ลักษณะเหล็กของแฮดฟิลด์: องค์ประกอบ การใช้งาน

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-17 19:10

อุตสาหกรรมโลหการเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดของ GDP ของทุกประเทศ และยังผลิตวัสดุที่เป็นเอกลักษณ์และมีประโยชน์อีกด้วย มนุษย์ไม่สามารถทำได้โดยปราศจากผลิตภัณฑ์ที่ผลิตโดยโรงงานโลหะวิทยา เหล็กเป็นหนึ่งในนั้น วัสดุนี้มีหลายประเภทซึ่งใช้ในหลายอุตสาหกรรม เหล็กกล้าที่มีความเหนียวสูงและระดับการสึกหรอ ยังเป็นเหล็กกล้า Hadfield ซึ่งเป็นโลหะผสมที่มีลักษณะเฉพาะ ข้อกำหนดสำหรับมันถูกควบคุมโดย GOST 977-88 และแอนะล็อกต่างประเทศ (สหรัฐอเมริกา, อังกฤษ, เยอรมนี, จีน, ญี่ปุ่น, ฟินแลนด์, สเปน, เกาหลี)

ประวัติศาสตร์เหล็กของแฮดฟิลด์

จากชื่อก็เถียงได้ว่าเป็น Robert Hadfield ที่ได้รับโลหะผสมนี้ ผู้พัฒนารายนี้คือใคร Robert Hadfield เป็นนักโลหะวิทยาชาวอังกฤษที่ได้รับโลหะผสมที่มีความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้นในปี 1882 ค่อนข้างเร็ว เหล็กนี้แพร่หลายและกลายเป็นวัสดุที่ไม่เหมือนใคร

หลังจากที่ Hadfield พัฒนาเหล็กกล้าที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว กองทัพก็เริ่มให้ความสนใจในการพัฒนาเหล็กดังกล่าว ไม่น่าแปลกใจเลย เนื่องจากโลหะผสมดังกล่าวเป็นส่วนประกอบสำคัญในการสร้างอุปกรณ์ป้องกันสำหรับกองทัพ

หมวกทหารราบเสริมกำลังเป็นอุปกรณ์ป้องกันตัวแรกที่ใช้เหล็ก Hadfield หมวกที่คล้ายกันถูกใช้โดยทหารของกองทัพอังกฤษ จากนั้นกองทัพสหรัฐก็เริ่มให้ความสนใจในการพัฒนาและเริ่มการผลิต เทคโนโลยีเหล็ก Hadfield ไม่ได้เปลี่ยนแปลงจนถึงยุค 80 แต่ตั้งแต่ยุค 80 เป็นต้นมา ออร์กาโนพลาสติกได้รับการพัฒนาให้มีความแข็งแรงพอๆ กับวัสดุที่นักโลหะวิทยาชาวอังกฤษพัฒนาขึ้น แต่มีน้ำหนักเบากว่ามาก

หมวกกันน็อคทหารราบไม่ได้มีไว้สำหรับเหล็ก Hadfield เท่านั้น Vickers บริษัทสัญชาติอังกฤษเป็นเจ้าแรกที่ใช้เหล็กกล้าคุณภาพสูงนี้เพื่อวัตถุประสงค์อื่น รางถังดักแด้เริ่มผลิตจากโลหะผสม Hadfield ในยุค 20 Steel เพิ่มระยะทางของรางรถถังจาก 500 เป็น 4800 กิโลเมตร ในช่วงสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง การเพิ่มระยะทางดังกล่าวถือว่าเกือบจะเป็นปาฏิหาริย์ เหล็กกล้า Hadfield เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้สำหรับการสร้างถัง ในไม่ช้าโลหะผสมนี้ไม่ได้ถูกใช้ในการสร้างถังเท่านั้น แต่ยังใช้ในอุตสาหกรรมอื่น ๆ ด้วย ในสหภาพโซเวียต เหล็กกล้า Hadfield เริ่มถลุงในปี 1936

Hadfield Steel: องค์ประกอบ

องค์ประกอบทางเคมี
ธาตุ (ตารางธาตุ)	เฟ	C	ล้าน	ศรี	สิ่งเจือปนอื่นๆ
เนื้อหา %	82	1	12	1	4

จากการวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมี โดยเฉพาะเปอร์เซ็นต์ของคาร์บอนและแมงกานีส จะเห็นว่านี่คือเหล็กกล้าออสเทนนิติก โครงสร้างนี้เพิ่มความต้านทานการสึกหรอและเสริมความแข็งแรงของโลหะผสม ดังนั้น เหล็กจึงมีความทนทานต่อกระบวนการเปลี่ยนรูป มีความเหนียวและทนต่อแรงกระแทกในระดับสูง นักโลหะวิทยาอ้างว่าโลหะผสมนี้เป็นเหล็กโลหะผสมชนิดแรกที่ผลิตในปริมาณมาก

คุณสมบัติของเหล็กแฮดฟิลด์

เนื่องจากคุณสมบัติของเหล็ก เหล็กออสเทนนิติกจึงไม่สามารถแปรรูปด้วยเครื่องมือตัดได้ เนื่องจากมีความทนทานสูง สำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์จากวัสดุนี้ เฉพาะการหล่อเท่านั้นที่เหมาะ

