Hadfield stålegenskaper: sammensetning, bruk

2025 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2025-01-24 13:22

Den metallurgiske industrien er en av de viktigste komponentene i hvert lands BNP, og den produserer også unike og nyttige materialer. Menneskeheten kunne ikke klare seg uten produktene produsert av metallurgiske anlegg. Stål er en av dem. Det finnes forskjellige typer av dette materialet, som brukes i mange bransjer. Stål, som har høy duktilitet og grad av slitasje, det er også Hadfield-stål, er en unik legering. Kravene til det er regulert av GOST 977-88 og utenlandske analoger (USA, England, Tyskland, Kina, Japan, Finland, Spania, Korea).

Hadfields historie med stål

Basert på navnet kan det hevdes at det var Robert Hadfield som mottok denne legeringen. Hvem var denne utvikleren? Robert Hadfield er en engelsk metallurg som oppnådde en legering med økt styrke i 1882. Ganske raskt ble dette stålet utbredt og viste seg å være et veldig unikt materiale.

Etter at Hadfield utviklet et unikt stål, ble militæret interessert i utviklingen. Dette er ikke overraskende, siden en slik legering er en viktig komponent for å lage verneutstyr for militæret.

Forsterkede infanterihjelmer er det første verneutstyret basert på Hadfield-stål. Lignende hjelmer ble brukt av soldater fra den britiske hæren, deretter ble det amerikanske militæret interessert i utviklingen og begynte produksjonen. Fram til 80-tallet endret ikke Hadfield stålteknologi seg. Men siden 80-tallet har det blitt utviklet en organoplast som er like sterk som materialet utviklet av den britiske metallurgen, men som var mye lettere.

Infanterihjelmer er ikke de eneste bruksområdene for Hadfield-stål. Det britiske selskapet Vickers var det første som brukte dette høykvalitetsstålet til andre formål. Caterpillar tankbanen begynte å bli produsert fra Hadfield-legeringen på 20-tallet. Stål økte kjørelengden på tankspor fra 500 til 4800 kilometer. Under første verdenskrig ble en slik økning i kjørelengde ansett som nesten et mirakel. Hadfield stål er blitt uunnværlig for tankbygging. Snart ble denne legeringen brukt ikke bare i tankbygging, men også i andre industrier. I USSR begynte man å smelte Hadfield-stål i 1936.

Hadfield Steel: komposisjon

Kjemisk sammensetning
Element (periodisk system)	Fe	C	Mn	Si	Andre urenheter
Innhold, %	82	1	12	1	4

Ved å analysere den kjemiske sammensetningen, spesielt prosentandelen karbon og mangan, kan man se at dette er et austenittisk stål. Denne strukturen øker slitestyrken og styrker legeringen. Dermed er stålet motstandsdyktig mot deformasjonsprosesser, med høy grad av duktilitet og slagstyrke. Metallurger hevder at denne legeringen var det første legerte stålet som ble masseprodusert.

Hadfield-stålegenskaper

På grunn av dets egenskaper kunne austenittisk stål ikke bearbeides med skjærende verktøy, da det har høy seighet. For produksjon av produkter fra dette materialet kan kun støping være egnet.

Hadfield-legering har høy arbeidsherdeevne, som er mye høyere enn tilsvarende stållegeringer. Austenittisk stål har lav hardhet, men også høy slitestyrke under støt, høyt trykk og ekstreme temperaturer. Basert på disse egenskapene kan vi si at stålet til den britiske metallurgen er egnet for arbeid i aggressive miljøer.

Funksjoner ved Hadfield stålsveiseteknologi

Den termiske ledningsevnen til austenitt er mye lavere enn for andre stål, med 4-6 ganger. Koeffisienten for termisk utvidelse er mange ganger større enn lavkarbonstål - 1,9 ganger. Dette er svært viktige egenskaper ved metallet, da det påvirker muligheten forkalde sprekker i området for temperaturpåvirkning.

Det er en betydelig mulighet for varmesprekker, som skyldes støpekrympingen av legeringen, som er 1,6 ganger så stor som for mildt metall. Den høye temperaturen forvandler den austenittiske strukturen til en martensittisk struktur, noe som øker risikoen for sprekker i høytemperaturområdet.

Hadfield-stålapplikasjoner

På grunn av sin kjemiske sammensetning, egenskaper og egenskaper, brukes austenitt i mange industrier. Ved å bruke stålprodukter kan du være sikker på deres pålitelighet og høyeste styrke.

Slitasjebestandig stål er et ganske populært materiale. Et stort antall industribedrifter som produserer høystyrkeprodukter bruker Hadfield-stål. Følgende produkter er laget av denne legeringen:

• Ingeniørprodukter.
• Lastbiler for tankbelter.
• Traktorer.
• Jernbanekryss.
• Bryttere som kan fungere under alvorlige støt- og slitasjeforhold.
• Fengselssperrer på vinduer.
• Knuserkomponenter.

