Hadfield stålegenskaper: sammansättning, applikation

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-17 19:08

Den metallurgiska industrin är en av de viktigaste komponenterna i varje lands BNP, och den producerar också unika och användbara material. Mänskligheten kunde inte klara sig utan de produkter som produceras av metallurgiska anläggningar. Stål är en av dem. Det finns olika typer av detta material, som används i många industrier. Stål, som har en hög duktilitet och slitagegrad, det är även Hadfield-stål, är en unik legering. Kraven för det regleras av GOST 977-88 och utländska analoger (USA, England, Tyskland, Kina, Japan, Finland, Spanien, Korea).

Hadfields historia av stål

Baserat på namnet kan man hävda att det var Robert Hadfield som fick denna legering. Vem var denna utvecklare? Robert Hadfield är en engelsk metallurg som fick en legering med ökad hållfasthet 1882. Ganska snabbt blev detta stål utbrett och visade sig vara ett mycket unikt material.

Efter att Hadfield utvecklat ett unikt stål blev militären intresserad av dess utveckling. Detta är inte förvånande, eftersom en sådan legering är en viktig komponent för att skapa skyddsutrustning för militären.

Reinforced Infantry Helmets är den första skyddsutrustningen baserad på Hadfield-stål. Liknande hjälmar användes av soldater från den brittiska armén, sedan blev den amerikanska militären intresserad av utvecklingen och började sin produktion. Fram till 80-talet förändrades inte Hadfields stålteknik. Men sedan 80-talet har en organoplast utvecklats som är lika stark som materialet som utvecklats av den brittiske metallurgen, men som var mycket lättare.

Infanterihjälmar är inte de enda användningsområdena för Hadfield-stål. Det brittiska företaget Vickers var först med att använda detta högkvalitativa stål för andra ändamål. Caterpillar tankbanan började tillverkas av Hadfield-legeringen på 20-talet. Stål ökade körsträckan på tankspår från 500 till 4800 kilometer. Under första världskriget ansågs en sådan ökning av körsträcka nästan vara ett mirakel. Hadfield stål har blivit oumbärligt för tankbyggen. Snart användes denna legering inte bara i tankbyggnad, utan också i andra industrier. I Sovjetunionen började man smälta Hadfield-stål 1936.

Hadfield Steel: Komposition

Kemisk sammansättning
Element (periodiska systemet)	Fe	C	Mn	Si	Andra orenheter
Innehåll, %	82	1	12	1	4

Genom att analysera den kemiska sammansättningen, särskilt andelen kol och mangan, kan man se att detta är ett austenitiskt stål. Denna struktur ökar slitstyrkan och stärker legeringen. Således är stålet motståndskraftigt mot deformationsprocesser, med en hög grad av duktilitet och slaghållfasthet. Metallurger hävdar att denna legering var det första legerade stålet som masstillverkades.

Hadfield stålegenskaper

På grund av dess egenskaper kunde austenitiskt stål inte bearbetas med skärande verktyg, eftersom det har en hög seghet. För tillverkning av produkter av detta material kan endast gjutning vara lämplig.

Hadfield-legering har en hög arbetshärdningsförmåga, som är mycket högre än liknande stållegeringar. Austenitiskt stål har låg hårdhet, men också hög slitstyrka vid stötar, högt tryck och extrema temperaturer. Baserat på dessa egenskaper kan vi säga att stålet från den brittiska metallurgen är lämpligt för arbete i aggressiva miljöer.

Funktioner hos Hadfield stålsvetsteknik

Värmeledningsförmågan för austenit är mycket lägre än för andra stål, 4-6 gånger. Termisk expansionskoefficient är många gånger högre än för lågkolstål - 1,9 gånger. Dessa är mycket viktiga egenskaper hos metallen, eftersom det påverkar möjligheten attkalla sprickor i området för temperaturpåverkan.

Det finns en betydande risk för hetsprickbildning, vilket beror på legeringens gjutkrympning, som är 1,6 gånger den för mild metall. Den höga temperaturen omvandlar den austenitiska strukturen till en martensitisk struktur, vilket ökar risken för sprickbildning i högtemperaturområdet.

Hadfield stålapplikationer

På grund av sin kemiska sammansättning, egenskaper och egenskaper används austenit i många industrier. Genom att använda stålprodukter kan du vara säker på deras tillförlitlighet och högsta hållfasthet.

