Características do aço Hadfield: composição, aplicação

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2024-01-17 19:05

A indústria metalúrgica é um dos componentes mais importantes do PIB de cada país, além de produzir materiais únicos e úteis. A humanidade não poderia prescindir dos produtos produzidos pelas usinas metalúrgicas. O aço é um deles. Existem diferentes tipos deste material, que são utilizados em muitas indústrias. O aço, que possui alta ductilidade e grau de desgaste, também é o aço Hadfield, é uma liga única. Os requisitos para isso são regulamentados pelo GOST 977-88 e análogos estrangeiros (EUA, Inglaterra, Alemanha, China, Japão, Finlândia, Espanha, Coréia).

A história do aço de Hadfield

Com base no nome, pode-se argumentar que foi Robert Hadfield quem recebeu esta liga. Quem foi esse desenvolvedor? Robert Hadfield é um metalúrgico inglês que obteve uma liga com maior resistência em 1882. Rapidamente, esse aço se espalhou e acabou se tornando um material único.

Depois que Hadfield desenvolveu um aço único, os militares se interessaram pelo seu desenvolvimento. Isso não é surpreendente, pois essa liga é um componente essencial para a criação de equipamentos de proteção para os militares.

Os capacetes de infantaria reforçados são o primeiro equipamento de proteção baseado em aço Hadfield. Capacetes semelhantes foram usados por soldados do exército britânico, então os militares dos EUA se interessaram pelo desenvolvimento e começaram sua produção. Até os anos 80, a tecnologia do aço Hadfield não mudou. Mas desde os anos 80 foi desenvolvido um organoplástico tão forte quanto o material desenvolvido pelo metalúrgico britânico, mas muito mais leve.

Capacetes de infantaria não são os únicos usos para o aço Hadfield. A empresa britânica Vickers foi a primeira a utilizar este aço de alta qualidade para outros fins. A esteira do tanque Caterpillar começou a ser produzida a partir da liga Hadfield na década de 20. O aço aumentou a quilometragem dos trilhos dos tanques de 500 para 4.800 quilômetros. Durante a Primeira Guerra Mundial, esse aumento na quilometragem foi considerado quase um milagre. O aço Hadfield tornou-se indispensável para a construção de tanques. Logo essa liga foi usada não apenas na construção de tanques, mas também em outras indústrias. Na URSS, o aço Hadfield começou a ser fundido em 1936.

Hadfield Steel: Composição

Composição química
Elemento (tabela periódica)	Fe	C	Mn	Si	Outras impurezas
Conteúdo, %	82	1	12	1	4

Analisando a composição química, principalmente a porcentagem de carbono e manganês, pode-se constatar que se trata de um aço austenítico. Esta estrutura aumenta a resistência ao desgaste e fortalece a liga. Assim, o aço é resistente a processos de deformação, possuindo alto grau de ductilidade e resistência ao impacto. Os metalúrgicos afirmam que esta liga foi a primeira liga de aço a ser produzida em massa.

Propriedades do aço Hadfield

Devido às suas propriedades, o aço austenítico não pode ser processado por ferramentas de corte, pois possui alta tenacidade. Para a fabricação de produtos deste material, somente a fundição pode ser adequada.

A liga Hadfield tem uma alta capacidade de encruamento, que é muito maior do que ligas de aço similares. O aço austenítico tem baixa dureza, mas também alta resistência ao desgaste sob impacto, alta pressão e temperaturas extremas. Com base nessas características, podemos dizer que o aço do metalúrgico britânico é adequado para trabalhar em ambientes agressivos.

Características da tecnologia de soldagem de aço Hadfield

A condutividade térmica da austenita é muito menor que a de outros aços, em 4-6 vezes. O coeficiente de expansão térmica é muitas vezes maior que o dos aços de baixo carbono - 1,9 vezes. Estas são características muito importantes do metal, pois afeta a possibilidade derachaduras a frio na área de influência das temperaturas.

Existe uma possibilidade significativa de fissuração a quente, devido ao encolhimento da liga, que é 1,6 vezes maior do que o metal macio. A alta temperatura transforma a estrutura austenítica em uma estrutura martensítica, o que aumenta o risco de trincas na área de alta temperatura.

Aplicações de aço Hadfield

Devido à sua composição química, características e características, a austenita é utilizada em muitas indústrias. Usando produtos de aço, você pode ter certeza de sua confiabilidade e da mais alta resistência.

Aço resistente ao desgaste é um material bastante popular. Um grande número de empresas industriais que produzem produtos de alta resistência usa aço Hadfield. Os seguintes produtos são feitos desta liga:

• Produtos de engenharia.
• Caminhões para trilhos de tanques.
• Tratores.
• Cruzamentos ferroviários.
• Interruptores capazes de operar sob condições severas de impacto e abrasão.
• Barras de prisão nas janelas.
• Componentes do triturador.

