Характеристика стали гадфильда: состав, применение

Характеристики

Присутствие углерода в составе обеспечивает хорошую твёрдость (53–56 Hrc по шкале Роквелла). Хром сохраняет коррозионную стойкость на соответствующем уровне. Благодаря этому легирующему элементу изделия почти не подвергаются окислению, их прекрасный внешний вид поддерживается на протяжении всего срока эксплуатации.

Благодаря своим свойствам сталь ​​может работать в помещении при контакте с большей группой продуктов и пищевых полуфабрикатов, а также с некоторыми карбонатами, ацетатами и гидроксидами.

Плюсы и минусы

Помимо того, что сталь X30Cr13 прекрасно обрабатывается, она обладает следующими положительными свойствами:

• коррозионная стойкость;
• высокая твёрдость;
• лёгкая заточка;
• износостойкость;
• низкая склонность к отпускной хрупкости;
• приемлемая стоимость.

Отрицательный момент проявляется в том, что материал плохо поддаётся сварке.

Устойчивость к коррозии

Как уже отмечалось, X30Cr13 имеет высокую коррозионную стойкость. Она достигается благодаря тому, что в поисках формулы создателям удалось добиться сбалансированного соотношения хрома и углерода. Коррозийные свойства проявляются в средах с умеренной агрессией, где нет таких соединений, как хлориды, это могут быть органические кислоты, мыло, моющие средства. Оптимальной коррозионной стойкости сплава можно добиться путём закалки и полирования поверхности.

Так выглядит коррозия на изделии из стали X30Cr13..

На поверхности стали образуется стабильный слой оксида хрома, который предотвращает химические реакции с основной массой материала. Этот оксидный слой чрезвычайно тонкий, он пассивен (устойчив к коррозии), цепкий (хорошо прилипает к массе) и самовосстанавливающийся (реформируется при растрескивании или повреждении).

Бизнес и финансы

БанкиБогатство и благосостояниеКоррупция(Преступность)МаркетингМенеджментИнвестицииЦенные бумагиУправлениеОткрытые акционерные обществаПроектыДокументыЦенные бумаги — контрольЦенные бумаги — оценкиОблигацииДолгиВалютаНедвижимость(Аренда)ПрофессииРаботаТорговляУслугиФинансыСтрахованиеБюджетФинансовые услугиКредитыКомпанииГосударственные предприятияЭкономикаМакроэкономикаМикроэкономикаНалогиАудитМеталлургияНефтьСельское хозяйствоЭнергетикаАрхитектураИнтерьерПолы и перекрытияПроцесс строительстваСтроительные материалыТеплоизоляцияЭкстерьерОрганизация и управление производством

Характеристика материала 4Х5МФ1С

Химический состав в % материала 4Х5МФ1С

ГОСТ 5950 — 2000

Температура критических точек материала 4Х5МФ1С

Механические свойства при Т=20oС материала 4Х5МФ1С

Физические свойства материала 4Х5МФ1С

Зарубежные аналоги материала 4Х5МФ1С

Внимание!   Указаны как точные, так и ближайшие аналоги

Обозначения:

Свойства

Нержавеющие стали зачастую справедливо ассоциируются с коррозионной стойкостью, не является исключением и немецкий сплав 1.4028. Рассматривая их физические и механические характеристики, специалисты едины во мнении, что они во многом превосходят аналогичные материалы.

Механические

Стабильные значения свойств,  включая предел текучести, предел прочности, пластичность, твёрдость, ударную вязкость обусловлены химическим составом сплава.

Общие механические свойства X30Cr13(1.4028) в термообработанном состоянии:

• предел прочности при растяжении (R м)- от 800 до 1000 МПа;
• предел текучести (R e)– более 600 МПа;
• HRC Твёрдость – от 45 до 51;
• HV твёрдость– от 450до 550;
• модуль упругости (E)–215 ГПа.

Диапазоны предела прочности при растяжении, предела текучести и твёрдости в значительной степени обусловлены различными условиями термообработки.

Физические

Поскольку сплав относится к мартенситным нержавеющим сталям, он обладает четырехцентровой кристаллической системой.  Из-за присутствия углерода закаливается путём термической обработки.

Сплав является магнитными и обладают относительно высокой пластичностью и вязкостью, что облегчает формование. Он может быть умеренно укреплён холодной обработкой. После отжига предел текучести может достигать 275 МПа.

Более высокое содержание углерода приводит к увеличению прочности и твёрдости, но снижает пластичность и ударную вязкость. Они проявляют умеренную коррозионную стойкость и плохую свариваемость.

Ковка

При обработке ковкой требуется выполнять постепенный нагрев до температуры, равной 800 °C, для ускорения температуру можно доводить до 1050 °C – 1100 °C. Затем нужно произвести ковку в интервале 1100 °C – 800 °C, медленно охладить в печи, в сухой золе.

