Hadfield stålegenskaber: sammensætning, anvendelse

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-17 18:45

Den metallurgiske industri er en af de vigtigste komponenter i hvert lands BNP, og den producerer også unikke og nyttige materialer. Menneskeheden kunne ikke undvære de produkter, der produceres af metallurgiske anlæg. Stål er en af dem. Der er forskellige typer af dette materiale, som bruges i mange industrier. Stål, som har en høj duktilitet og grad af slid, det er også Hadfield stål, er en unik legering. Kravene til det er reguleret af GOST 977-88 og udenlandske analoger (USA, England, Tyskland, Kina, Japan, Finland, Spanien, Korea).

Hadfields historie med stål

Baseret på navnet kan det argumenteres for, at det var Robert Hadfield, der modtog denne legering. Hvem var denne udvikler? Robert Hadfield er en engelsk metallurg, der opnåede en legering med øget styrke i 1882. Dette stål blev ret hurtigt udbredt og viste sig at være et meget unikt materiale.

Efter at Hadfield havde udviklet et unikt stål, blev militæret interesseret i dets udvikling. Dette er ikke overraskende, da en sådan legering er en vigtig komponent til at skabe beskyttelsesudstyr til militæret.

Forstærkede infanterihjelme er det første beskyttelsesudstyr baseret på Hadfield-stål. Lignende hjelme blev brugt af soldater fra den britiske hær, derefter blev det amerikanske militær interesseret i udviklingen og begyndte deres produktion. Indtil 80'erne ændrede Hadfield stålteknologi sig ikke. Men siden 80'erne er der udviklet en organoplast, der er lige så stærk som materialet udviklet af den britiske metallurg, men som var meget lettere.

Infanterihjelme er ikke de eneste anvendelser til Hadfield-stål. Det britiske firma Vickers var det første, der brugte dette højkvalitetsstål til andre formål. Caterpillar tankbanen begyndte at blive produceret af Hadfield-legeringen i 20'erne. Stål øgede kilometertallet for tankspor fra 500 til 4800 kilometer. Under Første Verdenskrig blev en sådan stigning i kilometertal næsten betragtet som et mirakel. Hadfield stål er blevet uundværligt til tankbygning. Snart blev denne legering brugt ikke kun i tankbygning, men også i andre industrier. I USSR begyndte man at smelte Hadfield-stål i 1936.

Hadfield Steel: Sammensætning

Kemisk sammensætning
Element (periodisk system)	Fe	C	Mn	Si	Andre urenheder
Indhold, %	82	1	12	1	4

Ved at analysere den kemiske sammensætning, især procentdelen af kulstof og mangan, kan det ses, at dette er et austenitisk stål. Denne struktur øger slidstyrken og styrker legeringen. Således er stålet modstandsdygtigt over for deformationsprocesser, med en høj grad af duktilitet og slagstyrke. Metallurger hævder, at denne legering var det første legerede stål, der blev masseproduceret.

Hadfield-stålegenskaber

På grund af dets egenskaber kunne austenitisk stål ikke bearbejdes med skærende værktøjer, da det har en høj sejhed. Til fremstilling af produkter af dette materiale kan kun støbning være egnet.

Hadfield-legering har en høj hærdningsevne, som er meget højere end tilsvarende stållegeringer. Austenitisk stål har lav hårdhed, men også høj slidstyrke under stød, højt tryk og ekstreme temperaturer. Baseret på disse egenskaber kan vi sige, at stålet fra den britiske metallurg er velegnet til arbejde i aggressive miljøer.

Funktioner ved Hadfield stålsvejseteknologi

Den termiske ledningsevne af austenit er meget lavere end for andre stål, med 4-6 gange. Termisk udvidelseskoefficient er mange gange større end for lavkulstofstål - 1,9 gange. Det er meget vigtige egenskaber ved metallet, da det påvirker muligheden forkolde sprækker i området for temperaturpåvirkning.

Der er en betydelig mulighed for varm revnedannelse, som skyldes støbekrympningen af legeringen, som er 1,6 gange så stor som mild metal. Den høje temperatur omdanner den austenitiske struktur til en martensitisk struktur, hvilket øger risikoen for revner i højtemperaturområdet.

Hadfield-stålapplikationer

På grund af dens kemiske sammensætning, egenskaber og egenskaber bruges austenit i mange industrier. Ved at bruge stålprodukter kan du være sikker på deres pålidelighed og den højeste styrke.