É interessante fazer barras de prisão com austenita. Muitos acreditam que esta é uma zombaria formal de prisioneiros que estão tentando escapar. De acordo com os clássicos do gênero, muitos parentes trazem serras para os presos, que, na esperança de liberdade, começam a cortar as grades das janelas.

Casousando metal comum há uma possibilidade de fuga. Mas a liga Hadfield é um aço resistente ao desgaste que não pode ser serrado com uma serra convencional. Se você começar a serrar grades da liga Hadfield, começa o endurecimento da superfície, o que implica o endurecimento da austenita. A serra aumenta a dureza da grade para a dureza da serra e acima. Portanto, podemos falar sobre a irrealidade da fuga.

Aço 110G13L

Composição química
Elemento (tabela periódica)	Ni	C	Mn	Si	S	P	Cr
Conteúdo, %	max. 1	0, 9-1, 5	11, 5-15	0, 3-1	max. 0,05	max. 0, 12	max. 1

Aço grau 110G13L - ligado, que é usado para fundições e possui propriedades especiais. Este aço possui alta resistência ao desgaste sob impacto ou queda de pressão.

Uso de aço grau 110G13L

Esta classe de aço é utilizada na produção dos seguintes materiais:

• Peças muito carregadas que devem ser resistentes ao desgaste.
• Triturador de cone.
• Dentes, paredes de escavadeiras.
• Caixa de bola, moinhos de vórtice.

Análogos de grau de aço

Muitos países produzem aço semelhante.

Inglaterra	França	Áustria	República Tcheca	China	Itália	Espanha	EUA	Alemanha
BW10	Z120M12M Z120M12	BOHLERK700	422920 17618	ZGMn13-1ZGMn13-2	GX120Mn12	AM-X-120Mn12X120Mn12	A128 J91109 J91139J91149 J91129	1.3401 X120Mn12 GX120Mn12

Propriedades do aço grau 110G13L

Propriedades tecnológicas e mecânicas do material são fornecidas nas tabelas.

Propriedades de elenco
Encolhimento da fundição, %	2, 6-2, 7
Propriedades tecnológicas
Soldagem	Não usado para estruturas soldadas
Fragilidade do temperamento	Sem inclinação
Flockenosensibilidade	Sem sensibilidade

Propriedades mecânicas em T=20oC aço grau 110G13L

Variedade	Tamanho	Ex.	sto	sT	d5	y	KCU	Tratamento térmico
-	mm	-	MPa	MPa	%	%	kJ / m2	-
Fundição, GOST 21357-87			800	400	25	35		Endurecimento 1050 - 1100°C, resfriamento em água
GOST 977-88	Pêlo. as propriedades são definidas de acordo com os requisitos do cliente

Tratamento térmico

O tratamento térmico do aço Hadfield depende diretamente do teor de carbono na liga. Quanto maior o nível de carbono, maior deve ser a temperatura. Por exemplo, se estiver no nível de 1% na liga, a temperatura não deve ser inferior a 900 graus. Se o carbono for de 1,5%, o processamento é possível a 1000 graus. Se o carbono na liga estiver no nível de 1,6%, a temperatura deve estar acima de 1050 graus. Isto é seguido por resfriamento com água.

Alta temperatura é necessária para a completa dissolução dos carbonetos, que degradam a qualidade do fundido, e para o crescimento dos grãos de austenita. O tempo de espera da fundição depende de sua espessura. Então a espessura é 30milímetros requer uma exposição de 4 horas e 125 milímetros - em 24 horas.

A resistência ao desgaste do aço Hadfield no estado fundido é a mesma após o endurecimento. A estrutura de austenita é cercada por uma rede de metal duro e se comporta sob condições de desgaste da mesma forma que uma liga endurecida homogênea. É por isso que pode-se argumentar que a austenita fundida em alguns microvolumes tem a mesma tenacidade e resistência ao desgaste que o aço endurecido. Sua maior fragilidade se deve à influência da malha de metal duro, que causa uma forte concentração de tensões internas.

O aço Hadfield foi desenvolvido há décadas. Hoje, a liga de aço é parte integrante da produção de muitos bens em várias indústrias. Sem ele, indústrias como engenharia mecânica, petróleo e gás, química, alimentícia e de energia não poderiam funcionar normalmente. Não se esqueça da construção, construção de tanques e desenvolvimento de novos tipos de armas que usam novas conquistas na indústria metalúrgica. No entanto, engenheiros e metalúrgicos não compreendem completamente todas as propriedades, características e características dos aços-liga.