20H12M1F / X20CrMoV12-1 / 1.4922 stal kotłowa wysokostopowa

Stal kotłowa 20H12M1F wysokostopowa – do pracy przy podwyższonych temperaturach chromowo-molibdenowo-wanadowa PN-75/H-84024, X20CrMoV12-1, 20Х11МНФ, X20CrMoV11-1, stal 1.4922

Pobierz opis w pdf

Materiały dostępne w Alfa-Tech X20CrMoV11-1 / 1.4922 / 20H12M1F

Rury bez szwu X20CrMoV11-1 / 1.4922 / 20H12M1F – kotłowe i do zastosowań wysokotemperaturowych
Pręty X20CrMoV11-1 / 1.4922 / 20H12M1F – walcowane, łuszczone i obrabiane
Pręty kute X20CrMoV11-1 / 1.4922 / 20H12M1F
Odkuwki X20CrMoV11-1 / 1.4922 / 20H12M1F – swobodnie kute, wały, tuleje, kostki i elementy specjalne

Telefon: +48 63 2610519
kontakt@alfa-tech.com.pl

Porównanie składów chemicznych stali 20H12M1F z zamiennikami 1.4922, X20CrMoV12-1, 20Х11МНФ, 20H11MNF, X20CrMoV11-1

Gatunek stali	Norma	C	Mn	Si	P	S	Cu	Cr	Ni	Mo	Inne
20H12M1F	PN	0,17–0,23	0,30–0,80	0,10–0,50	max 0,035	max 0,035	–	11,00–12,50	0,30–0,80	0,80–1,20	V 0,25–0,35
X20CrMoV12-1 / 1.4922	DIN W.nr	0,17–0,23	max 1,00	max 0,50	max 0,030	max 0,030	–	10,00–12,50	0,30–0,80	0,80–1,20	V 0,25–0,35
20Х11МНФ 20H11MNF	GOST	0,18–0,23	0,30–0,80	0,10–0,40	max 0,030	max 0,030	–	11,00–12,50	0,30–0,80	0,80–1,20	V 0,25–0,35
X20CrMoV11-1 X20CrMoV111	AFNOR	0,17–0,23	0,30–1,00	max 0,40	max 0,025	max 0,015	–	10,00–12,50	0,30–0,80	0,80–1,20	V 0,25–0,35
X20CrMoNi1201KG	UNI	0,20–0,23	0,30–1,00	0,15–0,40	max 0,040	max 0,030	max 0,30	11,50–12,50	0,30–1,00	max 0,20	V 0,10–0,30

X20CrMoV11-1 / 1.4922 / 20H12M1F – stal żarowytrzymała do pracy w wysokiej temperaturze

X20CrMoV11-1 / 1.4922 to wysokostopowa chromowo-molibdenowo-wanadowa stal żarowytrzymała przeznaczona do wykonywania elementów urządzeń ciśnieniowych pracujących przez długi czas w podwyższonych temperaturach. W polskim nazewnictwie historycznym z materiałem tym wiązany jest gatunek 20H12M1F.
Stal zawiera około 10–12,5% chromu, 0,8–1,2% molibdenu oraz około 0,25–0,35% wanadu. Zestawienie tych dodatków stopowych zapewnia materiałowi wysoką wytrzymałość w podwyższonej temperaturze, dobrą stabilność struktury oraz odporność na pełzanie.
Po odpowiedniej obróbce cieplnej stal posiada strukturę martenzytyczną. W przypadku rur zgodnych z EN 10216-2 materiał jest powszechnie stosowany w stanie +NT – normalizowanym i odpuszczonym.
X20CrMoV11-1 / 1.4922 należy do grupy stali żarowytrzymałych stosowanych przede wszystkim w energetyce zawodowej, przemyśle chemicznym, petrochemicznym i instalacjach wysokotemperaturowych.

Zastosowanie stali X20CrMoV11-1 / 1.4922

Stal 1.4922 przeznaczona jest przede wszystkim na wysoko obciążone elementy urządzeń pracujących w podwyższonych temperaturach i pod ciśnieniem.

Typowe zastosowania obejmują:

rury bez szwu do kotłów i urządzeń energetycznych,
rurociągi parowe wysokiego ciśnienia,
przegrzewacze i kolektory pary,
elementy kotłów energetycznych,
tuleje i elementy armatury wysokotemperaturowej,
elementy turbin parowych,
części urządzeń ciśnieniowych,
odkuwki i elementy kute pracujące w wysokiej temperaturze,
elementy instalacji petrochemicznych i rafineryjnych,
części urządzeń przemysłu chemicznego i energetycznego.