Slitstarkt stål är ett ganska populärt material. Ett stort antal industriföretag som producerar höghållfasta produkter använder Hadfield-stål. Följande produkter är gjorda av denna legering:

• Engineering produkter.
• Lastbilar för tankspår.
• Traktorer.
• Järnvägskorsningar.
• Omkopplare som kan fungera under svåra stötar och nötningsförhållanden.
• Fängelsegaller på fönster.
• Krosskomponenter.

Det är intressant att göra fängelsestänger av austenit. Många tror att detta är ett formellt hån mot fångar som försöker fly. Enligt genrens klassiker tar många släktingar med sig bågfil till fångar, som i hopp om frihet börjar skära fönstergaller.

I fallmed vanlig metall finns det en möjlighet att fly. Men Hadfield-legeringen är ett slitstarkt stål som inte kan sågas med en konventionell bågfil. Om man börjar såga galler från Hadfield-legeringen så börjar härdning av ytan, vilket medför härdning av austeniten. Bågfilen ökar gallrets hårdhet till hårdheten på bågfilen och uppåt. Därför kan vi prata om det overkliga med flykten.

Stål 110G13L

Kemisk sammansättning
Element (periodiska systemet)	Ni	C	Mn	Si	S	P	Cr
Innehåll, %	max. 1	0, 9-1, 5	11, 5-15	0, 3-1	max. 0,05	max. 0, 12	max. 1

Stålsort 110G13L - legerat, som används för gjutgods och har speciella egenskaper. Detta stål har hög slitstyrka vid stötar eller tryckfall.

Användning av stålkvalitet 110G13L

Denna stålkvalitet används vid tillverkning av följande material:

• Tungt belastade delar som måste vara slitstarka.
• Konkross.
• Tänder, väggar på grävmaskiner.
• Case of ball, virvelkvarnar.

Stålkvalitetsanaloger

Många länder tillverkar liknande stål.

England	Frankrike	Österrike	Tjeckien	Kina	Italien	Spanien	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

Materialets tekniska och mekaniska egenskaper anges i tabellerna.

Castingegenskaper
Gjutningskrympning, %	2, 6-2, 7
Teknologiska egenskaper
Svetsning	Används inte för svetsade strukturer
Humörets sprödhet	Ingen böjelse
Flockenosensitivity	Ingen känslighet

Mekaniska egenskaper vid T=20oC stålsort 110G13L

Sortiment	Size	Ex.	sto	sT	d5	y	KCU	Värmebehandling
-	mm	-	MPa	MPa	%	%	kJ / m2	-
Castings, GOST 21357-87			800	400	25	35		Härdning 1050 - 1100 °C, kylning i vatten
GOST 977-88	Päls. egenskaper ställs in enligt kundens krav

Värmebehandling

Värmebehandlingen av Hadfield-stål beror direkt på nivån på kolh alten i legeringen. Ju högre kolh alt, desto högre bör temperaturen vara. Till exempel, om det är på nivån 1% i legeringen, bör temperaturen inte vara lägre än 900 grader. Om kol är 1,5% är bearbetning möjlig vid 1000 grader. Om kolet i legeringen är på nivån 1,6%, bör temperaturen vara över 1050 grader. Detta följs av kylning med vatten.

Hög temperatur är nödvändig för fullständig upplösning av karbider, som försämrar kvaliteten på gjutgodset, och för tillväxten av austenitkorn. Hålltiden för gjutgodset beror på dess tjocklek. Så tjockleken är 30millimeter kräver en exponering på 4 timmar och 125 millimeter - på 24 timmar.

Nötningsbeständigheten för Hadfield-stål i gjutet tillstånd är densamma som efter härdning. Austenitstrukturen är omgiven av ett hårdmetallnätverk och uppför sig under slitage på samma sätt som en homogen härdad legering. Det är därför man kan hävda att gjuten austenit i vissa mikrovolymer har samma seghet och slitstyrka som härdat stål. Dess ökade sprödhet beror på inverkan av karbidnätet, vilket orsakar en stark koncentration av inre spänningar.

Hadfield-stål utvecklades för decennier sedan. Idag är legerat stål en integrerad del av produktionen av många varor inom olika branscher. Utan den skulle industrier som maskinteknik, olja och gas, kemi, livsmedel och energi inte kunna fungera norm alt. Glöm inte konstruktion, tankbyggnad och utveckling av nya typer av vapen som använder nya prestationer inom metallurgisk industri. Ingenjörer och metallurger förstår dock inte till fullo alla egenskaper, egenskaper och egenskaper hos legerat stål.