แฮดฟิลด์อัลลอยมีความสามารถในการชุบแข็งสำหรับงานสูง ซึ่งสูงกว่าโลหะผสมเหล็กที่คล้ายกันมาก เหล็กกล้าออสเทนนิติกมีความแข็งต่ำแต่ยังมีความทนทานต่อการสึกหรอสูงภายใต้แรงกระแทก ความดันสูงและอุณหภูมิสุดขั้ว จากลักษณะเฉพาะเหล่านี้ เราสามารถพูดได้ว่าเหล็กกล้าของนักโลหะวิทยาชาวอังกฤษเหมาะสำหรับงานในสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าว

คุณสมบัติของเทคโนโลยีการเชื่อมเหล็ก Hadfield

ค่าการนำความร้อนของออสเทนไนต์ต่ำกว่าเหล็กกล้าอื่นๆ มาก 4-6 เท่า ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนมากกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำหลายเท่า - 1.9 เท่า สิ่งเหล่านี้เป็นคุณสมบัติที่สำคัญมากของโลหะ เนื่องจากมันส่งผลต่อความเป็นไปได้ของรอยแตกเย็นบริเวณอิทธิพลของอุณหภูมิ

มีความเป็นไปได้สูงที่จะเกิดการแตกร้าวด้วยความร้อน ซึ่งเกิดจากการหดตัวของโลหะผสมซึ่งมากกว่าโลหะอ่อน 1.6 เท่า อุณหภูมิสูงจะเปลี่ยนโครงสร้างออสเทนนิติกเป็นโครงสร้างมาร์เทนซิติก ซึ่งเพิ่มความเสี่ยงของการแตกร้าวในบริเวณที่มีอุณหภูมิสูง

งานเหล็กแฮดฟิลด์

เนื่องจากองค์ประกอบทางเคมี ลักษณะและลักษณะเฉพาะ ออสเทนไนต์จึงถูกนำมาใช้ในหลายอุตสาหกรรม การใช้ผลิตภัณฑ์เหล็ก คุณจะมั่นใจในความน่าเชื่อถือและความแข็งแกร่งสูงสุด

เหล็กทนการสึกหรอเป็นวัสดุที่นิยมใช้กันพอสมควร สถานประกอบการอุตสาหกรรมจำนวนมากที่ผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีความแข็งแรงสูงใช้เหล็กกล้า Hadfield ผลิตภัณฑ์ต่อไปนี้ทำจากโลหะผสมนี้:

• ผลิตภัณฑ์ทางวิศวกรรม
• รถบรรทุกสำหรับรางรถถัง
• รถแทรกเตอร์
• ข้ามทางรถไฟ
• สวิตช์ที่ทำงานภายใต้สภาวะการกระแทกและการเสียดสีที่รุนแรง
• ติดคุกริมหน้าต่าง
• ส่วนประกอบคั้น.

การทำเรือนจำจากออสเทนไนต์เป็นเรื่องที่น่าสนใจ หลายคนเชื่อว่านี่เป็นการล้อเลียนผู้ต้องขังที่พยายามจะหลบหนีอย่างเป็นทางการ ตามคลาสสิกของประเภทญาติหลายคนนำเลื่อยสำหรับนักโทษซึ่งหวังว่าจะมีอิสรภาพเริ่มตัดแถบหน้าต่าง

ในกรณีการใช้โลหะธรรมดามีความเป็นไปได้ที่จะหลบหนี แต่โลหะผสมของ Hadfield เป็นเหล็กกล้าที่ทนทานต่อการสึกหรอซึ่งไม่สามารถเลื่อยด้วยเลื่อยเลือยโลหะทั่วไปได้ หากคุณเริ่มเลื่อยตะแกรงจากโลหะผสม Hadfield การชุบแข็งของพื้นผิวจะเริ่มขึ้นซึ่งจะทำให้ออสเทนไนต์แข็งตัว เลื่อยเลือยตัดโลหะเพิ่มความแข็งของกริดเป็นความแข็งของเลื่อยเลือยตัดโลหะและด้านบน ดังนั้นเราจึงสามารถพูดคุยเกี่ยวกับความไม่เป็นจริงของการหลบหนี

เหล็ก 110G13L

องค์ประกอบทางเคมี
ธาตุ (ตารางธาตุ)	นิ	C	ล้าน	ศรี	S	ป	Cr
เนื้อหา %	สูงสุด 1	0, 9-1, 5	11, 5-15	0, 3-1	สูงสุด 0.05	สูงสุด 0, 12	สูงสุด 1

เหล็กเกรด 110G13L - อัลลอยด์ ซึ่งใช้หล่อและมีคุณสมบัติพิเศษ เหล็กนี้มีความทนทานต่อการสึกหรอสูงภายใต้แรงกระแทกหรือแรงดันตก

ใช้เหล็กเกรด 110G13L

เหล็กเกรดนี้ใช้ในการผลิตวัสดุดังต่อไปนี้:

