Stal nierdzewna 1.4313, stal odporna na korozję, X3CrNiMo13-4 PN-EN 10088-1:1998, C39NiL, X5CrNi134, Z6CN13-4, 08KH12N4GSML, 08Х12Н4ГСМЛ, S41500, SS 2385
Porównanie składu staki 1.4313 / X3CrNiMo13-4 z zamiennikami C39NiL, X5CrNi134, Z6CN13-4, 08KH12N4GSML, 08Х12Н4ГСМЛ, S41500, SS 2385
| Gatunek stali | Norma | Skład chemiczny (%) | |||||||||
| C | Mn | Si | P | S | Cu | Cr | Ni | Mo | inne | ||
| X3CrNiMo13-4 1.4313 | PN/EN | max 0,05 | max 1,50 | max 0,70 | max 0,040 | max 0,015 | – | 12,00 14,00 | 3,50 4,50 | 0,30 0,70 | N min 0,020 |
| 08H12N4GSML 08Ch12N4GSML 08KH12N4GSML 08Х12Н4ГСМЛ | GOST | max 0,05 | max 1,50 | max 1,00 | max 0,035 | max 0,035 | – | 11,50 13,50 | 3,50 5,00 | max 1,00 | staliwo |
| C39NiH C39NiL X3CrNiMo13-4 | ISO | max 0,08 max 0,05 | max 1,50 0,50 1,00 | max 1,00 max 0,70 | max 0,035 max 0,030 max 0,040 | max 0,035 max 0,030 max 0,015 | – | 11,50 13,50 12,00 14,00 | 3,50 5,00 3,05 4,50 | max 1,00 0,30 1,00 | staliwo – |
| X 5 CrNi 13 4 X5CrNi134 | SNV/VSN | max 0,07 | max 1,50 | max 1,00 | max 0,035 | max 0,025 | – | 12,00 13,30 | 3,50 4,50 | 0,40 0,60 | – |
| Z 6 CN 13-4 Z6CN13-4 Z6CN134 | AFNOR | max 0,06 | max 1,00 | max 0,75 | max 0,040 | max 0,015 | – | 12,00 13,50 | 3,50 4,50 | 0,30 0,50 | – |
| S 41500 S41500 | UNS | max 0,05 | 0,50 1,00 | max 0,60 | max 0,030 | max 0,030 | – | 11,50 14,00 | 3,50 5,50 | 0,50 1,00 | – |
| 0Cr13Ni5Mo | GB/T | max 0,05 | 0,50 1,00 | max 0,60 | max 0,030 | max 0,030 | – | 11,50 14,00 | 3,50 5,50 | 0,50 1,00 | – |
| SS 2385 SS2385 | SS | max 0,10 | max 1,00 | max 1,00 | max 0,045 | max 0,030 | – | 12,00 14,00 | 5,00 6,00 | – | – |
Stal nierdzewna martenzytyczna 1.4313 / X3CrNiMo13-4 (C39NiL, X5CrNi13-4, Z6CN13-4, 08Х12Н4ГСМЛ, S41500, SS 2385) – opis i parametry
Charakterystyka ogólna
1.4313 (X3CrNiMo13-4) to niskowęglowa stal nierdzewna martenzytyczna o podwyższonej wytrzymałości i dobrej udarności po ulepszaniu cieplnym. Zapewnia lepszą odporność korozyjną niż klasyczne gatunki 13% Cr (np. 1.4021 / 1.4034), a jednocześnie umożliwia uzyskanie wysokiej wytrzymałości i twardości. Gatunek jest magnetyczny, przeznaczony do obciążeń zmęczeniowych i pracy w środowiskach wodnych oraz lekko korozyjnych.
Typowe zastosowania
- Elementy pomp (wały, wirniki, korpusy), armatura wodna i hydrauliczna.
- Części sprężarek i turbin (łopatki, tarcze, tuleje) – w stanie ulepszonym cieplnie.
- Przekładnie, wały napędowe, koła zębate, sworznie, elementy podporowe.
- Części maszyn dla energetyki, przemysłu morskiego i górnictwa.
