21HMF结构合金锅炉钢——适用于高温运行的铬钼钒PN-75/H-84024、21CrMoV5-7、1.7709钢、21CrMoV5-11、1.8070钢
Alfa-Tech 提供的材料：21HMF / 21CrMoV5-7 / 1.7709
21HMF / 21CrMoV5-7 / 1.7709 棒材 – 热轧，去皮
扁钢 21HMF / 21CrMoV5-7 / 1.7709
锻造棒材 21HMF / 21CrMoV5-7 / 1.7709
21HMF / 21CrMoV5-7 / 1.7709 锻件 – 开式模锻立方体和轴
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21HMF钢与其替代钢21CrMoV5-7、1.7709、21CrMoV5-11、1.8070的成分比较
| 加图内克 钢 | 排除 | 化学成分（%） | ||||||||
| C | Mn | Si | P | S | Cr | Ni | Mo | 其他 | ||
| 21HMF | PN | 0,17 0,25 | 0,30 0,50 | 0,30 0,60 | 最大 0,035 | 最大 0,035 | 1,20 1,50 | 最大 0,60 | 1,00 1,20 | V 0,25-0,35 |
| 21CrMoV5-7 1.7709 | DIN EN W.no | 0,17 0,25 | 0,40 0,80 | 最大 0,40 | 最大 0,030 | 最大 0,030 | 1,20 1,50 | 最大 0,60 | 0,65 0,80 | V 0,25-0,35 Al 最大0,03 |
| 21CrMoV5-11 1.8070 | DIN W.no | 0,17 0,25 | 0,30 0,60 | 0,30 0,60 | 最大 0,035 | 最大 0,035 | 1,20 1,50 | 最大 0,60 | 1,00 1,20 | V 0,25-0,35 |
| 20 CDV 5-07 20CDV5-07 | AFNOR的 | 0,17 0,24 | 0,25 0,50 | 最大 0,50 | 最大 0,015 | 最大 0,015 | 1,10 1,50 | 最大 0,50 | 0,50 0,80 | V 0,15-0,35 |
| 21CrMoV511 软件 | 奥诺玛 | 0,17 0,25 | 0,30 0,50 | 0,30 0,60 | 最大 0,035 | 最大 0,035 | 1,20 1,50 | – | 1,00 1,20 | V 0,25-0,35 |
21HMF钢——应用与加工（21CrMoV5-7、1.7709、21CrMoV5-11、1.8070）
21HMF钢的应用
21HMF钢主要用于高温（500–550°C）环境下工作的部件。它用于生产：
- 小型结构件例如螺钉、螺母、垫片以及由棒材和锻件制成的热处理元件，
- 蒸汽轮机部件包括焊接转子、轴和盘片，
- 储罐部件和盖必须能够承受高达 550°C 的温度。
焊接
焊接总原理
21HMF钢的焊接性能有限。它只能在特殊情况下进行气焊或电弧焊。此外，它还可以进行点焊。
焊接这种钢材时的一个主要问题是在热影响区形成强度降低的区域。焊后热处理是恢复其原有性能的必要措施。
焊接过程中的热处理
如果需要焊接，则必须先将材料加热到适当的温度才能开始焊接：
| 材料 | 预热温度 |
|---|---|
| 做 15 毫米 | 250–300°C |
| 15–25毫米 | 300–350°C |
| 25–50毫米 | 350–400°C |
| 超过 50 毫米 | 不建议进行焊接。 |
焊接含碳量较低的钢材时，以及采用高线电弧能量的焊接方法（例如MAG、MIG）时，应使用较低的温度。
焊后热处理
- 应力消除退火建议温度为 580–650°C；保持时间为每毫米接缝厚度 1–2 分钟，不少于 20 分钟。
- 归一化退火： 温度为 900–950°C，每毫米接头厚度加热约 1 分钟，不少于 20 分钟。
即使采用热处理，也无法完全消除开裂风险。对于直径超过 20 毫米的大型刚性部件或零件，建议进行中间应力消除退火处理。
焊接方法 21HMF / 21CrMoV5-7 / 1.7709 / 21CrMoV5-11 / 1.8070
气焊
- 用于 薄板和薄管 直径最大可达 100 毫米，壁厚最大可达 10 毫米。
- 它可以用来执行 重熔层 在较厚的接缝处。
- 对于较大直径和较厚的管道，建议这样做。 电弧焊.
