A Hadfield acél jellemzői: összetétel, alkalmazás

2025 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2025-01-24 13:17

A kohászati ipar minden ország GDP-jének egyik legfontosabb összetevője, emellett egyedi és hasznos anyagokat is gyárt. Az emberiség nem nélkülözheti a kohászati üzemek által előállított termékeket. Az acél ezek közé tartozik. Ennek az anyagnak különféle típusai vannak, amelyeket számos iparágban használnak. Egyedülálló ötvözet az acél, amelynek nagy a hajlékonysága és kopásfoka, ez egyben Hadfield acél is. A rá vonatkozó követelményeket a GOST 977-88 és a külföldi analógok (USA, Anglia, Németország, Kína, Japán, Finnország, Spanyolország, Korea) szabályozzák.

Hadfield acéltörténete

A név alapján vitatható, hogy Robert Hadfield kapta ezt az ötvözetet. Ki volt ez a fejlesztő? Robert Hadfield angol kohász, aki 1882-ben megnövelt szilárdságú ötvözetet szerzett. Ez az acél meglehetősen gyorsan elterjedt, és nagyon egyedi anyagnak bizonyult.

Miután Hadfield kifejlesztett egy egyedülálló acélt, a hadsereg érdeklődni kezdett a fejlesztése iránt. Ez nem meglepő, mivel egy ilyen ötvözet elengedhetetlen eleme a katonai védőfelszerelések létrehozásának.

A megerősített gyalogsági sisakok az első Hadfield acél alapú védőfelszerelések. Hasonló sisakokat használtak a brit hadsereg katonái is, majd az amerikai hadsereg is érdeklődött a fejlesztés iránt, és megkezdték a gyártást. A 80-as évekig a Hadfield acéltechnológiája nem változott. De a 80-as évek óta olyan szerves műanyagot fejlesztettek ki, amely ugyanolyan erős, mint a brit kohász által kifejlesztett anyag, de sokkal könnyebb volt.

A Hadfield acél nem csak gyalogsági sisakokat használ. A brit Vickers cég volt az első, amely ezt a kiváló minőségű acélt más célokra is felhasználta. A lánctalpas tankláncot a 20-as években kezdték gyártani a Hadfield ötvözetből. Az acél 500-ról 4800 kilométerre növelte a tartályláncok futásteljesítményét. Az első világháború idején a futásteljesítmény ilyen mértékű növekedése szinte csodának számított. A Hadfield acél nélkülözhetetlenné vált a tartályépítéshez. Hamarosan ezt az ötvözetet nemcsak a tartálygyártásban használták, hanem más iparágakban is. A Szovjetunióban a Hadfield acélt 1936-ban kezdték olvasztani.

Hadfield Steel: Összetétel

Kémiai összetétel
Elem (periódusos rendszer)	Fe	C	Mn	Si	Egyéb szennyeződések
Tartalom, %	82	1	12	1	4

A kémiai összetétel elemzésével, különösen a szén és a mangán százalékos arányával, látható, hogy ez ausztenites acél. Ez a szerkezet növeli a kopásállóságot és megerősíti az ötvözetet. Így az acél ellenáll a deformációs folyamatoknak, nagy fokú alakíthatósággal és ütésállósággal rendelkezik. A kohászok azt állítják, hogy ez az ötvözet volt az első ötvözött acél, amelyet tömegesen gyártottak.

Hadfield acél tulajdonságai

Tulajdonságai miatt az ausztenites acél nem dolgozható meg forgácsolószerszámokkal, mivel nagy a szívóssága. Az ebből az anyagból készült termékek előállításához csak az öntvény alkalmas.

A Hadfield-ötvözet nagy munkaedzési képességgel rendelkezik, ami jóval magasabb, mint a hasonló acélötvözetek. Az ausztenites acél alacsony keménységű, ugyanakkor nagy kopásállósággal rendelkezik ütés, magas nyomás és szélsőséges hőmérsékleti viszonyok között. Ezen jellemzők alapján elmondhatjuk, hogy a brit kohász acélja alkalmas agresszív környezetben történő munkára.

A Hadfield acélhegesztési technológia jellemzői

Az ausztenit hővezető képessége jóval alacsonyabb, mint a többi acélé, 4-6-szor. A hőtágulási együttható többszöröse, mint az alacsony széntartalmú acéloké - 1,9-szer. Ezek nagyon fontos jellemzői a fémnek, mivel befolyásolja annak lehetőségéthideg repedések a hőmérséklet hatásának területén.

Szignifikáns a melegrepedés lehetősége, ami az ötvözet öntvényes zsugorodásából adódik, ami 1,6-szorosa az enyhe fémnek. A magas hőmérséklet az ausztenites szerkezetet martenzites szerkezetté alakítja, ami növeli a repedés kockázatát a magas hőmérsékletű területen.

Hadfield acélalkalmazások

Kémiai összetételének, jellemzőinek és jellemzőinek köszönhetően az ausztenitet számos iparágban használják. Az acéltermékek használatával biztos lehet a megbízhatóságukban és a legnagyobb szilárdságukban.

A kopásálló acél meglehetősen népszerű anyag. A nagy szilárdságú termékeket gyártó nagyszámú ipari vállalkozás Hadfield acélt használ. A következő termékek készülnek ebből az ötvözetből:

• Mérnöki termékek.
• Teherautók tankhevederekhez.
• Traktorok.
• Vasúti keresztek.
• Erős ütési és kopási körülmények között is működő kapcsolók.
• Börtönrácsok az ablakokon.
• Zúzó alkatrészek.