Własności w podwyższonych temperaturach
| Temperatura | Wsp. rozszerzalności liniowej α (10⁻⁶/K) (od 20 °C) | Moduł sprężystości E (GPa) |
|---|---|---|
| 100 °C | 10,5 | 195 |
| 200 °C | 10,9 | 185 |
| 300 °C | 11,3 | 175 |
| 400 °C | 11,6 | 170 |
Własności stali 1.4313 – X3CrNiMo13-4 w podwyższonych temperaturach
| Parametr | Wartość | Uwagi |
|---|---|---|
| Wytrzymałość na rozciąganie Rm | 650–830 MPa | po ulepszaniu cieplnym |
| Granica plastyczności Rp0,2 | ≥ 520 MPa | min. |
| Wydłużenie A | ≥ 12 % | min. |
| Moduł sprężystości E | ~ 220 GPa | 20 °C |
| Twardość HB | ~ 200–270 HB | w zależności od temperatury odpuszczania |
| Udarność (KV) | typowo wysoka | dobra ciągliwość jak na stal martenzytyczną |
Własności fizyczne
| Wielkość | Wartość | Jednostka | Uwagi |
|---|---|---|---|
| Gęstość | 7,70 | g/cm³ | 20 °C |
| Pojemność cieplna cp | ~ 430 | J·kg⁻¹·K⁻¹ | 20 °C |
| Przewodność cieplna λ | ~ 25 | W·m⁻¹·K⁻¹ | 20 °C |
| Magnetyczność | tak | — | struktura martenzytyczna |
Obróbka cieplna i plastyczna – zalecenia procesowe
| Proces | Zakres temperatur | Wskazówki |
|---|---|---|
| Kucie | 1150–900 °C | chłodzenie w powietrzu lub na podsypce; unikać długich przestojów w 700–900 °C |
| Walcowanie | 1150–900 °C | intensywny zgniot w górnym zakresie, kończyć powyżej 900 °C |
| Wyżarzanie zmiękczające | 600–650 °C | wyrównanie struktury, redukcja naprężeń |
| Hartowanie | 950–1050 °C | ochładzanie powietrzem/olejem (w zależności od przekroju); bezpośrednio po hartowaniu – odpuszczanie |
| Odpuszczanie | 520–700 °C | dobór temperatury pod wymagane Rm/Rp0,2 i KV; typowe stany: QT700–QT780 |
Spawalność i obróbka skrawaniem
- Spawalność: możliwa, lecz wymaga reżimu – zalecane podgrzewanie wstępne ~150–250 °C przy większych przekrojach, kontrola wprowadzanej energii, bezpośrednio po spawaniu odpuszczanie/stres relief w 600–650 °C, aby ograniczyć kruchość martenzytu.
- Obróbka skrawaniem: dobra w stanie odpuszczonym; stosować ostre narzędzia i chłodzenie. Skrawalność zbliżona do gatunków AISI 420 w stanach ulepszonych.
- Obróbka powierzchniowa: szlifowanie i polerowanie poprawiają odporność korozyjną (ograniczenie stref przegrzania i naprężeń własnych).
Odporność korozyjna – wskazówki użytkowe
- Lepsza niż u klasycznych 13% Cr dzięki dodatkom Ni i Mo, jednak niższa niż u stali austenitycznych (np. 1.4301/1.4404).
- Środowiska: woda słodka, lekko zasolone, wiele mediów przemysłowych o umiarkowanej agresywności.
- Unikać długotrwałej pracy w strefie 400–600 °C bez odpuszczania – ryzyko kruchości odpuszczania.
Dostępne formy i odpowiedniki
W gatunku 1.4313 (X3CrNiMo13-4) oraz odpowiednikach (C39NiL, X5CrNi13-4, Z6CN13-4, 08KH12N4GSML / 08Х12Н4ГСМЛ, S41500, SS 2385) oferujemy:
- pręty walcowane,
- pręty kute,
- odkuwki swobodnie kute.
Uwagi projektowe
- Dobór temperatury odpuszczania pozwala precyzyjnie sterować kompromisem wytrzymałość ↔ udarność w zależności od aplikacji (pompy vs. elementy złączne).
- Dla elementów narażonych na kawitację i zmęczenie – preferować stany o wyższej udarności (wyższe temperatury odpuszczania) i wysoką jakość powierzchni.
- Po obróbce cieplnej zalecany jest szlif i pasywacja dla maksymalizacji odporności korozyjnej w wodzie.
