16HG — stal do nawęglania i co z nią robić przy spawaniu
16HG to stopowa stal do nawęglania według PN-89/H-84030/02. Odpowiada jej dziś 16MnCr5 (1.7131) według EN 10084 i ISO 683-3, po stronie AISI/SAE — 5115, GOST — 18ХГ. To nie stal konstrukcyjna: idzie na koła zębate, wałki i sworznie, które potem nawęgla się i hartuje.
Krótka odpowiedź
Odpowiednik 16HG: 16MnCr5, 1.7131. Spawalność ograniczona: CE (IIW) z granic składu wynosi od 0,47 do 0,63, więc potrzebne jest podgrzewanie i elektrody niskowodorowe. Spawa się ją przed nawęglaniem albo naprawczo, ale nie na warstwie nawęglonej i zahartowanej.
Karta gatunku
| Oznaczenie i norma | 16HG · PN-89/H-84030/02 |
|---|---|
| Najbliższy odpowiednik | 16MnCr5 (EN 10084 / ISO 683-3) |
| Numer materiału | 1.7131 |
| GOST | 18ХГ |
| AISI / ASTM | 5115 |
| PN | 16HG |
| Grupa ISO/TR 15608 | 5.1 — stal Cr bez wanadu, C ≤ 0,35 %, 0,75 ≤ Cr ≤ 1,5 %, Mo ≤ 0,7 % (kryteria tabeli 1 w redakcji 2013) |
| Spawalność (tablica odpowiedników) | ograniczona, zwykle podgrzewanie |
Wiersze EN, GOST, AISI/ASTM i PN pochodzą z tablicy odpowiedników gatunków stali. Odpowiednik to gatunek najbliższy, a nie identyczny.
W nazwie PN: 16 — węgiel w setnych procenta, H — chrom, G — mangan. Po nawęglaniu i hartowaniu rdzeń zostaje ciągliwy, a powierzchnia staje się twarda. Własności zależą od tej obróbki, dlatego dla stali do nawęglania normy podają przede wszystkim skład i hartowność, a nie jedną granicę plastyczności.
Skład chemiczny 16HG, % masy
| Pierwiastek | 16MnCr5 (16HG) |
|---|---|
| C | 0,14–0,19 |
| Mn | 1,00–1,30 |
| Si | ≤ 0,40 |
| S | ≤ 0,035 |
| Cr | 0,80–1,10 |
Źródło: steeldata (EN 10084), Global Steel Wire (ISO 683-3), Total Materia (PN-H-84030-02: C, Cr).
Fosforu nie podajemy: karty podają 0,025 % albo 0,035 % (różne wydania norm). Sprawdź go w atescie.
Tabeli własności mechanicznych tu nie ma celowo: dla stali do nawęglania zależą one od obróbki cieplnej i przekroju, a nie od samego gatunku. Do obliczeń bierze się wartości z atestu albo z rysunku.
Równoważnik węgla: CE, CET i dopuszczalny CEV
| Wielkość | Wzór | Wartość | Skąd |
|---|---|---|---|
| CE (IIW) | C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15 | 0,63 | górne granice składu z tabeli |
| CE (IIW) | C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15 | 0,47 | dolne granice składu z tabeli |
| CET | C + (Mn+Mo)/10 + (Cr+Cu)/20 + Ni/40 | 0,38 | górne granice składu z tabeli |
| CET | C + (Mn+Mo)/10 + (Cr+Cu)/20 + Ni/40 | 0,28 | dolne granice składu z tabeli |
Z górnych granic składu CE trafia w pasmo kalkulatora: Zła — Podgrzewanie 200–350 °C, podgrzewanie towarzyszące, wyżarzanie po spawaniu.
Wiersze „dolne granice” to wytop na dolnych granicach składu, „górne granice” — na górnych. Już dolny wynik przekracza 0,40, więc elektrody niskowodorowe są obowiązkowe. Podgrzewanie w tabeli niżej liczy wzór EN 1011-2 z CET, tak jak kalkulator.
Skład z atestu wpisz do kalkulatora równoważnika węgla: link otwiera go z granicami składu z tej strony, wystarczy je nadpisać.
Podgrzewanie i temperatura międzyściegowa
| d, mm | CET 0,28 (dolne granice) · HD 4, °C | CET 0,38 (górne granice) · HD 4, °C | CET 0,38 (górne granice) · HD 12, °C |
|---|---|---|---|
| 10 | — | 65 | 110 |
| 20 | 25 | 100 | 150 |
| 30 | 55 | 130 | 175 |
| 40 | 75 | 150 | 195 |
| 60 | 95 | 170 | 215 |
Wzór EN 1011-2, załącznik C, metoda B, ten sam co w kalkulatorze podgrzewania: energia liniowa 1,5 kJ/mm, wynik zaokrąglony w górę do 5 °C, „—” oznacza, że podgrzewanie jest niepotrzebne. HD 4 — elektrody zasadowe i drut lity, HD 12 — elektrody rutylowe.
