ลักษณะของเหล็ก Hadfield: องค์ประกอบ การใช้งาน

อุตสาหกรรมโลหะวิทยาเป็นหนึ่งในสิ่งที่สำคัญที่สุดประกอบเป็นจีดีพีของแต่ละประเทศ ยังผลิตวัสดุที่เป็นเอกลักษณ์และมีประโยชน์ มนุษยชาติไม่สามารถทำได้โดยปราศจากผลิตภัณฑ์ที่ผลิตโดยพืชโลหะวิทยา เหล็กเป็นหนึ่งในนั้น วัสดุนี้มีหลายประเภทที่ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เหล็กกล้าที่มีความเหนียวและอัตราการสึกหรอสูง หรือที่เรียกว่าเหล็กกล้า Hadfield เป็นโลหะผสมที่มีลักษณะเฉพาะ ข้อกำหนดสำหรับมันถูกควบคุมโดย GOST 977-88 และหน่วยงานต่างประเทศ (สหรัฐอเมริกา, อังกฤษ, เยอรมนี, จีน, ญี่ปุ่น, ฟินแลนด์, สเปน, เกาหลี)

ประวัติเหล็กของแฮดฟิลด์

ตามชื่อก็เถียงได้เลยว่าRobert Hadfield ได้โลหะผสมนี้ ผู้พัฒนารายนี้คือใคร Robert Hadfield เป็นนักโลหะวิทยาชาวอังกฤษที่ได้รับโลหะผสมที่มีความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้นในปี 1882 เหล็กนี้แพร่หลายอย่างรวดเร็วและกลายเป็นวัสดุที่มีเอกลักษณ์เฉพาะ

หลังจากที่ Hadfield ได้พัฒนาเอกลักษณ์เหล็ก ทหารเริ่มให้ความสนใจในการพัฒนา ไม่น่าแปลกใจเลยที่โลหะผสมดังกล่าวเป็นส่วนประกอบสำคัญในการสร้างอุปกรณ์ป้องกันสำหรับกองทัพ

หมวกกันน็อคทหารราบสำหรับงานหนัก - อันดับแรกอุปกรณ์ป้องกันที่ใช้เหล็ก Hadfield หมวกดังกล่าวถูกใช้โดยทหารของกองทัพอังกฤษ จากนั้นกองทัพสหรัฐก็เริ่มให้ความสนใจในการพัฒนาและเริ่มการผลิต เทคโนโลยีเหล็กของ Hadfield ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงจนถึงปี 1980 แต่ตั้งแต่ช่วงทศวรรษที่ 80 เป็นต้นมา ออร์กาโนพลาสติกได้รับการพัฒนา ซึ่งไม่ได้ด้อยกว่าวัสดุที่พัฒนาโดยนักโลหะวิทยาชาวอังกฤษ แต่มีน้ำหนักเบากว่ามาก

หมวกกันน็อคทหารราบไม่ได้ใช้งานเพียงอย่างเดียวเหล็กแฮดฟิลด์ Vickers บริษัทสัญชาติอังกฤษเป็นเจ้าแรกที่ใช้เหล็กกล้าคุณภาพสูงนี้เพื่อวัตถุประสงค์อื่น รางรถถังแบบรางเริ่มผลิตจากโลหะผสมของ Hadfield ในช่วงปี ค.ศ. 1920 Steel เพิ่มระยะทางของรางรถถังจาก 500 เป็น 4800 กิโลเมตร ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 1 ระยะทางที่เพิ่มขึ้นนี้ถือได้ว่าเป็นปาฏิหาริย์เลยทีเดียว เหล็กกล้า Hadfield เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้สำหรับการสร้างถัง ในไม่ช้าโลหะผสมนี้ไม่ได้ถูกใช้ในการสร้างถังเท่านั้น แต่ยังใช้ในอุตสาหกรรมอื่น ๆ ด้วย ในสหภาพโซเวียต Hadfield Steel เริ่มถลุงในปี 1936

เหล็กกล้า Hadfield: องค์ประกอบ

โดยการวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีโดยเฉพาะเปอร์เซ็นต์ของคาร์บอนและแมงกานีส คุณจะเห็นได้ว่าเป็นเหล็กกล้าออสเทนนิติก โครงสร้างนี้เพิ่มความต้านทานการสึกหรอและทำให้โลหะผสมแข็งขึ้น ดังนั้น เหล็กจึงมีความทนทานต่อกระบวนการเปลี่ยนรูป โดยมีความเหนียวและความเหนียวในระดับสูง นักโลหะวิทยาอ้างว่าโลหะผสมนี้เป็นเหล็กโลหะผสมชนิดแรกที่ผลิตในปริมาณมาก

