Hadfield-teräksen ominaisuudet: koostumus, käyttö

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-17 18:49

Metallurginen teollisuus on yksi tärkeimmistä kunkin maan bruttokansantuotteen komponenteista, ja se tuottaa myös ainutlaatuisia ja hyödyllisiä materiaaleja. Ihmiskunta ei voisi tulla toimeen ilman metallurgisten tehtaiden valmistamia tuotteita. Teräs on yksi niistä. Tätä materiaalia on erilaisia, ja niitä käytetään monilla teollisuudenaloilla. Teräs, jolla on korkea sitkeys ja kulumisaste, se on myös Hadfield-teräs, on ainutlaatuinen seos. Sen vaatimuksia säätelee GOST 977-88 ja ulkomaiset analogit (USA, Englanti, Saksa, Kiina, Japani, Suomi, Espanja, Korea).

Hadfieldin teräshistoria

Nimen perusteella voidaan väittää, että Robert Hadfield sai tämän seoksen. Kuka tämä kehittäjä oli? Robert Hadfield on englantilainen metallurgi, joka hankki vahvemman metalliseoksen vuonna 1882. Melko nopeasti tämä teräs levisi laajalle ja osoittautui erittäin ainutlaatuiseksi materiaaliksi.

Kun Hadfield kehitti ainutlaatuisen teräksen, armeija kiinnostui sen kehittämisestä. Tämä ei ole yllättävää, koska tällainen seos on olennainen osa suojavarusteiden luomista armeijalle.

Vahvistetut jalkaväkikypärät ovat ensimmäiset Hadfield-teräkseen perustuvat suojavarusteet. Samanlaisia kypäriä käyttivät Britannian armeijan sotilaat, sitten Yhdysv altain armeija kiinnostui kehityksestä ja aloitti niiden tuotannon. 80-luvulle asti Hadfieldin terästekniikka ei muuttunut. Mutta 80-luvulta lähtien on kehitetty organoplastia, joka on yhtä vahvaa kuin brittiläisen metallurgin kehittämä materiaali, mutta oli paljon kevyempi.

Jalkaväen kypärät eivät ole ainoita Hadfield-teräksen käyttötarkoituksia. Brittiyhtiö Vickers käytti ensimmäisenä tätä korkealaatuista terästä muihin tarkoituksiin. Toukkatankkitelaa alettiin valmistaa Hadfield-lejeeringistä 20-luvulla. Teräs lisäsi tankkitelojen ajokilometrejä 500 kilometristä 4800 kilometriin. Ensimmäisen maailmansodan aikana tällaista kilometrimäärän kasvua pidettiin melkein ihmeenä. Hadfield-teräksestä on tullut korvaamaton säiliöiden rakentamisessa. Pian tätä seosta käytettiin paitsi säiliöiden rakentamisessa, myös muilla teollisuudenaloilla. Neuvostoliitossa Hadfieldin terästä alettiin sulattaa vuonna 1936.

Hadfield Steel: Koostumus

Kemiallinen koostumus
Elementti (jaksotaulukko)	Fe	C	Mn	Si	Muut epäpuhtaudet
Sisältö, %	82	1	12	1	4

Analysoimalla kemiallista koostumusta, erityisesti hiilen ja mangaanin prosenttiosuutta, voidaan nähdä, että tämä on austeniittista terästä. Tämä rakenne lisää kulutuskestävyyttä ja vahvistaa metalliseosta. Näin ollen teräs kestää muodonmuutosprosesseja, ja sillä on korkea sitkeys ja iskunkestävyys. Metallurgit väittävät, että tämä seos oli ensimmäinen seosteräs, joka valmistettiin massatuotantona.

Hadfield-teräksen ominaisuudet

Ominaisuuksiensa vuoksi austeniittista terästä ei voida käsitellä leikkaustyökaluilla, koska sillä on korkea sitkeys. Tästä materiaalista valmistettujen tuotteiden valmistukseen vain valu voi olla sopiva.

Hadfield-lejeeringillä on korkea karkaisukyky, joka on paljon parempi kuin vastaavilla terässeoksilla. Austeniittisella teräksellä on alhainen kovuus, mutta myös korkea kulutuskestävyys iskuissa, korkeissa paineissa ja äärimmäisissä lämpötiloissa. Näiden ominaisuuksien perusteella voimme sanoa, että brittiläisen metallurgin teräs soveltuu työhön aggressiivisissa ympäristöissä.

Hadfield-teräshitsaustekniikan ominaisuudet

Austeniitin lämmönjohtavuus on paljon pienempi kuin muiden terästen, 4-6 kertaa. Lämpölaajenemiskerroin on monta kertaa suurempi kuin vähähiilisten terästen - 1,9 kertaa. Nämä ovat erittäin tärkeitä metallin ominaisuuksia, koska se vaikuttaa mahdollisuuteenkylmähalkeamia lämpötilojen vaikutusalueella.

Kuumahalkeilun mahdollisuus on merkittävä, mikä johtuu lejeeringin valukutistumisesta, joka on 1,6 kertaa pehmeän metallin kutistuminen. Korkea lämpötila muuttaa austeniittisen rakenteen martensiittiseksi rakenteeksi, mikä lisää halkeiluriskiä korkean lämpötilan alueella.

Hadfield-terässovellukset

Kemiallisen koostumuksensa, ominaisuuksiensa ja ominaisuuksiensa vuoksi austeniittia käytetään monilla teollisuudenaloilla. Terästuotteita käyttämällä voit olla varma niiden luotettavuudesta ja lujuudesta.