Własny CET, grubość i wodór policzysz w kalkulatorze podgrzewania (link otwiera go z CET z górnych granic składu).
Temperatura międzyściegowa: od podgrzewania do 250 °C, jak w kalkulatorze. Po spawaniu element studzi się powoli, żeby strefa wpływu ciepła nie zahartowała się na kruchy martenzyt; przy grubych przekrojach odpuszczanie ustala technolog obróbki cieplnej.
Spoiwo
| Proces | Spoiwo | Gaz |
|---|---|---|
| 111 — elektroda otulona | E 42 4 B 42 H5 — Lincoln Basic 7018, ESAB OK 48.00 | — |
| 135 — MAG drutem litym | G3Si1 / ER70S-6 | Ar + 15–20 % CO₂ |
Stopiwo zwykłej elektrody zasadowej nie ma chromu, więc po nawęglaniu i hartowaniu nie osiągnie twardości materiału rodzimego. Jeśli spoina ma przejść obróbkę razem z częścią, spoiwo uzgadnia się z technologiem; do napraw i do połączeń ze stalą konstrukcyjną wystarcza spoiwo niskowodorowe z tabeli.
Jak spawać
- Spawaj w stanie miękkim, przed nawęglaniem.
- Zeszlifuj warstwę nawęgloną w strefie spoiny, jeśli część już przeszła obróbkę — inaczej pod spoiną powstanie twardy, kruchy pas.
- Podgrzewanie według tabeli albo kalkulatora podgrzewania z CET z atestu, utrzymywane do końca spawania.
- Elektrody zasadowe suszone, wodór na poziomie HD 5 ml/100 g lub niżej.
- Powolne stygnięcie po spawaniu.
Zamiana na odpowiednik: co zmienia się w dokumentach
16MnCr5 jest bezpośrednim odpowiednikiem 16HG pod względem składu. Zamiana na stal konstrukcyjną (S235, S355), żeby łatwiej spawać, zmienia część: takiej stali nie nawęglisz i nie zahartujesz z tym samym wynikiem. Taka decyzja należy do konstruktora.
W WPS wpisz 16MnCr5 i grupę 5.1 według ISO/TR 15608 i sprawdź, czy uznana technologia obejmuje tę grupę: technologia uznana na stali konstrukcyjnej grupy 1 jej nie obejmuje.
Źródła danych
- steeldata, 16MnCr5 (1.7131)
- Global Steel Wire, 16MnCr5 (ISO 683-3)
- Total Materia, PN 16HG
- ISO/TR 15608:2013, tab. 1 (later ISO/TR 15608:2017; replaced by ISO 15608:2025)
Liczby z kart dystrybutorów i producentów są informacyjne; o konkretnej dostawie rozstrzyga atest 3.1 wg EN 10204. CE, CET i podgrzewanie strona liczy przy wyświetlaniu tymi samymi wzorami co kalkulatory.
Częste pytania
Jaki jest odpowiednik 16HG?
16MnCr5, numer 1.7131 (EN 10084, ISO 683-3); AISI/SAE 5115, GOST 18ХГ. To stale do nawęglania z około 1 % chromu i manganu.
Czy stal 16HG jest spawalna?
Tak, z ograniczeniami. CE (IIW) z granic składu wynosi 0,47–0,63: trzeba podgrzewać i używać elektrod niskowodorowych. Spawa się ją przed nawęglaniem; jeśli część już nawęglono i zahartowano, strefę spoiny najpierw zeszlifowuje się z warstwy nawęglonej.
Jaki jest skład chemiczny 16HG (16MnCr5)?
C 0,14–0,19 %, Mn 1,00–1,30 %, Si do 0,40 %, Cr 0,80–1,10 %, S do 0,035 % (steeldata, karta ISO 683-3). Limit fosforu różni się w źródłach (0,025 albo 0,035 %), dlatego sprawdź go w atescie.
Jakie podgrzewanie przy spawaniu 16HG?
Ze wzoru EN 1011-2 przy CET 0,38 (górne granice składu), elektrodach zasadowych HD 4 i energii 1,5 kJ/mm: 100 °C dla 20 mm i 150 °C dla 40 mm. Na dolnych granicach składu (CET 0,28) wychodzi 25 °C i 75 °C.
Do jakiej grupy ISO/TR 15608 należy 16MnCr5?
Według kryteriów tabeli 1 w redakcji 2013 — do 5.1: stale Cr-Mo bez wanadu z C do 0,35 %, Cr 0,75–1,5 % i Mo do 0,7 %. Molibdenu 16MnCr5 nie zawiera, ale kryterium „Mo do 0,7 %” to dopuszcza.
Aktualizacja: