23H12MNF / X22CrMoV12-1 / 1.4923 stal kotłowa wysokostopowa

Stal wysokostopowa – do pracy przy podwyższonych temperaturach chromowo-molibdenowo-niklowo-wanadowa 23H12MNF PN-75/H-84024, X22CrMoV121, X21CrMoV121, 1.4926, 1.4923

Pobierz opis w pdf

Materiały dostępne w Alfa-Tech 23H12MNF / X22CrMoV12-1 / 1.4923

Pręty 23H12MNF / X22CrMoV12-1 / 1.4923 – gorącowalcowane, łuszczone i ciągnione
Płaskowniki 23H12MNF / X22CrMoV12-1 / 1.4923
Pręty kute 23H12MNF / X22CrMoV12-1 / 1.4923
Odkuwki 23H12MNF / X22CrMoV12-1 / 1.4923 – swobodne, kostki, wały i elementy turbin
Blachy 23H12MNF / X22CrMoV12-1 / 1.4923 – gorącowalcowane

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

Porównanie składu chemicznego stali 23H12MNF z odpowiednikami X22CrMoV121, X21CrMoV121, 1.4926, 1.4923, 18H11MNFB, 18KH11MNFB, 18Х11МНФБ, 18Ch11MNFB, X21CrMoV121, 2Cr12MoV, X22CrMoV12-1S

Gatunek stali	Norma	C	Mn	Si	P	S	Cu	Cr	Ni	Mo	Inne
23H12MNF	PN	0,20–0,26	0,30–0,80	0,10–0,50	max 0,035	max 0,035	–	11,00–12,50	0,30–0,60	0,80–1,20	W max 0,60 V 0,25–0,35 Nb max 0,05
X22CrMoV12-1 / 1.4923 X22CrMoV121	DIN W.nr	0,18–0,24	0,40–0,90	0,18–0,24	max 0,025	max 0,015	–	11,00–12,50	0,30–0,80	0,80–1,20	V 0,25–0,35
X21CrMoV12-1 / 1.4926 X21CrMoV121	DIN-EN PN-EN SEW 555 W.nr	0,20–0,23	0,50–0,70	0,10–0,20	max 0,020	max 0,005	max 0,030	10,00–11,50	0,40–0,80	0,90–1,10	V 0,25–0,35 W max 0,60 N 0,04–0,08
18H11MNFB 18KH11MNFB 18Х11МНФБ 18Ch11MNFB	GOST	0,15–0,21	0,60–1,00	max 0,60	max 0,030	max 0,025	max 0,030	10,00–11,50	0,50–1,00	0,80–1,10	V 0,20–0,40 Nb 0,20–0,45 Ti max 0,20 W max 0,20
Z21CDV12	AFNOR	0,17–0,24	0,30–0,80	0,10–0,50	max 0,030	max 0,015	max 0,30	11,00–12,50	max 1,00	0,80–1,20	V 0,20–0,35
2Cr12MoV	GB/T	0,18–0,24	0,30–0,80	0,10–0,50	max 0,030	max 0,030	max 0,30	11,00–12,50	0,30–0,50	0,80–1,20	V 0,25–0,35
X22CrMoV12-1S	ÖNORM	0,18–0,24	0,30–0,80	max 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

23H12MNF / X22CrMoV12-1 / 1.4923 – stal żarowytrzymała do turbin i pracy w podwyższonej temperaturze

23H12MNF, X22CrMoV12-1, 1.4923 to wysokostopowa, chromowo-molibdenowo-wanadowa stal o strukturze martenzytycznej, zaliczana do stali żarowytrzymałych i odpornych na pełzanie. Gatunek przeznaczony jest do wykonywania wysoko obciążonych elementów pracujących przez długi czas w podwyższonej temperaturze, w szczególności części turbin parowych, łopatek, elementów wirników, śrub, zaworów oraz podzespołów urządzeń energetycznych.
Stal X22CrMoV12-1 / 1.4923 zawiera około 11–12,5% chromu, 0,8–1,2% molibdenu oraz 0,25–0,35% wanadu. Połączenie tych pierwiastków umożliwia uzyskanie wysokiej wytrzymałości mechanicznej, dobrej odporności na pełzanie oraz stabilności własności w wysokiej temperaturze.
W stanie ulepszonym cieplnie stal posiada strukturę odpuszczonego martenzytu. Odpowiednio dobrane hartowanie i odpuszczanie pozwalają uzyskać korzystne połączenie wysokiej wytrzymałości, odporności zmęczeniowej i udarności.

