Heb je je ooit afgevraagd hoe het juiste staal bestand is tegen extreme temperaturen? Dit artikel verkent de fascinerende wereld van staalsoorten en hun gebruikslimieten. Van drukcomponenten tot hittebestendige onderdelen, ontdek de geheimen achter hun uithoudingsvermogen en leer hoe je het beste materiaal kiest voor jouw behoeften.
Staal, een veelzijdig en veelgebruikt materiaal in diverse industrieën, vertoont verschillende eigenschappen en gedragingen bij verschillende temperatuurbereiken. Inzicht in deze temperatuurafhankelijke eigenschappen is cruciaal voor ingenieurs, fabrikanten en ontwerpers om de prestaties van staal in diverse toepassingen te optimaliseren. Deze uitgebreide gids onderzoekt de belangrijkste temperatuurbereiken die de eigenschappen van staal beïnvloeden en geeft inzicht in hoe deze kennis kan worden gebruikt voor optimaal gebruik.
1. Kamertemperatuur (20°C tot 100°C)
Bij kamertemperatuur vertoont staal zijn standaard mechanische eigenschappen zoals gespecificeerd in de materiaalinformatiebladen. Dit bereik is ideaal voor de meeste alledaagse toepassingen, waar de sterkte, vervormbaarheid en taaiheid van staal goed in balans zijn. Het is echter belangrijk op te merken dat zelfs binnen dit bereik kleine temperatuurschommelingen de precisie kunnen beïnvloeden in toepassingen met een hoge nauwkeurigheid.
Belangrijke overwegingen:
2. Bereik lage temperatuur (-50°C tot 20°C)
Als de temperatuur onder kamertemperatuur daalt, wordt staal over het algemeen sterker maar minder buigzaam. Dit fenomeen, bekend als verbrossing bij lage temperaturen, kan de prestaties van staal in koude omgevingen aanzienlijk beïnvloeden.
Belangrijke overwegingen:
Beste praktijken:
3. Gematigd hittebereik (100°C tot 450°C)
In dit bereik begint staal merkbare veranderingen in zijn mechanische eigenschappen te vertonen. Hoewel de sterkte in eerste instantie licht kan toenemen door rekveroudering, kan langdurige blootstelling leiden tot ontlaateffecten en een geleidelijke afname van de vloeigrens.
Belangrijke overwegingen:
Beste praktijken:
4. Bereik hoge temperatuur (450°C tot 900°C)
Bij deze verhoogde temperaturen ondergaat staal aanzienlijke microstructurele veranderingen, wat leidt tot substantiële wijzigingen in de mechanische eigenschappen. Dit bereik is kritisch voor warmtebehandelingsprocessen, maar kan nadelig zijn voor de sterkte van staal onder bedrijfsomstandigheden.
Belangrijke overwegingen:
Beste praktijken:
5. Extreem hittebereik (boven 900°C)
Temperaturen boven 900°C komen vaak voor bij staalproductie, warmtebehandeling en lasprocessen. Bij deze extreme temperaturen wordt staal zeer smeedbaar en ondergaat het aanzienlijke microstructurele veranderingen.
Belangrijke overwegingen:
Beste praktijken:
| Staalsoort | Staalnormen | Temperatuurbereik voor gebruik van drukcomponenten en hoofddraagcomponenten (℃) | Bovengrens antioxidanttemperatuur (℃) | ||
| Plaat | Pijp | Smeden | |||
| A3F | GB3274 (GB700) | – | – | （1） | 530 |
| A3 | GB3274 (GB700) | – | – | （2） | 530 |
| 20R | GB6654 | – | – | ≤475 | – |
| 20g | GB713 | – | – | ≤475 | – |
| 10 | GB711 (GB699) | GB8163 GB9948 GB3087 GB6479 | – | ≤475 | 530 |
| 20 | GB711 (GB699) | GB8163 GB9948 GB3087 GB6479 GB5310 | JB755 Bijlage A van deze norm | ≤475 | 530 |
| 25 | – | – | JB755 Bijlage A van deze norm | ≤475 | 530 |
| 35 | – | – | JB755 Bijlage A van deze norm | ≤475 | 530 |
| 45 | – | – | JB755 | 475 | 530 |
| 16MnRC，15MnVRC | GB6655 | – | 400 | ||
| 16Mn | GB3274 (GB1591) | – | （3） | – | |
| GB6479 GB8163 | JB755 Bijlage A van deze norm | ≤475 | – | ||
| 16MnR | GB6654 | JB755 | ≤475 | – | |
| 15MnVR | GB6654 | GB6479 | ≤400 | – | |
| 15MnVNR | GB6654 | – | – | ≤400 | – |
| 18MNMoNbR | GB6654 | – | – | 0-450 (normaliseren + temperen); 450 afschrikken en temperen | – |
| 20MnMo | – | – | JB755 Bijlage A van deze norm | ≤500 | – |
| 20MnMoNb | – | – | JB755 Bijlage A van deze norm | ≤450 | – |
| 15MnMoV | – | – | JB755 Bijlage A van deze norm | ≤520 | – |
| 32MnMoVB | – | – | JB755 Bijlage A van deze norm | 0~350 | – |
| 35CrMo | – | – | JB755 Bijlage A van deze norm | ≤540 | – |
| 16Mo | （4） | （4） | ≤520（5） | – | |
| 12CrMo | （4） | GB9948 GB5310 GB6479 | ≤540 | – | |
| 15CrMo | （4） | GB9948 GB5310 GB6479 | JB755 Bijlage A van deze norm | ≤560 | – |
| 12Cr1MoV | – | GB5310 | JB755 Bijlage A van deze norm | ≤580 | – |
| 12Cr2Mo1 | （4） | GB9948 GB5310 GB6479 | JB755 Bijlage A van deze norm | ≤580 | 600 |
| 1Cr5Mo | GB1221 (4) | GB9948 GB6479 | JB755 Bijlage A van deze norm | ≤600 | 650 |
| 10MoWVNb | GB6479 | ≤580 | 600 | ||
| 0Cr13 | GB4237 (4) | GB2270 | JB755 Bijlage A van deze norm | 0~400 | 750 |
| 00Cr19Ni11 00Cr17Ni14Mo2 00Cr17Ni13Mo3 | GB4237 | GB2270 | JB755 Bijlage A van deze norm | ≤425（3） | – |
| 0Cr19Ni9 1Cr18Ni9Ti 0Cr18Ni11Ti 0Cr18Ni12Mo2Ti 0Cr18Ni12Mo3Ti | GB4237 | GB2270 GB5310 | JB755 Appendix A en B van deze norm | ≤700 | 850 |
| 0CR23Ni13 | GB2270 | ≤900 | 1100 | ||
| INCOLOY800 | （4） | （4） | ≤850 | 1000 | |
| 1Cr25Ni20 | – | – | Bijlage B van deze standaard | ≤900 | 1200 |
Opmerking:
1. De gebruiksbeperkingen voor A3F staalplaat zijn als volgt:
(1) het mag niet worden gebruikt voor onder druk staande onderdelen met extreem gevaarlijke, zeer gevaarlijke of explosieve media;
(2) de gebruikstemperatuur is 0~250℃;
(3) ontwerpdruk ≤0,6MPa;
(4) Vatvolume ≤10m3;
(5) Voor hoofdcomponenten onder druk (schaal, gevormde kop), plaatdikte ≤12mm; voor flenzen, flensdeksels, enz., plaatdikte ≤16mm.
2. De gebruiksbeperkingen voor A3 staalplaat zijn als volgt:
(1) het mag niet worden gebruikt voor onder druk staande onderdelen met extreem gevaarlijke, zeer gevaarlijke of vloeibaar petroleumgas media;
(2) Vatvolume ≤10m3;
(3) voor hoofdcomponenten onder druk (shell, gevormd hoofd): gebruikstemperatuur 0~350℃; ontwerpdruk ≤1.0MPa; plaatdikte ≤16mm;
(4) voor flenzen, flensdeksels, buisplaten en soortgelijke onder druk staande onderdelen: gebruikstemperatuur >-20~350℃; ontwerpdruk ≤4.0MPa; P×Di≤2000 (D is de nominale diameter in mm; P is de ontwerpdruk in MPa).
Wanneer de gebruikstemperatuur -20℃) is en de plaatdikte ≥30mm, mag de slagtaaiheid bij kamertemperatuur van de staalplaat (longitudinale, V-vormige Charpy proefstukken, gemiddelde waarde van drie proefstukken per groep) niet minder zijn dan 27J.