Сварка

Сплав не желательно сваривать, но если без такого действия не обойтись, важно соблюдать необходимые меры безопасности. В частности, при сварке заготовки нужно предварительно нагреть до температуры 300 – 400 °C, после этого закалить для того, чтобы восстановить пластичность в зоне сварки

Обработка

Обработка нержавейки данной марки имеет прямую связь с твёрдостью. Процесс не имеет никаких отличий от обработки других углеродистых сталей, имеющих такую же твёрдость.

Легированная сталь с особыми свойствами для отливок 110Г13Л

Марка 110Г13Л – назначение

Легированная сталь с особыми свойствами для отливок 110Г13Л аустенитного класса используется для изготовления тяжелонагруженных деталей с высокой износостойкостью, работающих под воздействием динамических, статических нагрузок – корпуса мельниц (вихревых, шаровых), ж/ д крестовины, передние стенки и зубья ковшей экскаваторов.

Характеристики

Материал 110Г13Л – технологические свойства

Марка 110Г13Л – химический состав

Массовая доля элементов не более, %:

Сталь 110Г13Л – механические свойства

Марка 110Г13Л – точные и ближайшие зарубежные аналоги

AM-X-120Mn12

GX120Mn12
ZGMn13-1

C120G13

A128

G-X120Mn13

Z120M12

17618

1699

2183
SCMnH1
SCMnH1

Термическая обработка

Термическая обработка стали Гадфильда напрямую зависит от уровня содержания углерода в сплаве. Чем высший уровень углерода, тем выше должна быть температура. К примеру, если в сплаве он находится на уровне 1%, то температура должна быть не ниже 900 градусов. Если углерода 1,5%, то обработка возможна при 1000 градусов. Если в сплаве углерод находится на уровне 1,6%, то температура должна быть выше 1050 градусов. Затем следует охлаждение водой.

Высокая температура необходима для полного растворения карбидов, ухудшающих качество отливки, и для роста аустенитных зерен. Срок выдержки отливки зависит от ее толщины. Так, толщина в 30 миллиметров требует выдержки в 4 часа, а в 125 миллиметров – в 24 часа.

Износоустойчивость стали Гадфильда в литом состоянии такая же, как и после закалки. Структура аустенита окружается карбидной сеткой и ведет себя в условиях износа так же, как и однородный закаленный сплав. Именно поэтому можно утверждать, что литый аустенит в некоторых микрообъемах имеет ту же вязкость и износостойкость, что и закаленная сталь. Ее повышенная хрупкость объясняется влиянием карбидной сетки, которая вызывает сильную концентрацию внутренних напряжений.

Сталь Гадфильда была разработана несколько десятилетий назад. Сегодня легированная сталь – это неотъемлемая часть производства многих товаров в разных отраслях. Без нее такие отрасли, как машиностроение, нефтегазовая, химическая, пищевая, энергетическая промышленности не смогли бы нормально функционировать. Не стоит забывать о строительстве, танкостроении и разработке новых видов оружия, которые используют новые достижения металлургической промышленности. Однако инженеры и металлурги не до конца понимают все свойства, особенности и характеристики легированных сталей.

Сталь Гадфильда – сталь (11-14,5 % Mn, 0,9-1,3 % С) с высоким сопротивлением износу (истиранию) при больших давлениях или ударных нагрузках, также для неё характерна высокая пластичность.

Предложена в 1882 году английским металлургом Р. Гадфильдом (англ. Robert Hadfield). Обозначение марки стали в соответствии с ГОСТ 977-88 — 110Г13Л . Сталь Гадфильда сильно наклёпывается при ударных нагрузках. Из неё изготовляют траки гусениц танков, тракторов, машин, щёки дробилок, рельсовые крестовины, стрелочные переводы, работающие в условиях ударных нагрузок и истирания, а также – оконные решетки в тюрьмах, которые невозможно перепилить. Отливки из стали редко подвергаются дополнительной обработке, так как она плохо обрабатывается резанием из-за наклёпа поверхности в процессе резания.

Сталь Гадфильда – ГОСТ 977-88 распространяется на стальные отливки, изготавливаемые всеми способами литья из нелегированных и легированных конструкционных, легированных со специальными свойствами литейных сталей.

Читать также: Звонок беспроводной какой выбрать

Структура стали 110Г13Л ( Стали Гадфильда ) после литья – аустенит и избыточные карбиды (Mn, Fe)3C. Данная структура стали приводит к изменению свойств – повышается вязкость и износостойкость. При нагреве изделий до t =1070 – 1100 ºС избыточные карбиды растворяются в железе. После этого литые изделия из стали 110Г13Л при температуре t=1100 ºС закаливают в воде.

Сталь 110Г13Л после закалки имеет аустенитную структуру. Согласно ГОСТ 977-88 марка стали 110Г13Л, класс стали – аустенитная, код ОКП 411250.