电弧焊
使用涂层电极进行焊接
- 适用于厚度超过 2 毫米的板材和直径超过 51 毫米且壁厚超过 4 毫米的管道。
- 建议使用电极 碱性（EB） LUB 金红石（ER）.
- 使用金红石电极 仅用于重熔层 用碱性焊条焊接。
气体保护焊
- 可以使用以下方法进行焊接： TIG （非消耗性电极） MIG （消耗性电极）
- TIG法 推荐用于壁厚不超过 5 毫米的薄板和管道。
- 对于较厚的管道，建议这样做。 第一层重铸层采用氩弧焊制作后续层 涂层电极.
- MIG 方法 适用于较厚的部件或修复材料缺陷。
埋弧焊
- 使用非常有限 - 需要 选择合适的焊接材料 并严格控制工艺条件。
焊接
21HMF钢可采用以下方法焊接：
- 电阻,
- 摩擦.
以这种方式获得的接头的力学性能为： 与基材相似.
焊接后建议 热处理改善接头性能。
切割和表面处理
等离子切割和氧气切割
- 21HMF钢（21CrMoV5-7、1.7709、21CrMoV5-11、1.8070）可进行火焰切割
氧乙炔, 丙烷-丁烷-氧气 LUB 弧等离子体. - 建议 将元件加热至 300–350°C 开始切割之前。
- 切割后，各元素应为 缓慢冷却 达到环境温度，例如在沙子里或隔热垫下。
槽
- 哄抬物价是可能的 燃气火焰 LUB 电空气.
- 在进行凿削之前，必须将表面加热到一定温度。 300–350°C.
- 开槽后建议 缓慢冷却降低开裂风险。
- 即使采用热处理，也无法完全消除风险。
电弧气刨处出现裂缝.
21HMF / 21CrMoV5-11 / 1.8070 钢在含氢环境中的最高工作温度取决于氢气的分压。
| 温度（摄氏度） | 600 | 380 | 330 | 325 | 320 | 310 | 300 | 280 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 分压（kgf/cm²） | 1 | 100 | 150 | 200 | 300 | 400 | 500 | 800 |
基于550℃转子试验的21HMF/21CrMoV5-11/1.8070钢的蠕变极限和蠕变阻力
| 时间（小时） | 10 | 10² | 10³ | 10⁴ | 10⁵ |
|---|---|---|---|---|---|
| 蠕变极限 R₀,₁ (N/mm²) | 〜200 | 〜158 | 〜110 | 〜64 | – |
| 蠕变强度 Rz (N/mm²) | 〜310 | 〜280 | 〜240 | 〜195 | 〜123 |
21HMF / 21CrMoV5-7 / 1.7709 / 21CrMoV5-11 / 1.8070 产品供应情况
21HMF钢及其等效钢21CrMoV5-7（1.7709）和21CrMoV5-11（1.8070）
可提供以下几种形式：
- 圆轧棒材,
- 开式模锻,
- 锻造圆棒.
由于其优异的性能，这种钢材被广泛应用于能源、化工和机械行业。
适用于需要高耐温性和高机械负荷性能的场合。
15HM – 铬钼钢 13CrMo4-5、13CrMo4-4、1.7335
25HM、20HM – 铬钼钢 25CrMo4、1.7218、25CrMoS4、1.7258
10H2M - 铬钼钢 10CrMo9-10，1.7380
13HMF – 铬钼钒钢 14MoV6-3，1.7715
21HMF – 铬钼钒钢 21CrMoV5-7、21CrMoV5-11
26H2MF – 铬钼钒钢 24CrMo5-5
30H2MF – 铬钼钒钢 30CrMoV9、31CrMoV9、1.7707、18519
34HN3M – 铬镍钼钢
另见
用于高温环境的高合金钢
其他结构合金钢
用于渗碳的合金结构钢
用于氮化的结构合金钢
结构合金弹簧钢
结构合金轴承钢
用于热处理的结构合金钢
用于高温环境的合金结构钢——锅炉钢
常见问题解答 – 结构合金钢 21HMF / 21CrMoV5-7 / 1.7709 / 21CrMoV5-11 / 1.8070
21HMF钢是什么？它的标记是什么？