Temperatura pracy stali 1.4923 / X22CrMoV12-1

Stal X22CrMoV12-1 jest stosowana w elementach pracujących w temperaturach rzędu 550–580°C. W zależności od warunków eksploatacji, obciążenia i wymaganej trwałości materiał może być stosowany w pobliżu 600°C, jednak przy projektowaniu elementów obciążonych długotrwale należy uwzględniać przede wszystkim jego wytrzymałość na pełzanie.
Odporność na utlenianie i tworzenie zgorzeliny dla tego gatunku określana jest na poziomie około 600°C. Nie należy jednak utożsamiać temperatury odporności na utlenianie z dopuszczalną temperaturą długotrwałej pracy pod obciążeniem.

Zastosowanie stali 23H12MNF / 1.4923

Ze stali 23H12MNF i X22CrMoV12-1 wykonuje się przede wszystkim:

łopatki turbin parowych,
elementy wirników turbin,
wały i części wysoko obciążonych zespołów wirujących,
odkuwki do turbin energetycznych,
elementy zaworów wysokotemperaturowych,
śruby i elementy złączne pracujące w podwyższonych temperaturach,
elementy instalacji parowych i energetycznych,
części kotłów i urządzeń ciśnieniowych,
elementy urządzeń przemysłu chemicznego i petrochemicznego,
podzespoły stosowane w energetyce zawodowej i przemysłowej.

Ze względu na wysoką wytrzymałość zmęczeniową gatunek znajduje zastosowanie szczególnie w elementach poddawanych jednocześnie działaniu wysokiej temperatury, naprężeń mechanicznych oraz cyklicznych zmian obciążenia.

Dlaczego chrom, molibden i wanad są ważne w stali X22CrMoV12-1?

Właściwości stali 1.4923 wynikają przede wszystkim z jej składu stopowego.
Chrom zwiększa hartowność stali, poprawia odporność na utlenianie i pozwala zachować stabilność struktury przy podwyższonej temperaturze.
Molibden zwiększa żarowytrzymałość i odporność materiału na pełzanie oraz ogranicza spadek wytrzymałości podczas długotrwałej pracy w wysokiej temperaturze.
Wanad tworzy trwałe węgliki i wpływa na umocnienie struktury, poprawiając odporność na pełzanie oraz stabilność własności mechanicznych w czasie długotrwałej eksploatacji.
Zawartość węgla na poziomie około 0,18–0,24% umożliwia uzyskanie struktury martenzytycznej oraz wysokiej wytrzymałości po odpowiedniej obróbce cieplnej.

Własności mechaniczne X22CrMoV12-1 / 1.4923

Właściwości mechaniczne zależą od stanu dostawy, sposobu obróbki cieplnej i wymiaru wyrobu. Dla materiału ulepszonego cieplnie stosowane są między innymi stany +QT1 oraz +QT2.

X22CrMoV12-1 +QT1 – przekroje do około 160 mm

wytrzymałość na rozciąganie Rm: 800–950 MPa,
umowna granica plastyczności Rp0,2: min. 600 MPa,
wydłużenie A: min. 14%,
przewężenie Z: min. 40%,
energia udaru KV: min. 27 J.

X22CrMoV12-1 +QT2 – stan o podwyższonej wytrzymałości

wytrzymałość na rozciąganie Rm: 900–1050 MPa,
umowna granica plastyczności Rp0,2: min. 700 MPa,
wydłużenie A: min. 11%,
przewężenie Z: około min. 35%,
energia udaru KV: około min. 20 J – zależnie od specyfikacji i wymagań odbiorczych.