Det er interessant å lage fengselsstenger av austenitt. Mange mener at dette er en formell hån mot fanger som prøver å rømme. I følge klassikerne i sjangeren tar mange slektninger med seg baufil til fanger, som i håp om frihet begynner å kutte vindussperrer.

I tilfelleved bruk av vanlig metall er det mulighet for rømning. Men Hadfield-legeringen er et slitesterkt stål som ikke kan sages med en konvensjonell baufil. Hvis du begynner å sage rister fra Hadfield-legeringen, begynner herding av overflaten, som medfører herding av austenitten. Hacksagen øker hardheten til gitteret til hardheten til baufilen og oppover. Derfor kan vi snakke om fluktens uvirkelighet.

Steel 110G13L

Kjemisk sammensetning
Element (periodisk system)	Ni	C	Mn	Si	S	P	Cr
Innhold, %	maks. 1	0, 9-1, 5	11, 5-15	0, 3-1	maks. 0,05	maks. 0, 12	maks. 1

Stålkvalitet 110G13L - legert, som brukes til støpegods og har spesielle egenskaper. Dette stålet har høy slitestyrke under støt eller trykkfall.

Bruk av stålkvalitet 110G13L

Denne stålkvaliteten brukes i produksjonen av følgende materialer:

• Tungt belastede deler som må være slitesterke.
• kjegleknuser.
• Tenner, vegger på gravemaskiner.
• Case of ball, vortex mills.

Stålkvalitetsanaloger

Mange land produserer lignende stål.

England	Frankrike	Østerrike	Tsjekkia	Kina	Italia	Spania	USA	Tyskland
BW10	Z120M12M Z120M12	BOHLERK700	422920 17618	ZGMn13-1ZGMn13-2	GX120Mn12	AM-X-120Mn12X120Mn12	A128 J91109 J91139J91149 J91129	1.3401 X120Mn12 GX120Mn12

Egenskaper av stålkvalitet 110G13L

Teknologiske og mekaniske egenskaper til materialet er gitt i tabellene.

Castingegenskaper
Støpekrymping, %	2, 6-2, 7
Teknologiske egenskaper
Sveising	Ikke brukt for sveisede strukturer
Skjørhet i temperament	Ingen tilbøyelighet
Flockenosensitivity	Ingen følsomhet

Mekaniske egenskaper ved T=20oC stålkvalitet 110G13L

sortiment	Size	Eks.	sto	sT	d5	y	KCU	Varmebehandling
-	mm	-	MPa	MPa	%	%	kJ / m2	-
Castings, GOST 21357-87			800	400	25	35		Herding 1050 - 1100 ° C, avkjøling i vann
GOST 977-88	Pels. eiendommer er satt i henhold til kundens krav

Varmebehandling

Varmebehandlingen av Hadfield-stål avhenger direkte av nivået av karboninnhold i legeringen. Jo høyere karbonnivå, jo høyere bør temperaturen være. For eksempel, hvis det er på nivået 1% i legeringen, bør temperaturen ikke være lavere enn 900 grader. Hvis karbon er 1,5 %, er prosessering mulig ved 1000 grader. Hvis karbonet i legeringen er på nivået 1,6%, bør temperaturen være over 1050 grader. Dette etterfølges av avkjøling med vann.

Høy temperatur er nødvendig for fullstendig oppløsning av karbider, som forringer kvaliteten på støpegodset, og for vekst av austenittkorn. Holdetiden til støpen avhenger av tykkelsen. Så tykkelsen er 30millimeter krever en eksponering på 4 timer, og 125 millimeter – på 24 timer.

Slitestyrken til Hadfield-stål i støpt tilstand er den samme som etter herding. Austenittstrukturen er omgitt av et karbidnettverk og oppfører seg under slitasjeforhold på samme måte som en homogen herdet legering. Derfor kan det hevdes at støpt austenitt i enkelte mikrovolumer har samme seighet og slitestyrke som herdet stål. Dens økte sprøhet skyldes påvirkningen av karbidnettet, som forårsaker en sterk konsentrasjon av indre spenninger.

Hadfield-stål ble utviklet for flere tiår siden. I dag er legert stål en integrert del av produksjonen av mange varer i ulike bransjer. Uten den ville ikke industrier som maskinteknikk, olje og gass, kjemisk industri, mat og energi kunne fungere norm alt. Ikke glem konstruksjon, tankbygging og utvikling av nye typer våpen som bruker nye prestasjoner i metallurgisk industri. Imidlertid forstår ikke ingeniører og metallurger alle egenskapene, egenskapene og egenskapene til legert stål.