คุณสมบัติของเหล็ก Hadfield

เนื่องจากคุณสมบัติของเหล็กออสเทนนิติกจึงไม่สามารถแปรรูปด้วยเครื่องมือตัดได้เนื่องจากมีความหนืดสูง สำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์จากวัสดุนี้ เฉพาะการหล่อเท่านั้นที่เหมาะ

โลหะผสมของ Hadfield มีความสามารถสูงในการงานชุบแข็งซึ่งสูงกว่าโลหะผสมเหล็กที่คล้ายคลึงกันอย่างมาก เหล็กกล้าออสเทนนิติกมีความแข็งต่ำแต่ยังมีความทนทานต่อการสึกหรอสูงภายใต้แรงกระแทก ความดันสูงและอุณหภูมิสุดขั้ว จากลักษณะเหล่านี้ เราสามารถพูดได้ว่าเหล็กกล้าของนักโลหะวิทยาชาวอังกฤษเหมาะสำหรับการทำงานในสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าว

คุณสมบัติของเทคโนโลยีการเชื่อมเหล็ก Hadfield

ค่าการนำความร้อนของออสเทนไนต์ต่ำกว่าสำหรับเหล็กอื่นๆ 4-6 ครั้ง ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนสูงกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำหลายเท่า - 1.9 เท่า นี่เป็นลักษณะเฉพาะที่สำคัญมากของโลหะ เนื่องจากส่งผลต่อความเป็นไปได้ของการแตกร้าวจากความเย็นในบริเวณที่สัมผัสกับอุณหภูมิ

มีความเป็นไปได้สูงที่จะร้อนรอยแตกที่เกี่ยวข้องกับการหล่อหดตัวของโลหะผสมซึ่งมากกว่าโลหะคาร์บอนต่ำ 1.6 เท่า อุณหภูมิสูงจะเปลี่ยนโครงสร้างออสเทนนิติกเป็นมาร์เทนซิติก ซึ่งเพิ่มความเสี่ยงของการแตกร้าวในบริเวณที่มีอุณหภูมิสูง

การใช้งานของ Hadfield steel

เนื่องจากองค์ประกอบทางเคมี ลักษณะและคุณลักษณะของออสเทนไนต์จึงถูกนำมาใช้ในหลายอุตสาหกรรม เมื่อใช้ผลิตภัณฑ์เหล็ก คุณจะมั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือและความแข็งแกร่งสูงสุด

เหล็กทนการสึกหรอก็เพียงพอแล้ววัสดุยอดนิยม สถานประกอบการอุตสาหกรรมจำนวนมากที่ผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีความแข็งแรงสูงใช้เหล็กกล้า Hadfield ผลิตภัณฑ์ต่อไปนี้ทำจากโลหะผสมนี้:

• ผลิตภัณฑ์วิศวกรรม
• รางรถถัง.
• รถแทรกเตอร์.
• กากบาทรถไฟ
• สวิตช์รางที่สามารถจัดการกับแรงกระแทกที่รุนแรงและสภาวะการเสียดสี
• แถบเรือนจำบนหน้าต่าง
• ส่วนประกอบคั้น

มันน่าสนใจที่จะทำคุกตะแกรงทำจากออสเทนไนต์ หลายคนเชื่อว่านี่เป็นการล้อเลียนนักโทษที่กำลังพยายามหลบหนี ตามคลาสสิกของประเภทญาติหลายคนนำเลื่อยสำหรับนักโทษซึ่งเริ่มเห็นแถบหน้าต่างด้วยความหวังแห่งอิสรภาพ

กรณีใช้โลหะธรรมดามีความเป็นไปได้ที่จะหลบหนี แต่โลหะผสมของ Hadfield เป็นเหล็กกล้าที่ทนต่อการสึกหรอซึ่งไม่สามารถเลื่อยด้วยเลื่อยวงเดือนทั่วไปได้ หากเราเริ่มเลื่อยตะแกรงที่ทำจากโลหะผสม Hadfield การชุบผิวแข็งก็จะเริ่มขึ้น ซึ่งจะนำไปสู่การชุบแข็งของออสเทนไนต์ เลื่อยเลือยตัดโลหะเพิ่มความแข็งของตะแกรงเป็นความแข็งของเลื่อยเลือยตัดโลหะขึ้นไป ดังนั้นเราจึงสามารถพูดคุยเกี่ยวกับความไม่เป็นจริงของการหลบหนี