Slidfast stål er et ret populært materiale. Et stort antal industrivirksomheder, der producerer højstyrkeprodukter, bruger Hadfield-stål. Følgende produkter er lavet af denne legering:

• Engineering produkter.
• Lastbiler til tankbaner.
• Traktorer.
• Jernbanekryds.
• Omskiftere, der er i stand til at fungere under alvorlige stød- og slidforhold.
• Fængselsstænger på vinduer.
• Knuserkomponenter.

Det er interessant at lave fængselsstænger af austenit. Mange mener, at dette er en formel hån mod fanger, der forsøger at flygte. Ifølge genrens klassikere medbringer mange pårørende hacksave til fanger, som i håbet om frihed begynder at skære vinduesbjælker over.

I tilfælde afved brug af almindeligt metal er der mulighed for flugt. Men Hadfield-legeringen er et slidstærkt stål, der ikke kan saves med en konventionel båndsav. Hvis man begynder at save riste fra Hadfield-legeringen, så begynder hærdning af overfladen, hvilket medfører hærdning af austenitten. Hacksaven øger hårdheden af gitteret til hårdheden af hacksaven og derover. Derfor kan vi tale om flugtens uvirkelighed.

Stål 110G13L

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

Stålkvalitet 110G13L - legeret, som bruges til støbegods og har specielle egenskaber. Dette stål har høj slidstyrke under stød eller trykfald.

Brug af stålkvalitet 110G13L

Denne stålkvalitet bruges til fremstilling af følgende materialer:

• Stærkt belastede dele, der skal være slidstærke.
• Kegleknuser.
• Tænder, gravemaskiners vægge.
• Kuglekasse, hvirvelmøller.

Stålkvalitetsanaloger

Mange lande producerer lignende stål.

England	Frankrig	Østrig	Tjekkiet	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

Egenskaber af stålkvalitet 110G13L

Materialets teknologiske og mekaniske egenskaber er angivet i tabellerne.

Casting-egenskaber
Støbekrympning, %	2, 6-2, 7
Teknologiske egenskaber
Svejsning	Bruges ikke til svejsede strukturer
Skørt temperament	Ingen tilbøjelighed
Flockenosensitivity	Ingen følsomhed

Mekaniske egenskaber ved T=20oC stålkvalitet 110G13L

Sortiment	Størrelse	Eks.	sto	sT	d5	y	KCU	Varmebehandling
-	mm	-	MPa	MPa	%	%	kJ / m2	-
Castings, GOST 21357-87			800	400	25	35		Hærdning 1050 - 1100 ° C, køling i vand
GOST 977-88	Pels. egenskaber er indstillet i henhold til kundens krav

Varmebehandling

Varmebehandlingen af Hadfield-stål afhænger direkte af niveauet af kulstofindhold i legeringen. Jo højere kulstofniveauet er, jo højere skal temperaturen være. For eksempel, hvis det er på niveauet 1% i legeringen, så bør temperaturen ikke være lavere end 900 grader. Hvis kulstof er 1,5%, så er forarbejdning mulig ved 1000 grader. Hvis kulstoffet i legeringen er på niveauet 1,6%, skal temperaturen være over 1050 grader. Dette efterfølges af afkøling med vand.

Høj temperatur er nødvendig for fuldstændig opløsning af karbider, som forringer kvaliteten af støbningen, og for væksten af austenitkorn. Holdetiden for støbningen afhænger af dens tykkelse. Så tykkelsen er 30millimeter kræver en eksponering på 4 timer og 125 millimeter - på 24 timer.

Slidstyrken for Hadfield-stål i støbt tilstand er den samme som efter hærdning. Austenitstrukturen er omgivet af et hårdmetalnetværk og opfører sig under slidforhold på samme måde som en homogen hærdet legering. Derfor kan der argumenteres for, at støbt austenit i nogle mikrovolumener har samme sejhed og slidstyrke som hærdet stål. Dens øgede skørhed skyldes påvirkningen af karbidnettet, som forårsager en stærk koncentration af indre spændinger.

Hadfield-stål blev udviklet for årtier siden. I dag er legeret stål en integreret del af produktionen af mange varer i forskellige industrier. Uden den ville industrier som maskinteknik, olie og gas, kemi, fødevare- og energiindustrier ikke kunne fungere norm alt. Glem ikke konstruktion, tankbygning og udvikling af nye typer våben, der bruger nye resultater i den metallurgiske industri. Ingeniører og metallurger forstår dog ikke fuldt ud alle egenskaber, egenskaber og karakteristika ved legeret stål.