• ชิ้นส่วนที่บรรทุกหนักที่ต้องทนต่อการสึกหรอ
• กรวยบด
• ฟันผนังรถขุด
• ลูกโม่ โรงสีวอร์เท็กซ์

อะนาล็อกเกรดเหล็ก

หลายประเทศผลิตเหล็กที่คล้ายกัน

อังกฤษ	ฝรั่งเศส	ออสเตรีย	สาธารณรัฐเช็ก	จีน	อิตาลี	สเปน	สหรัฐอเมริกา	เยอรมนี
BW10	Z120M12M Z120M12	BOHLERK700	422920 17618	ZGMn13-1ZGMn13-2	GX120Mn12	AM-X-120Mn12X120Mn12	A128 J91109 J91139J91149 J91129	1.3401 X120Mn12 GX120Mn12

คุณสมบัติของเหล็กเกรด110G13L

คุณสมบัติทางเทคโนโลยีและทางกลของวัสดุแสดงอยู่ในตาราง

คุณสมบัติการหล่อ
การหดตัวของการหล่อ, %	2, 6-2, 7
คุณสมบัติทางเทคโนโลยี
งานเชื่อม	ไม่ใช้สำหรับงานเชื่อม
อุณหภูมิเปราะ	ไม่เอียง
Flockenosensitivity	ไม่มีความไว

คุณสมบัติทางกลที่ T=20oC เกรดเหล็ก 110G13L

แบ่งประเภท	ขนาด	เช่น	sto	sT	d5	y	KCU	การรักษาความร้อน
-	mm	-	MPa	MPa	%	%	kJ / m2	-
การหล่อ, GOST 21357-87			800	400	25	35		ชุบแข็ง 1050 - 1100 ° C ระบายความร้อนในน้ำ
GOST 977-88	ขน. กำหนดคุณสมบัติตามความต้องการของลูกค้า

การรักษาความร้อน

การอบชุบด้วยความร้อนของเหล็ก Hadfield ขึ้นอยู่กับระดับของปริมาณคาร์บอนในโลหะผสมโดยตรง ยิ่งระดับคาร์บอนสูงขึ้น อุณหภูมิก็จะสูงขึ้นเท่านั้น ตัวอย่างเช่น หากโลหะผสมอยู่ที่ระดับ 1% อุณหภูมิไม่ควรต่ำกว่า 900 องศา หากคาร์บอนเป็น 1.5% การประมวลผลก็สามารถทำได้ที่ 1,000 องศา หากคาร์บอนในโลหะผสมอยู่ที่ระดับ 1.6% อุณหภูมิควรสูงกว่า 1050 องศา ตามด้วยการทำให้เย็นลงด้วยน้ำ

อุณหภูมิสูงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการละลายคาร์ไบด์อย่างสมบูรณ์ ซึ่งทำให้คุณภาพของการหล่อลดลง และสำหรับการเจริญเติบโตของเมล็ดออสเทนไนต์ ระยะเวลาในการหล่อขึ้นอยู่กับความหนา ดังนั้นความหนาคือ30มิลลิเมตรต้องใช้เวลา 4 ชั่วโมง และ 125 มิลลิเมตร - ใน 24 ชั่วโมง

ความต้านทานการสึกหรอของเหล็กกล้า Hadfield ในสถานะการหล่อจะเหมือนกับหลังจากการชุบแข็ง โครงสร้างออสเทนไนต์ล้อมรอบด้วยโครงข่ายคาร์ไบด์และทำงานภายใต้สภาวะการสึกหรอในลักษณะเดียวกับโลหะผสมชุบแข็งที่เป็นเนื้อเดียวกัน นั่นคือเหตุผลที่สามารถโต้แย้งได้ว่าการหล่อออสเทนไนต์ในไมโครโวลูมบางตัวมีความเหนียวและความต้านทานการสึกหรอเหมือนกันกับเหล็กชุบแข็ง ความเปราะที่เพิ่มขึ้นนั้นเกิดจากอิทธิพลของตาข่ายคาร์ไบด์ ซึ่งทำให้เกิดความเครียดภายในที่มีความเข้มข้นสูง

เหล็ก Hadfield ได้รับการพัฒนาเมื่อหลายสิบปีก่อน ปัจจุบัน เหล็กกล้าอัลลอยด์เป็นส่วนสำคัญของการผลิตสินค้าหลายประเภทในอุตสาหกรรมต่างๆ หากไม่มีสิ่งนี้ อุตสาหกรรมต่างๆ เช่น วิศวกรรมเครื่องกล น้ำมันและก๊าซ เคมี อาหาร และพลังงานจะไม่สามารถทำงานได้ตามปกติ อย่าลืมเกี่ยวกับการก่อสร้าง การสร้างรถถัง และการพัฒนาอาวุธประเภทใหม่ที่ใช้ความสำเร็จใหม่ในอุตสาหกรรมโลหการ อย่างไรก็ตาม วิศวกรและนักโลหะวิทยาไม่เข้าใจคุณสมบัติ คุณลักษณะ และลักษณะเฉพาะของโลหะผสมเหล็กอย่างถ่องแท้