Oceli · supermartenzitická nerez (nízkouhlíková CrNiMo)
X3CrNiMo13-4 (1.4313)
Nízkouhlíková martenzitická nerez s niklem a molybdenem, standard pro oběžná kola vodních turbín a velké odlitky.
Popis materiálu
X3CrNiMo13-4 (1.4313) je supermartenzitická nerez (nízkouhlíková CrNiMo). Nízkouhlíková martenzitická nerez s niklom a molybdénom, štandard pre obežné kolesá vodných turbín a veľké odliatky. Materiál sa dodáva žíhaný na mäkko a finálne vlastnosti získava kalením a popúšťaním; v tomto stave je magnetický a odolný proti opotrebeniu.
Mechanické a fyzikální vlastnosti
Hustota
približne 7,7 g/cm³
Teplota tání
približne 1420–1510 °C
Pevnost v tahu (Rm)
780–980 MPa
Mez kluzu (Rp0,2)
min. 620 MPa
Tažnost (A)
min. 15 %
Tvrdost
približne 250–300 HB
Tepelná vodivost
približne 24–30 W/(m·K)
Max. provozní T
približne 300–400 °C (nad teplotu popúšťania klesá tvrdosť)
Modul pružnosti (E)
približne 200–220 GPa
Hodnoty sú orientačné (typické priemery). Presné hodnoty závisia od stavu, tepelného spracovania a konkrétnej normy.
Chemické složení
C ≤ 0,05 %, Cr 12,0–14,0 %, Ni 3,5–4,5 %, Mo 0,3–0,7 %
Označení
- EN / DIN
- X3CrNiMo13-4 (1.4313)
- ASTM / AISI / UNS
- ASTM CA6NM / UNS S41500
- ČSN
- orientačne podľa EN
Typické použití
- oběžná kola vodních turbín
- tělesa a rotory čerpadel
- diely v energetike
- lodní komponenty
Hlavní vlastnosti
- výborná houževnatost i při nízkých teplotách
- velmi dobrá svařitelnost na martenzitickou nerez
- odolnost proti kavitaci
Zpracování
Obrobitelnost
dobrá
Svařitelnost
dobrá s předehřevem 100–150 °C
Povrchové úpravy
Dostupnost a cena
Dostupnost
tyče, plechy a výkovky běžně dostupné u distributorů nerezu; nožířské a PH třídy podle tloušťky na objednávku
Cena
střední až vysoká
Výhody a nevýhody
Výhody
- výborná houževnatost i při nízkých teplotách
- velmi dobrá svařitelnost na martenzitickou nerez
- odolnost proti kavitaci
Nevýhody
- nižšia korózna odolnosť než austenitické a duplexné nerezi
- obmedzená zvariteľnosť — riziko trhlín bez predohrevu a popúšťania
- krehnutie pri popúšťaní v pásme približne 400–550 °C
Typické zpracování
Aplikace a použití
Strojárstvo a výroba
- oběžná kola vodních turbín
- tělesa a rotory čerpadel
- diely v energetike
- lodní komponenty
Energetika a čerpadlá
- hřídele
- oběžná kola
- ventilová sedla
Obrábění (CNC parametry)
Obrobitelnost
dobrá
Řezná rychlost
orientačne 60–150 m/min povlakovaným karbidom v žíhanom stave; v kalenom stave len brúsenie alebo tvrdé sústruženie CBN
Nástroj
povlakovaný karbid (TiAlN), pre kalený stav CBN alebo keramika
Chlazení
emulzia s vysokou mazivosťou, dostatočný prietok kvôli tepelnej záťaži
Obrábajte pred kalením a nechajte prídavok 0,2–0,5 mm na brúsenie po tepelnom spracovaní kvôli deformáciám.
Svařování
Svařitelnost
dobrá s předehřevem 100–150 °C
Vhodné metódy
Nutný predohrev 200–300 °C (pri nízkouhlíkových supermartenzitických triedach 100–150 °C) a popúšťanie ihneď po zvarení. Vysokouhlíkové nožiarske triedy sa nezvárajú.
Povrchové úpravy
Morenie a pasivácia
nutné po kalení a brúsení na obnovenie pasívnej vrstvy
Nitridácia (plazmová)
zvyšuje povrchovú tvrdosť nad 1000 HV, mierne znižuje koróznu odolnosť
PVD povlaky (TiN, CrN, DLC)
vhodné pre formy, nože a diely s vysokým oterom
Pokovovanie zinkom
riziko vodíkovej krehkosti pri vysokopevnostných stavoch
Tepelné zpracování
Žíhání
žíhanie na mäkko 750–850 °C s pomalým ochladzovaním v peci na obrobiteľnú tvrdosť
Kalení
1000–1050 °C, vzduch
Popouštění
570–620 °C, prípadne dvojstupňové popúšťanie
Vyhýbajte sa popúšťaniu v pásme 400–550 °C (pokles húževnatosti a koróznej odolnosti). Pri vysokouhlíkových triedach zaraďte hlboké schladenie na −70 °C pre rozklad zvyškového austenitu.
Srovnatelné třídy (ekvivalenty v normách)
| Norma | Označenie |
|---|---|
| EN / DIN | X3CrNiMo13-4 (1.4313) |
| ASTM / AISI / UNS | ASTM CA6NM / UNS S41500 |
| ČSN | orientačne podľa EN |
Dostupnost a formy
Cenová třída: €€€
Bežné triedy (1.4006, 1.4021, 1.4057) sú skladom; PH triedy a dusíkom legované ocele majú dlhšie dodacie lehoty.
Environmentální a bezpečnostní poznámky
- plne recyklovateľná
- nižší obsah niklu než austenitické nerezi
- dlhá životnosť dielov znižuje spotrebu materiálu
Upozornění při zpracování
- pri brúsení vzniká prach s obsahom chrómu — používajte odsávanie a respirátor
- kalené diely sú krehké, pri manipulácii hrozí odštiepenie
- pri kalení a popúšťaní dodržiavajte bezpečnostné pokyny pre soľné a olejové kúpele