Caracteristicile oțelului Hadfield: compoziție, aplicare

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-17 19:05

Industria metalurgică este una dintre cele mai importante componente ale PIB-ului fiecărei țări și, de asemenea, produce materiale unice și utile. Omenirea nu se putea lipsi de produsele produse de uzinele metalurgice. Oțelul este unul dintre ele. Există diferite tipuri de acest material, care sunt utilizate în multe industrii. Oțelul, care are o ductilitate ridicată și un grad de uzură, este și oțel Hadfield, este un aliaj unic. Cerințele pentru aceasta sunt reglementate de GOST 977-88 și analogii străini (SUA, Anglia, Germania, China, Japonia, Finlanda, Spania, Coreea).

Istoria oțelului lui Hadfield

Pe baza numelui, se poate argumenta că Robert Hadfield a fost cel care a primit acest aliaj. Cine a fost acest dezvoltator? Robert Hadfield este un metalurgist englez care a obținut un aliaj cu rezistență crescută în 1882. Destul de repede, acest oțel s-a răspândit și s-a dovedit a fi un material foarte unic.

După ce Hadfield a dezvoltat un oțel unic, armata a devenit interesată de dezvoltarea acestuia. Acest lucru nu este surprinzător, deoarece un astfel de aliaj este o componentă esențială pentru crearea echipamentului de protecție pentru militari.

Căștile de infanterie întărite sunt primul echipament de protecție bazat pe oțel Hadfield. Căști similare au fost folosite de soldații armatei britanice, apoi armata americană a devenit interesată de dezvoltare și a început producția lor. Până în anii 80, tehnologia oțelului Hadfield nu s-a schimbat. Dar din anii '80 s-a dezvoltat un organoplastic care este la fel de puternic ca materialul dezvoltat de metalurgistul britanic, dar era mult mai ușor.

Căștile de infanterie nu sunt singurele utilizări pentru oțelul Hadfield. Compania britanică Vickers a fost prima care a folosit acest oțel de în altă calitate în alte scopuri. Sina de tanc Caterpillar a început să fie produsă din aliajul Hadfield în anii 20. Oțelul a crescut kilometrajul șinelor de tanc de la 500 la 4800 de kilometri. În timpul Primului Război Mondial, o astfel de creștere a kilometrajului a fost considerată aproape un miracol. Oțelul Hadfield a devenit indispensabil pentru construcția tancurilor. Curând, acest aliaj a fost folosit nu numai în construcția de rezervoare, ci și în alte industrii. În URSS, oțelul Hadfield a început să fie topit în 1936.

Hadfield Steel: Compoziție

Compoziție chimică
Element (tabel periodic)	Fe	C	Mn	Si	Alte impurități
Conținut, %	82	1	12	1	4

Analizând compoziția chimică, în special procentul de carbon și mangan, se poate observa că acesta este un oțel austenitic. Această structură mărește rezistența la uzură și întărește aliajul. Astfel, otelul este rezistent la procesele de deformare, avand un grad ridicat de ductilitate si rezistenta la impact. Metalurgiștii susțin că acest aliaj a fost primul oțel aliat care a fost produs în masă.

Proprietăți de oțel Hadfield

Datorită proprietăților sale, oțelul austenitic nu a putut fi prelucrat cu scule așchietoare, deoarece are o duritate ridicată. Pentru fabricarea produselor din acest material, numai turnarea poate fi potrivită.

Aliajul Hadfield are o capacitate mare de întărire, care este mult mai mare decât aliajele de oțel similare. Oțelul austenitic are duritate scăzută, dar și rezistență mare la uzură la impact, presiune ridicată și temperaturi extreme. Pe baza acestor caracteristici, putem spune că oțelul metalurgistului britanic este potrivit pentru lucrul în medii agresive.

Caracteristici ale tehnologiei de sudare a oțelului Hadfield

Conductivitatea termică a austenitei este mult mai mică decât cea a altor oțeluri, de 4-6 ori. Coeficientul de dilatare termică este de multe ori mai mare decât cel al oțelurilor cu conținut scăzut de carbon - de 1,9 ori. Acestea sunt caracteristici foarte importante ale metalului, deoarece afectează posibilitatea defisuri reci în zona de influență a temperaturilor.

Există o posibilitate semnificativă de fisurare la cald, care se datorează contracției de turnare a aliajului, care este de 1,6 ori mai mare decât a metalului blând. Temperatura ridicată transformă structura austenitică într-o structură martensitică, ceea ce crește riscul de fisurare în zona cu temperaturi ridicate.

Aplicații de oțel Hadfield

Datorită compoziției sale chimice, caracteristicilor și caracteristicilor, austenita este folosită în multe industrii. Folosind produse din oțel, puteți fi sigur de fiabilitatea lor și de cea mai mare rezistență.

Oțelul rezistent la uzură este un material destul de popular. Un număr mare de întreprinderi industriale care produc produse de în altă rezistență folosesc oțel Hadfield. Următoarele produse sunt fabricate din acest aliaj:

• Produse de inginerie.
• Camioane pentru șine de tancuri.
• Tractoare.
• Truci de cale ferată.
• Comutatoare capabile să funcționeze în condiții severe de impact și abraziune.
• Graduri de închisoare pe ferestre.
• Componente concasor.