เหล็ก 110G13L

เหล็กกล้าเกรด 110G13L เป็นโลหะผสมซึ่งใช้สำหรับการหล่อและมีคุณสมบัติพิเศษ เหล็กนี้มีความทนทานต่อแรงกระแทกหรือแรงกดสูง

แอพลิเคชันของเหล็กเกรด110G13L

เกรดเหล็กนี้ใช้ในการผลิตวัสดุดังต่อไปนี้:

• ชิ้นส่วนที่รับน้ำหนักมากซึ่งต้องทนทานต่อการสึกหรอ
• กรวยคั้น.
• ฟันผนังของรถขุด
• ร่างกายของลูกบอล, โรงสีน้ำวน.

แอนะล็อกเกรดเหล็ก

หลายประเทศผลิตเหล็กที่คล้ายกัน

คุณสมบัติของเหล็กเกรด110G13L

คุณสมบัติทางเทคโนโลยีและทางกลของวัสดุแสดงไว้ในตาราง

คุณสมบัติทางกลที่ T = 20^{เกี่ยวกับ}เหล็ก C เกรด 110G13L

รักษาความร้อน

การอบชุบด้วยความร้อนของเหล็ก Hadfield โดยตรงขึ้นอยู่กับระดับของปริมาณคาร์บอนในโลหะผสม ยิ่งระดับคาร์บอนสูงขึ้น อุณหภูมิก็จะสูงขึ้นเท่านั้น ตัวอย่างเช่นหากในโลหะผสมอยู่ที่ระดับ 1% อุณหภูมิควรเป็นอย่างน้อย 900 องศา หากคาร์บอนเป็น 1.5% การประมวลผลก็สามารถทำได้ที่ 1,000 องศา หากคาร์บอนในโลหะผสมอยู่ที่ 1.6% อุณหภูมิควรสูงกว่า 1050 องศา ตามด้วยระบายความร้อนด้วยน้ำ

อุณหภูมิสูงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับความสมบูรณ์การละลายของคาร์ไบด์ ทำให้คุณภาพของการหล่อลดลง และสำหรับการเจริญเติบโตของเมล็ดออสเทนไนต์ ระยะเวลาในการหล่อขึ้นอยู่กับความหนา ดังนั้น ความหนา 30 มม. ต้องเปิดรับแสงใน 4 ชั่วโมง และ 125 มม. - ใน 24 ชั่วโมง

ความต้านทานการสึกหรอของเหล็กกล้า Hadfield ในการหล่อสภาพจะเหมือนกับหลังจากการชุบแข็ง โครงสร้างออสเทนไนต์ล้อมรอบด้วยตาข่ายคาร์ไบด์และทำงานภายใต้สภาวะการสึกหรอในลักษณะเดียวกับโลหะผสมชุบแข็งที่เป็นเนื้อเดียวกัน นั่นคือเหตุผลที่สามารถโต้แย้งได้ว่าการหล่อออสเทนไนต์ในไมโครโวลูมบางตัวมีความเหนียวและความต้านทานการสึกหรอเหมือนกันกับเหล็กชุบแข็ง ความเปราะบางที่เพิ่มขึ้นนั้นเกิดจากผลกระทบของตาข่ายคาร์ไบด์ ซึ่งทำให้เกิดความเค้นภายในที่มีความเข้มข้นสูง

เหล็กกล้า Hadfield ได้รับการพัฒนาหลายอย่างทศวรรษที่ผ่านมา ปัจจุบัน เหล็กกล้าอัลลอยด์เป็นส่วนสำคัญของการผลิตผลิตภัณฑ์หลายประเภทในอุตสาหกรรมต่างๆ หากไม่มีสิ่งนี้ อุตสาหกรรมต่างๆ เช่น วิศวกรรมเครื่องกล น้ำมันและก๊าซ เคมี อาหาร พลังงานจะไม่สามารถทำงานได้ตามปกติ อย่าลืมเกี่ยวกับการก่อสร้าง การสร้างรถถัง และการพัฒนาอาวุธประเภทใหม่ที่ใช้ความสำเร็จใหม่ของอุตสาหกรรมโลหการ อย่างไรก็ตาม วิศวกรและนักโลหะวิทยาไม่เข้าใจคุณสมบัติ คุณลักษณะ และลักษณะเฉพาะของโลหะผสมเหล็กอย่างถ่องแท้