21HMF钢（PN-75/H-84024）是一种用于高温环境的铬钼钒结构钢。其等效牌号为21CrMoV5-7（DIN/EN标准），牌号1.7709，以及21CrMoV5-11（DIN标准），牌号1.8070。这些合金牌号旨在提高其在高温和热负荷下的耐受性。
化学成分示例（百分比）：
C 0,17 Mn 0,25 Si 0,30 Cr 1,20 Mo 1,00 V 0,25–0,35（对于 21HMF 型号）
其他变体：21CrMoV5-7 和 21CrMoV5-11 在 Si、Mn 和其他元素的含量上略有不同。
21HMF钢材用于哪些领域？
21HMF钢主要用于高温（最高可达约500-550°C）和机械载荷同时存在的环境。典型应用包括：
- 小型结构件：螺钉、螺母、垫片、热处理元件（棒材、锻件）
- 蒸汽轮机部件：转子、轴、轮盘、
- 高温下运行的盖板、储罐和压力结构。
21HMF的焊接性能如何？
21HMF钢的焊接性能有限。焊接仅在特殊情况下可行，主要采用气体保护焊或电弧焊。一个显著的问题是热影响区的强度降低，因此接头通常需要进行热处理以恢复原始材料的组织和性能。
焊接热处理
焊接前：根据焊层厚度进行预热：
| 材料 | 加热温度 |
|---|---|
| 做 15 毫米 | 250 - 300°C |
| 15–25毫米 | 300 - 350°C |
| 25–50毫米 | 350 - 400°C |
| 超过 50 毫米 | 不建议进行焊接。 |
采用低碳含量或高线性电弧能量方法（MAG、MIG）可以实现更低的温度。
焊后处理
- 应力消除退火：580-650℃，时间：每毫米接头厚度1-2分钟，最少20分钟。
- 正火退火（可选）：900-950℃，约1分钟/毫米，至少20分钟，
- 在制造大型或刚性部件（厚度 > 20 毫米）时，建议进行中间应力消除退火。
21HMF 使用的焊接方法
气焊
- 适用于薄板/薄管（直径最大 100 毫米，厚度最大 10 毫米），
- 在较厚零件的焊接中使用熔透层的可能性
- 对于较厚的横截面，最好采用弧形技术。
电弧焊
覆盖电极（MMA）
- 适用于厚度超过2毫米的材料或直径较大的管道。
- 优选碱性（EB）或金红石型（ER）电极，
- 金红石型焊条通常用于在碱性焊条焊接的焊缝上形成熔透层。
气体保护焊（TIG/MIG）
- 推荐采用TIG焊接方法，适用于薄板和薄管（≤ 5 mm）。
- 对于较大横截面，第一层可以用氩弧焊焊接，后续各层可以用手工电弧焊或熔化极气体保护焊焊接。
- MIG焊接方法适用于较厚的部件和去除缺陷。
有顶拱门
偶尔使用时，需要仔细选择焊接材料并控制工艺条件。
21HMF焊接
可行的焊接方法包括电阻焊和摩擦焊。焊接接头的性能与母材相似，但建议进行焊后热处理以提高接头质量。
切割和表面处理
等离子切割和氧气切割
- 可用氧乙炔火焰、丙烷-丁烷火焰或电弧等离子火焰切割。
- 建议将切好的工件加热至300-350℃后再进行切割。
- 切割后：缓慢冷却，例如在沙子中或隔热垫下。
槽
- 方法：气焰刨削或电弧空气刨削，
- 凿削前预热至300-350℃，
- 凿削后缓慢冷却以降低开裂风险。
- 沟槽区域出现裂纹的可能性无法完全排除。
氢气压力和最高工作温度
温度（最高 600 °C）与氢气分压（最高 800 kgf/cm²）之间的关系决定了安全操作限值。对于最高压力，建议采用较低的操作温度。
550℃下的蠕变和抗蠕变性能
| 时间（小时） | 10 | 10² | 10³ | 10⁴ | 10⁵ |
|---|---|---|---|---|---|
| R₀,₁ (N/mm²) | 〜200 | 〜158 | 〜110 | 〜64 | – |
| Rz (N/mm²) | 〜310 | 〜280 | 〜240 | 〜195 | 〜123 |
材料供应情况：21HMF / 21CrMoV5-7 / 1.7709 / 21CrMoV5-11 / 1.8070
本次优惠活动提供的产品包括：
- 圆轧棒材
- 自由形状锻件，
- 锻造圆棒。
由于其特殊的性能，这种钢材被用于能源、化工和机械行业，这些行业对耐热性和机械耐久性都有要求。