprężystości spada do ok. 170 GPa, a współczynnik rozszerzalności liniowej rośnie do 11,6×10⁻⁶/K. Stal utrzymuje dobrą stabilność strukturalną i odporność na utlenianie do około 450°C, dlatego może być stosowana w elementach narażonych na cykliczne zmiany temperatury.