Érdekes börtönrácsokat készíteni ausztenitből. Sokan úgy vélik, hogy ez a szökni próbáló foglyok formális megcsúfolása. A műfaj klasszikusai szerint sok rokon fémfűrészt hoz a raboknak, akik a szabadság reményében ablakrácsokat kezdenek vágni.

Ebben az esetbenközönséges fém használatával van lehetőség a menekülésre. De a Hadfield ötvözet egy kopásálló acél, amelyet nem lehet hagyományos fémfűrésszel fűrészelni. Ha a Hadfield-ötvözetből elkezdi a rácsok fűrészelését, akkor megkezdődik a felület keményedése, ami az ausztenit keményedését vonja maga után. A fémfűrész a rács keménységét a fémfűrész keménységére és afelettire növeli. Ezért beszélhetünk a menekülés irrealitásáról.

Acél 110G13L

Kémiai összetétel
Elem (periódusos rendszer)	Ni	C	Mn	Si	S	P	Cr
Tartalom, %	max. 1	0, 9-1, 5	11, 5-15	0, 3-1	max. 0,05	max. 0, 12	max. 1

110G13L acélminőség - ötvözött, amelyet öntvényekhez használnak és különleges tulajdonságokkal rendelkezik. Ez az acél nagy kopásállósággal rendelkezik ütés vagy nyomásesés esetén.

110G13L minőségű acél használata

Ezt az acélminőséget a következő anyagok gyártásához használják:

• Erősen terhelt alkatrészek, amelyeknek kopásállónak kell lenniük.
• Kúpos zúzó.
• Fogak, kotrógépek falai.
• Gyólyos tok, örvénymalmok.

Acélminőségű analógok

Sok országban gyártanak hasonló acélt.

Anglia	Franciaország	Ausztria	Cseh Köztársaság	Kína	Olaszország	Spanyolország	USA	Németország
BW10	Z120M12M Z120M12	BOHLERK700	422920 17618	ZGMn13-1ZGMn13-2	GX120Mn12	AM-X-120Mn12X120Mn12	A128 J91109 J91139J91149 J91129	1.3401 X120Mn12 GX120Mn12

A 110G13L minőségű acél tulajdonságai

Az anyag technológiai és mechanikai tulajdonságait a táblázatok adják meg.

Átküldési tulajdonságok
Öntvényzsugorodás, %	2, 6-2, 7
Technológiai tulajdonságok
Hegesztés	Hegesztett szerkezetekhez nem használható
Indult ridegség	Nincs hajlam
Flockenosensitivity	Nincs érzékenység

Mechanikai tulajdonságok T=20-náloC acélminőség 110G13L

Szortiment	Méret	Pl.	sto	sT	d5	y	KCU	Hőkezelés
-	mm	-	MPa	MPa	%	%	kJ / m2	-
Öntvények, GOST 21357-87			800	400	25	35		Keményedés 1050-1100 °C, hűtés vízben
GOST 977-88	Szőrme. a tulajdonságok az ügyfél igényei szerint vannak beállítva

Hőkezelés

A Hadfield acél hőkezelése közvetlenül függ az ötvözet széntartalmától. Minél magasabb a széntartalom, annál magasabbnak kell lennie a hőmérsékletnek. Például, ha az ötvözetben 1% -on van, akkor a hőmérséklet nem lehet 900 foknál alacsonyabb. Ha a szén 1,5%, akkor a feldolgozás 1000 fokon lehetséges. Ha az ötvözet széntartalma 1,6% -os, akkor a hőmérsékletnek 1050 fok felett kell lennie. Ezt követi a vízzel való hűtés.

A magas hőmérséklet szükséges a karbidok teljes feloldásához, amelyek rontják az öntvény minőségét, és az ausztenitszemcsék növekedéséhez. Az öntvény tartási ideje a vastagságától függ. Tehát a vastagság 30milliméter 4 órás, 125 milliméteres pedig 24 óra expozíciót igényel.

A Hadfield acél kopásállósága öntött állapotban ugyanaz, mint az edzés után. Az ausztenit szerkezetet keményfém hálózat veszi körül, és kopási körülmények között ugyanúgy viselkedik, mint egy homogén edzett ötvözet. Éppen ezért vitatható, hogy egyes mikrotérfogatokban az öntött ausztenit szívóssága és kopásállósága megegyezik az edzett acéléval. Megnövekedett ridegsége a keményfém háló hatásának köszönhető, amely a belső feszültségek erős koncentrációját okozza.

A Hadfield acélt évtizedekkel ezelőtt fejlesztették ki. Manapság az ötvözött acél számos termék előállításának szerves részét képezi a különböző iparágakban. Enélkül az olyan iparágak, mint a gépipar, az olaj- és gázipar, a vegyipar, az élelmiszeripar és az energiaipar nem tudna normálisan működni. Ne feledkezzünk meg az építkezésről, a tanképítésről és az új típusú fegyverek fejlesztéséről, amelyek a kohászati ipar új eredményeit használják fel. A mérnökök és kohászok azonban nem ismerik teljesen az ötvözött acélok összes tulajdonságát, jellemzőit és jellemzőit.