Jednym z najważniejszych zastosowań gatunku są rury bez szwu do pracy w podwyższonej temperaturze według EN 10216-2. X20CrMoV11-1 / 1.4922 występuje w tej normie obok innych żarowytrzymałych stali stosowanych w energetyce, takich jak 13CrMo4-5, 10CrMo9-10 czy X10CrMoVNb9-1.

Temperatura pracy stali 1.4922

Stal X20CrMoV11-1 jest przeznaczona do pracy w wysokich temperaturach, przy czym w praktyce energetycznej stosowana jest przede wszystkim w zakresie około 500–580°C.

W określonych warunkach konstrukcyjnych i eksploatacyjnych materiał może być stosowany przy temperaturach zbliżonych do 600°C, jednak temperatura ta nie powinna być traktowana jako uniwersalna dopuszczalna temperatura pracy każdego elementu.

Przy długotrwałym obciążeniu w wysokiej temperaturze podstawowym kryterium projektowym staje się nie tylko granica plastyczności, lecz przede wszystkim odporność na pełzanie, wytrzymałość czasowa oraz przewidywany czas eksploatacji elementu.

Wpływ pierwiastków stopowych na właściwości stali 1.4922

Właściwości X20CrMoV11-1 wynikają przede wszystkim z odpowiednio dobranej zawartości chromu, molibdenu i wanadu.
Chrom Cr zwiększa hartowność, odporność na utlenianie oraz stabilność struktury stali podczas pracy w podwyższonej temperaturze.
Molibden Mo zwiększa żarowytrzymałość, ogranicza spadek wytrzymałości w wysokiej temperaturze oraz poprawia odporność materiału na pełzanie.
Wanad V tworzy stabilne wydzielenia węglikowe i wpływa na utrzymanie wysokiej wytrzymałości podczas długotrwałej ekspozycji cieplnej.
Węgiel C na poziomie około 0,17–0,23% umożliwia uzyskanie martenzytycznej struktury i odpowiednio wysokiej wytrzymałości po obróbce cieplnej.

Własności mechaniczne X20CrMoV11-1 / 1.4922 w stanie +NT

Dla rur ze stali X20CrMoV11-1 / 1.4922 według EN 10216-2 w stanie normalizowanym i odpuszczonym +NT charakterystyczne są następujące własności mechaniczne:

Właściwość	Wartość
Wytrzymałość na rozciąganie Rm	690–840 MPa
Granica plastyczności / Rp0,2	min. 490 MPa
Wydłużenie A – próbka wzdłużna	min. 17%
Wydłużenie A – próbka poprzeczna	min. 14%
Udarność KV w 20°C – próbka wzdłużna	min. 40 J
Udarność KV w 20°C – próbka poprzeczna	min. 27 J

Granica plastyczności X20CrMoV11-1 w podwyższonej temperaturze

Jedną z najważniejszych cech stali 1.4922 jest zachowanie relatywnie wysokiej granicy plastyczności wraz ze wzrostem temperatury.
Dla rur według EN 10216-2 można przyjąć następujące wartości minimalne:

Temperatura	Minimalna wartość Rp0,2
200°C	430 MPa
250°C	415 MPa
300°C	390 MPa
350°C	380 MPa
400°C	360 MPa
450°C	330 MPa
500°C	290 MPa
550°C	250 MPa

Spadek wartości Rp0,2 wraz ze wzrostem temperatury jest naturalnym zjawiskiem dla stali pracujących na gorąco. Przy długotrwałej eksploatacji należy dodatkowo uwzględniać wytrzymałość na pełzanie i czasową wytrzymałość materiału.

X20CrMoV11-1 / 1.4922 a X22CrMoV12-1 / 1.4923

Stal X20CrMoV11-1 / 1.4922 jest materiałem zbliżonym do X22CrMoV12-1 / 1.4923, jednak obu gatunków nie należy automatycznie traktować jako pełnych zamienników.
Obydwie stale są wysokostopowymi stalami chromowo-molibdenowo-wanadowymi o strukturze martenzytycznej i są stosowane w wysokich temperaturach, jednak występują w innych normach wyrobowych i mogą mieć inne wymagania dotyczące składu, obróbki cieplnej oraz własności mechanicznych.
X20CrMoV11-1 / 1.4922 jest szczególnie silnie związana z zastosowaniami rurowymi według EN 10216-2, podczas gdy X22CrMoV12-1 / 1.4923 jest szeroko stosowana również na wysoko obciążone elementy turbin, odkuwki i części maszyn pracujące w wysokiej temperaturze.

Przy zamianie jednego gatunku na drugi należy każdorazowo zweryfikować wymagania dokumentacji konstrukcyjnej, normy wyrobu, stan obróbki cieplnej i wymagane własności mechaniczne.