Wartości te pokazują, że stal X22CrMoV12-1 zachowuje bardzo wysoką wytrzymałość przy jednoczesnym zachowaniu wymaganej plastyczności i odporności na pękanie.

Wytrzymałość X22CrMoV12-1 w podwyższonej temperaturze

Wraz ze wzrostem temperatury obniża się wartość granicy plastyczności materiału. Orientacyjne wartości dla stali X22CrMoV12-1 wynoszą:

Temperatura	Rp0,2 / granica plastyczności
300°C	około min. 480 MPa
400°C	około 420–423 MPa
500°C	około 335–343 MPa
550°C	około 280 MPa

Przy długotrwałej pracy w zakresie około 500–600°C sama granica plastyczności nie jest jednak wystarczającym kryterium projektowym. Konieczne jest również uwzględnienie wytrzymałości czasowej oraz odporności na pełzanie.

Właściwości fizyczne stali 1.4923

Typowe właściwości fizyczne stali X22CrMoV12-1 wynoszą:

Parametr	Wartość orientacyjna
Gęstość	około 7,7 g/cm³
Moduł Younga w 20°C	około 210–216 GPa
Przewodność cieplna w 20°C	około 24 W/(m·K)
Ciepło właściwe w 20°C	około 460 J/(kg·K)
Współczynnik rozszerzalności cieplnej 20–100°C	około 10,5 × 10^-6 K^-1
Rezystywność elektryczna w 20°C	około 0,60 Ω·mm²/m
Właściwości magnetyczne	ferromagnetyczna

Spawalność stali 23H12MNF / X22CrMoV12-1

Stal 23H12MNF / X22CrMoV12-1 należy do materiałów o ograniczonej spawalności. Wysoka hartowność oraz martenzytyczna struktura zwiększają ryzyko powstawania twardych i kruchych obszarów w strefie wpływu ciepła.
W przypadku spawania elementów z tego gatunku konieczne jest opracowanie odpowiedniej technologii spawania, obejmującej między innymi kontrolę temperatury podgrzewania wstępnego, temperatury międzyściegowej oraz obróbki cieplnej po spawaniu. Parametry powinny być dobierane do grubości elementu, rodzaju złącza i warunków pracy.

Normy, odpowiedniki i inne oznaczenia X22CrMoV12-1 / 1.4923

Gatunek występuje między innymi w następujących normach:

EN 10302 – stale i stopy niklu odporne na pełzanie,
EN 10269 – stale i stopy niklu na elementy złączne o określonych własnościach w podwyższonych i obniżonych temperaturach,
PN-75/H-84024 – dawna polska norma obejmująca stale stosowane między innymi w energetyce i urządzeniach pracujących w podwyższonych temperaturach.

W różnych systemach normowych, krajowych i handlowych można spotkać następujące oznaczenia oraz gatunki zbliżone:
EN / DIN: X22CrMoV12-1, X22CrMoV12, 1.4923, 4923
PN: 23H12MNF, 20H12MNF, 20H12M1F, St12T
AFNOR: Z20CDV12-1, Z20CDV12.1, Z20CDNbV11
BS: 762
ČSN / STN: ČSN 17 134, ČSN 17134
SS: 2317
GOST: 15Ch11MF
UNI: X22CrMoV12-1
SEW 555: X21CrMoV12-1 / 1.4926
USA – gatunek zbliżony: AISI 422 / UNS S42200 / ASTM A565 Gr. 616

Spotykane są również oznaczenia handlowe i producenckie, między innymi T 550, Cronidur 4923, Märker 4923, THERMON 4923 oraz HWF 23. Należy pamiętać, że nie wszystkie wymienione oznaczenia są pełnymi zamiennikami materiałowymi. Część z nich, jak X21CrMoV12-1 / 1.4926, Z20CDNbV11 czy AISI 422, to gatunki pokrewne lub zbliżone pod względem zastosowania i własności, ale różniące się składem chemicznym oraz wymaganiami normowymi.

Inne gatunki stali do pracy przy wysokich temperaturach

15H11MF – stal chromowo-molibdenowo-wanadowa
15H12WMF – stal chromowo-wolframowo-molibdenowo-wanadowa
20H12M1F – stal 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