3. De gebruiksbeperkingen voor 16Mn staalplaat zijn als volgt:
(1) mogen stalen platen zonder aanvullende keuring of verzekering van de slagvastheid bij kamertemperatuur niet worden gebruikt voor de hoofdbestanddelen van drukvaten die onder druk staan;
(2) bij gebruik voor flenzen, flensdeksels, buisplaten en soortgelijke onderdelen die onder druk staan, gelden dezelfde gebruiksbeperkingen als voor A3-staal;
(3) na inspectie of herkeuring, als de slagvastheid bij kamertemperatuur gegarandeerd is (longitudinale, V-vormige Charpy-specimens, gemiddelde waarde van drie specimens per groep) niet minder dan 27J, kan het worden gebruikt als de belangrijkste onder druk staande component van drukvat, en de gebruiksbeperkingen zijn als volgt: a. ontwerptemperatuur 0~350℃; b. ontwerpdruk ≤2.5MPa; c. plaatdikte ≤30mm.
4. Er is momenteel geen staalplaat of stalen buis standaard voor 16Mo en INCOLOY 800, en er is geen staalplaat standaard voor 12CrMo, 15CrMo, 12Cr2Mo1, en 1Cr5Mo. Het ontwerp kan verwijzen naar de overeenkomstige buitenlandse staalnormen.
5. Wanneer de langdurige gebruikstemperatuur van 16Mo hoger is dan 475℃, moet rekening worden gehouden met de invloed van grafitisering. Daarom moeten onderdelen onder druk met een cumulatieve gebruiksduur van meer dan 4 jaar worden gecontroleerd op grafitisering.
6. De langdurige gebruikstemperatuur van austenitisch roestvast staal met ultralaag koolstofgehalte boven 425℃ zal resulteren in het neerslaan van carbidechroom bij korrelgrenzen, wat leidt tot het verlies van weerstand tegen interkristallijne corrosie.
7. Ferritisch roestvrij staal stalen platen (met uitzondering van samengestelde platen) met een nominaal chroomgehalte van ≥13% mogen niet worden gebruikt als belangrijkste onder druk staande onderdelen van drukvaten met een ontwerpdruk ≥0,25MPa en een wanddikte >6mm.
8. De minimumtemperatuur die in de tabel wordt aangegeven, is de toepasselijke ondergrenstemperatuurwaarde van deze norm (> -20℃).
9. De "maximale oxidatietemperatuur" in de tabel is alleen van toepassing op onbelaste onderdelen met lage spanning.
Bron: HGJ15-89 Ontwerpcode voor materiaalkeuze van stalen chemische vaten van het Ministerie van Chemische Industrie van de Volksrepubliek China.
| Staalsoort | Intermitterend gebruik ℃ | Continu gebruik ℃ | Doel |
| 0H25N20 （310S） | 1150 | Diverse onderdelen die worden gebruikt voor de productie van verwarmingsovens. | |
| 1H25N20S2 （314） | 925 | 980 | Gebruikt voor de productie van verschillende onderdelen van verwarmingsovens, zoals buizen voor hoge-temperatuurovens, stralingsbuizen, verwarmingsovenrollen en verbrandingskameronderdelen voor apparatuur voor ammoniaksynthese. |
| 1H20N14S2 | 980 | 1095 | Gebruikt voor de productie van ketelhangers en verwarmingsovenonderdelen. |
| 0H23N13（309S） | 1035 | 1150 | Diverse hittebestendige componenten produceren die werken binnen een bereik van 850~1050 ℃, zoals ovensteunen, transportbanden, gloeien ovendeksels, buizen voor thermisch kraken, enz. |
| 253MA （S30815） | 1035 | 1150 | Cycloonafscheider voor circulerend zwavelbed van superkritische energieopwekkingsketel. |
| 0Cr13Al （405） | 815 | 705 | Gebruikt voor de productie van onderdelen die een hoge taaiheid vereisen na blootstelling aan schokbelastingen, zoals stoomturbinebladen, structuren, enz. |
| 1Cr11MoV | 870 | 925 | |
| 00H13N5M3N | 870 | 925 | |
| 2308 | 1035 | 1150 |
Als oprichter van MachineMFG heb ik meer dan tien jaar van mijn carrière gewijd aan de metaalbewerkingsindustrie. Door mijn uitgebreide ervaring ben ik een expert geworden op het gebied van plaatbewerking, verspaning, werktuigbouwkunde en gereedschapsmachines voor metalen. Ik denk, lees en schrijf voortdurend over deze onderwerpen en streef er voortdurend naar om voorop te blijven lopen in mijn vakgebied. Laat mijn kennis en expertise een aanwinst zijn voor uw bedrijf.
NL 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
PT 
RU