Zobacz także inne stale nierdzewne
2H13 – stal chromowa x20cr13, 1.4021, AISI 420
4H13 – stal chromowa 4h13, x46cr13, 1.4034
H17 – stal wysokochromowa X6Cr17, 1.4016, AISI 430
2H17N2 – stal 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
1.4313 – chromowo niklowo molibdenowa X3CrNiMo13-4
1.4542 – chromowo niklowo miedziowa X5CrNiCuNb16-4
Zobacz opisy pozostałych stali specjalnych wysokostopowych
stale wysokostopowe do pracy przy podwyższonych temperaturach
stal nierdzewna
stal żaroodporna i żarowytrzymała
stale nierdzewne kwasoodporne
Najczęściej zadawane pytania (FAQ) – stal 1.4313 / X3CrNiMo13-4
1) Co to jest stal 1.4313 (X3CrNiMo13-4)?
To niskowęglowa stal nierdzewna martenzytyczna o ok. 13% Cr z dodatkiem Ni i Mo, łącząca podwyższoną wytrzymałość z dobrą udarnością i umiarkowaną odpornością korozyjną.
2) Gdzie najczęściej stosuje się 1.4313?
W częściach pomp, sprężarek i turbin (wały, wirniki, tuleje), w energetyce, przemyśle morskim i hydraulice, gdzie potrzebna jest wytrzymałość zmęczeniowa i praca w środowisku wodnym.
3) Jakie są typowe własności mechaniczne w temperaturze otoczenia?
Rm ok. 650–830 MPa, Rp0,2 ≥ 520 MPa, A ≥ 12%, twardość zwykle 200–270 HB w zależności od temperatury odpuszczania.
4) Jak zachowuje się moduł sprężystości i rozszerzalność cieplna przy wyższych temperaturach?
Moduł E zmniejsza się z ~195 GPa (100°C) do ~170 GPa (400°C), a współczynnik rozszerzalności liniowej α rośnie z ~10,5×10⁻⁶/K do ~11,6×10⁻⁶/K w tym samym zakresie.
5) Jaka jest odporność korozyjna 1.4313?
Lepsza niż klasyczne stale 13% Cr bez Ni (np. 1.4021/1.4034), ale słabsza niż austenityczne 1.4301/1.4404. Dobrze sprawdza się w wodzie i mediach o umiarkowanej agresywności.
6) Czy 1.4313 jest magnetyczna?
Tak. Struktura martenzytyczna nadaje jej własności ferromagnetyczne.
7) Jakie są podstawowe parametry obróbki cieplnej?
Hartowanie: 950–1050°C z chłodzeniem powietrzem/olejem; odpuszczanie: 520–700°C dobrane do wymaganych Rm/Rp0,2 i udarności; wyżarzanie zmiękczające: 600–650°C.
8) Czy 1.4313 nadaje się do spawania?
Tak, ale wymaga reżimu: podgrzewanie wstępne przy większych przekrojach, kontrola energii liniowej i odpuszczanie po spawaniu (np. 600–650°C) w celu ograniczenia kruchości martenzytu.
9) Jak wygląda obróbka plastyczna i skrawanie?
Kucie/walcowanie: 1150–900°C z chłodzeniem kontrolowanym. Skrawanie dobre w stanie odpuszczonym; zalecane ostre narzędzia i skuteczne chłodzenie.
10) Jakie są podstawowe własności fizyczne?
Gęstość ~7,70 g/cm³, ciepło właściwe ~430 J·kg⁻¹·K⁻¹ (20°C), przewodność cieplna ~25 W·m⁻¹·K⁻¹ (20°C).
11) Jak dobrać temperaturę odpuszczania do aplikacji?
Niższe temperatury odpuszczania zwiększają wytrzymałość i twardość kosztem udarności; wyższe podnoszą ciągliwość i odporność na pękanie zmęczeniowe – korzystne dla pomp i elementów narażonych na kawitację.
12) W jakich formach jest dostępna?
Pręty walcowane, pręty kute oraz odkuwki swobodnie kute w gatunku 1.4313 i jego odpowiednikach (m.in. C39NiL, X5CrNi13-4, Z6CN13-4, S41500, SS 2385).