Este interesant să faci gratii de închisoare din austenită. Mulți cred că aceasta este o batjocură oficială a prizonierilor care încearcă să evadeze. Potrivit clasicilor genului, multe rude aduc ferăstraie pentru prizonieri, care, în speranța libertății, încep să taie gratiile ferestrelor.

În cazfolosind metal obișnuit există o posibilitate de evadare. Dar aliajul Hadfield este un oțel rezistent la uzură care nu poate fi tăiat cu un ferăstrău convențional. Dacă începeți să tăiați grătare din aliajul Hadfield, atunci începe întărirea suprafeței, ceea ce implică întărirea austenitei. Ferăstrăul mărește duritatea rețelei până la duritatea ferăstrăului și mai sus. Prin urmare, putem vorbi despre irealitatea evadării.

Oțel 110G13L

Compoziție chimică
Element (tabel periodic)	Ni	C	Mn	Si	S	P	Cr
Conținut, %	max. 1	0, 9-1, 5	11, 5-15	0, 3-1	max. 0,05	max. 0, 12	max. 1

Oțel de calitate 110G13L - aliat, care este folosit pentru turnare și are proprietăți deosebite. Acest oțel are o rezistență ridicată la uzură la impact sau căderi de presiune.

Utilizarea oțelului de calitate 110G13L

Acest grad de oțel este utilizat la producerea următoarelor materiale:

• Piese puternic încărcate care trebuie să fie rezistente la uzură.
• Concasor cu con.
• Dinți, pereți de excavatoare.
• Casa de bile, mori vortex.

Analogi de calitate a oțelului

Multe țări produc oțel similar.

Anglia	Franța	Austria	Republica Cehă	China	Italia	Spania	SUA	Germania
BW10	Z120M12M Z120M12	BOHLERK700	422920 17618	ZGMn13-1ZGMn13-2	GX120Mn12	AM-X-120Mn12X120Mn12	A128 J91109 J91139J91149 J91129	1.3401 X120Mn12 GX120Mn12

Proprietăți ale oțelului de calitate 110G13L

Proprietățile tehnologice și mecanice ale materialului sunt date în tabele.

Proprietăți de difuzare
Reducere a turnării, %	2, 6-2, 7
Proprietăți tehnologice
Sudura	Nu este folosit pentru structuri sudate
fragilitate temperatură	Fără înclinare
Flockenosensibilitate	Fără sensibilitate

Proprietăți mecanice la T=20oC calitatea oțelului 110G13L

Asortiment	Mărime	Ex.	s la	sT	d5	y	KCU	Tratament termic
-	mm	-	MPa	MPa	%	%	kJ / m2	-
Castinguri, GOST 21357-87			800	400	25	35		Întărire 1050 - 1100 °C, răcire în apă
GOST 977-88	Blăni. proprietățile sunt stabilite în funcție de cerințele clienților

Tratament termic

Tratamentul termic al oțelului Hadfield depinde direct de nivelul conținutului de carbon din aliaj. Cu cât nivelul de carbon este mai mare, cu atât temperatura ar trebui să fie mai mare. De exemplu, dacă este la nivelul de 1% în aliaj, atunci temperatura nu trebuie să fie mai mică de 900 de grade. Dacă carbonul este de 1,5%, atunci procesarea este posibilă la 1000 de grade. Dacă carbonul din aliaj este la nivelul de 1,6%, atunci temperatura ar trebui să fie peste 1050 de grade. Aceasta este urmată de răcire cu apă.

Temperatura ridicată este necesară pentru dizolvarea completă a carburilor, care degradează calitatea turnării și pentru creșterea granulelor de austenită. Timpul de menținere al turnării depinde de grosimea acesteia. Deci, grosimea este de 30milimetri necesită o expunere de 4 ore și 125 de milimetri - în 24 de ore.

Rezistența la uzură a oțelului Hadfield în stare turnată este aceeași ca după întărire. Structura austenită este înconjurată de o rețea de carbură și se comportă în condiții de uzură la fel ca un aliaj omogen întărit. De aceea se poate susține că austenita turnată în unele microvolume are aceeași duritate și rezistență la uzură ca oțelul călit. fragilitatea sa crescută se datorează influenței ochiurilor de carbură, care determină o concentrare puternică a tensiunilor interne.

Oțelul Hadfield a fost dezvoltat cu zeci de ani în urmă. Astăzi, oțelul aliat este o parte integrantă a producției de multe bunuri în diverse industrii. Fără el, industrii precum inginerie mecanică, industria petrolului și gazelor, industria chimică, alimentară și energetică nu ar putea funcționa normal. Nu uitați de construcție, construcția de tancuri și dezvoltarea de noi tipuri de arme care folosesc noi realizări în industria metalurgică. Cu toate acestea, inginerii și metalurgiștii nu înțeleg pe deplin toate proprietățile, caracteristicile și caracteristicile oțelurilor aliate.