Obróbka cieplna stali X20CrMoV11-1 / 1.4922

Uzyskanie wymaganych własności stali X20CrMoV11-1 wymaga odpowiednio prowadzonej obróbki cieplnej.
W przypadku rur według EN 10216-2 typowym stanem dostawy jest +NT – normalizowanie i odpuszczanie.
Celem obróbki jest uzyskanie stabilnej struktury martenzytycznej o odpowiedniej wytrzymałości, plastyczności i odporności na długotrwałe oddziaływanie wysokiej temperatury.
Warunki obróbki cieplnej powinny być dobierane zgodnie z wymaganiami odpowiedniej normy wyrobu, wymiarami elementu oraz wymaganymi własnościami końcowymi.

Spawalność X20CrMoV11-1

Ze względu na wysoką zawartość chromu oraz obecność molibdenu, wanadu i około 0,2% węgla stal X20CrMoV11-1 należy do materiałów wymagających odpowiednio opracowanej technologii spawania.

Przy wykonywaniu połączeń spawanych należy kontrolować między innymi:

temperaturę podgrzewania wstępnego,
temperaturę międzyściegową,
energię liniową spawania,
szybkość chłodzenia złącza,
obróbkę cieplną po spawaniu.

Ma to szczególne znaczenie ze względu na możliwość tworzenia twardych struktur martenzytycznych w strefie wpływu ciepła oraz ryzyko powstawania pęknięć.

Normy dotyczące X20CrMoV11-1 / 1.4922

Najważniejszą normą wyrobową dla rur z tego gatunku jest:

EN 10216-2 – rury stalowe bez szwu do zastosowań ciśnieniowych – warunki techniczne dostawy – część 2: rury ze stali niestopowych i stopowych z określonymi własnościami w podwyższonej temperaturze.

Gatunek X20CrMoV11-1 / 1.4922 występuje również w innych europejskich dokumentach materiałowych związanych z elementami przeznaczonymi do eksploatacji w podwyższonych temperaturach.
Historycznym polskim odniesieniem dla stali tej grupy jest PN-75/H-84024.

Zamienniki, odpowiedniki i inne oznaczenia X20CrMoV11-1 / 1.4922

W dokumentacji technicznej, starszych normach i katalogach materiałowych można spotkać różne oznaczenia odnoszone do stali 1.4922 lub materiałów o zbliżonym składzie i zastosowaniu:

EN: X20CrMoV11-1, 1.4922
DIN / oznaczenia historyczne: X20CrMoV12-1
PN: 20H12M1F
GOST: 20Х11МНФ, 20Ch11MNF, 20Х12МНФ-Ш
ČSN: ČSN 42 2916
UNI: X20CrMoNi12-01, X20CrMoNi1201KG
inne spotykane oznaczenia: 12Cr10MoVNi70.47, X20CrMoNV11-1-1, 20VNiMoCr120.
Nie wszystkie wymienione materiały są pełnymi odpowiednikami 1:1. W szczególności X22CrMoV12-1 / 1.4923 należy traktować jako gatunek pokrewny, a nie jako automatyczny zamiennik X20CrMoV11-1 / 1.4922.

1.4922 – stal do odpowiedzialnych elementów energetycznych

X20CrMoV11-1 / 1.4922 jest materiałem przeznaczonym przede wszystkim do zastosowań, w których zwykłe stale kotłowe nie zapewniają wystarczającej stabilności własności w wysokiej temperaturze.
Połączenie około 11% chromu, molibdenu i wanadu pozwala zachować wysoką wytrzymałość mechaniczną oraz odporność na pełzanie podczas długotrwałej pracy urządzeń energetycznych.
Z tego względu stal stosowana jest przede wszystkim na rury, elementy rurociągów, odkuwki, armaturę i części urządzeń ciśnieniowych pracujące w warunkach jednoczesnego działania wysokiego ciśnienia, wysokiej temperatury oraz długiego czasu eksploatacji.
Pozostałe gatunki stali stopowych do pracy przy podwyższonych temperaturach

15H11MF – stal kotłowa chromowo-molibdenowo-wanadowa
15H12WMF – stal chromowo-wolframowo-molibdenowo-wanadowa
20H12M1F – stal kotłowa chromowo-molibdenowo-wanadowa
23H12MNF – stal chromowo-molibdenowo-niklowo-wanadowa

Zobacz także
stale stopowe do pracy przy podwyższonych temperaturach

Pozostałe stale odporne na korozję

Stale nierdzewne

→ Stale nierdzewne – opis grupy

Stale nierdzewne martenzytyczne

Stale nierdzewne ferrytyczne