Kulutusta kestävä teräs on melko suosittu materiaali. V altava määrä lujia tuotteita valmistavia teollisuusyrityksiä käyttää Hadfield-terästä. Seuraavat tuotteet on valmistettu tästä seoksesta:

• Insinöörituotteet.
• Tankkitela-autot.
• Traktorit.
• Rautatieristit.
• Kytkimet, jotka voivat toimia vakavissa isku- ja hankausolosuhteissa.
• Ikkunoiden vankilat.
• murskaimen komponentit.

On mielenkiintoista tehdä austeniitista vankilan tankoja. Monet uskovat, että tämä on muodollista pilkkaa vangeille, jotka yrittävät paeta. Genren klassikoiden mukaan monet sukulaiset tuovat rautasahoja vangeille, jotka vapauden toivossa alkavat leikata ikkunapalkkia.

Tapauksessakäyttämällä tavallista metallia on mahdollisuus paeta. Mutta Hadfield-seos on kulutusta kestävää terästä, jota ei voida sahata tavanomaisella rautasahalla. Jos aloitat ritilöiden sahauksen Hadfield-seoksesta, alkaa pinnan kovettuminen, mikä merkitsee austeniitin kovettumista. Rautasaha lisää ristikon kovuutta rautasahan kovuuteen ja sen yläpuolelle. Siksi voimme puhua paon epätodellisuudesta.

Steel 110G13L

Kemiallinen koostumus
Elementti (jaksotaulukko)	Ni	C	Mn	Si	S	P	Cr
Sisältö, %	max. 1	0, 9-1, 5	11, 5-15	0, 3-1	max. 0,05	max. 0, 12	max. 1

Teräslaatu 110G13L - seostettu, jota käytetään valuihin ja jolla on erityisiä ominaisuuksia. Tällä teräksellä on korkea kulutuskestävyys iskun tai paineen alenemisen aikana.

Teräslaadun 110G13L käyttö

Tätä teräslaatua käytetään seuraavien materiaalien valmistukseen:

• Raskasti kuormitetut osat, joiden on oltava kulutusta kestäviä.
• Kartiomurskain.
• Hampaat, kaivinkoneiden seinät.
• Kuulakotelo, pyörremyllyt.

Teräslaadun analogit

Monet maat tuottavat samanlaista terästä.

Englanti	Ranska	Itäv alta	Tšekki	Kiina	Italia	Espanja	USA	Saksa
BW10	Z120M12M Z120M12	BOHLERK700	422920 17618	ZGMn13-1ZGMn13-2	GX120Mn12	AM-X-120Mn12X120Mn12	A128 J91109 J91139J91149 J91129	1.3401 X120Mn12 GX120Mn12

Teräslaadun 110G13L ominaisuudet

Materiaalin tekniset ja mekaaniset ominaisuudet on esitetty taulukoissa.

Lähetysominaisuudet
Valukutistuminen, %	2, 6-2, 7
Teknologiset ominaisuudet
Hitsaus	Ei käytetä hitsattuihin rakenteisiin
Rauhaus hauraus	Ei taipumusta
Flockenosensitivity	Ei herkkyyttä

Mekaaniset ominaisuudet T=20oC teräslaatu 110G13L

Lajitelma	Koko	Ex.	sto	sT	d5	y	KCU	Lämpökäsittely
-	mm	-	MPa	MPa	%	%	kJ / m2	-
Valukappaleet, GOST 21357-87			800	400	25	35		Kovettuminen 1050 - 1100 °C, jäähdytys vedessä
GOST 977-88	Turkista. ominaisuudet asetetaan asiakkaan vaatimusten mukaan

Lämpökäsittely

Hadfield-teräksen lämpökäsittely riippuu suoraan lejeeringin hiilipitoisuudesta. Mitä korkeampi hiilipitoisuus, sitä korkeampi lämpötilan tulisi olla. Esimerkiksi, jos se on 1 %:n tasolla seoksessa, lämpötilan ei tulisi olla alle 900 astetta. Jos hiiltä on 1,5%, käsittely on mahdollista 1000 asteessa. Jos lejeeringin hiili on tasolla 1,6%, lämpötilan tulisi olla yli 1050 astetta. Tämän jälkeen jäähdytetään vedellä.

Korkea lämpötila on tarpeen valun laatua heikentävien karbidien täydelliseen liukenemiseen ja austeniittirakeiden kasvuun. Valun pitoaika riippuu sen paksuudesta. Eli paksuus on 30millimetri vaatii 4 tunnin valotuksen ja 125 millimetrin valotus 24 tunnissa.

Hadfield-teräksen kulutuskestävyys valutilassa on sama kuin karkaisun jälkeen. Austeniittirakennetta ympäröi karbidiverkko ja se käyttäytyy kulumisolosuhteissa samalla tavalla kuin homogeeninen karkaistu metalliseos. Tästä syystä voidaan väittää, että joissakin mikrotilavuuksissa valetulla austeniitilla on sama sitkeys ja kulutuskestävyys kuin karkaistulla teräksellä. Sen lisääntynyt hauraus johtuu kovametalliverkon vaikutuksesta, joka aiheuttaa voimakkaan sisäisten jännitysten keskittymisen.

Hadfield-teräs kehitettiin vuosikymmeniä sitten. Nykyään seosteräs on olennainen osa monien tuotteiden tuotantoa eri teollisuudenaloilla. Ilman sitä teollisuudenalat, kuten koneenrakennus-, öljy- ja kaasu-, kemian-, elintarvike- ja energiateollisuus, eivät pystyisi toimimaan normaalisti. Älä unohda rakentamista, tankkien rakentamista ja uudentyyppisten aseiden kehittämistä, jotka käyttävät uusia saavutuksia metallurgisessa teollisuudessa. Insinöörit ja metallurgit eivät kuitenkaan täysin ymmärrä seosterästen kaikkia ominaisuuksia, ominaisuuksia ja ominaisuuksia.