Аустенит – твердый раствор углерода в γ- железе стали 110Г13Л при температуре 910 – 1392 ºС. Атом углерода в решетке γ-железа стали 110Г13Л располагается в центре элементарной ячейки. Кристаллическая решетка γ- железа стали 110Г13Л – гранецентрированный куб с периодом решетки а=0,3645 нм. Модификация α- железо стали 110Г13Л существует при температуре ниже 910 ºС и выше 1392 ºС. Для интервала температур 1392 – 1539 ºС α- железо нередко в литературе обозначают δ – железо. Кристаллическая решетка α- железо стали 110Г13Л – объемноцентрированный куб с периодом решетки а=0,28600 нм.

Литейно-механический завод

Сталь 110Г13Л

Марка стали 110Г13Л – легированная, которая используется для отливок и имеет особые свойства. Эта сталь имеет высокую износостойкость при ударах или перепадах давления. Свойства марки стали 110Г13Л Технологические и механические свойства материала : Литейные свойства Литейная усадка, % 2,6-2,7 Технологические свойства: сварка -не используется для изготовления сварных конструкций; отпускная хрупкость — склонность отсутствует; флокеночувствительность : чувствительность отсутствует.

Термическая обработка стали Гадфильда напрямую зависит от уровня содержания углерода в сплаве. Чем высший уровень углерода, тем выше должна быть температура. К примеру, если в сплаве он находится на уровне 1%, то температура должна быть не ниже 900 градусов. Если углерода 1,5%, то обработка возможна при 1000 градусов. Если в сплаве углерод находится на уровне 1,6%, то температура должна быть выше 1050 градусов. Затем следует охлаждение водой. Высокая температура необходима для полного растворения карбидов, ухудшающих качество отливки, и для роста аустенитных зерен. Срок выдержки отливки зависит от ее толщины. Так, толщина в 30 миллиметров требует выдержки в 4 часа, а в 125 миллиметров — в 24 часа. Износоустойчивость стали Гадфильда в литом состоянии такая же, как и после закалки. Структура аустенита окружается карбидной сеткой и ведет себя в условиях износа так же, как и однородный закаленный сплав. Именно поэтому можно утверждать, что литый аустенит в некоторых микрообъемах имеет ту же вязкость и износостойкость, что и закаленная сталь. Ее повышенная хрупкость объясняется влиянием карбидной сетки, которая вызывает сильную концентрацию внутренних напряжений. Сталь Гадфильда была разработана несколько десятилетий назад. Сегодня легированная сталь – это неотъемлемая часть производства многих товаров в разных отраслях. Без нее такие отрасли, как машиностроение, нефтегазовая, химическая, пищевая, энергетическая промышленности не смогли бы нормально функционировать.

Благодаря своему химическому составу, характеристикам и особенностям аустенит используется во многих отраслях. Используя стальные изделия, можно быть уверенным в их надежности и высочайшей прочности. Износостойкая сталь является достаточно популярным материалом. Огромное количество промышленных предприятий, которые производят высокопрочную продукцию, используют сталь Гадфильда.

Следующую продукцию производят из этого сплава:

• Машиностроительную продукцию.
• Траки гусениц танков. Тракторы.
• Железнодорожные крестовины.
• Стрелочные переводы, способные работать в жестких ударных нагрузках и условиях истирания.
• Компоненты дробилок.
• Тяжелонагруженные детали, которые должны быть износостойкими.
• Конус дробилки.
• Зубья, стенки экскаваторов.
• Корпус шаровых, вихревых мельниц.

110Г13Л (Г13Л)

• Товары из стали 110Г13Л (Г13Л) в наличии: Круг
• Квадрат

сделать заявку

Сталь 110Г13Л (Г13Л) для отливок, высокомарганцовистая износостойкая аустенитного класса

Сталь 110Г13Л применяется: для изготовления отливок корпусов вихревых и шаровых мельниц, щек и конусов дробилок, трамвайных и железнодорожных стрелок и крестовин, гусеничных траков, звездочек, зубьев ковшей экскаваторов и других деталей, работающих на ударный износ; деталей мельничных футеровок горно-металлургического оборудования; остряковых крестовин стрелочных переводов марок 1/11 и 1/9 к рельсам типов Р75, Р65, Р50 с литыми сердечниками. Сталь обладает высоким сопротивлением к износу при одновременном воздействии высоких давлений или ударных нагрузок.

Технические характеристики

По ГОСТ 21357-87 для повышения износостойкости отливок допускается микролегирование стали титаном до 0,05%, ванадием до 0,30%, молибденом до 0,20%. По KSt 81-038:2009 приведен химический состав стали с более узкими пределами по содержанию компонентов, применяемый для изготовления износостойких деталей мельничных футеровок. По ГОСТ 7370-98 при изготовлении сердечников и цельнолитых крестовин стрелочных переводов допускается по согласованию изготовителя с потребителем вводить в сталь легирующие элементы и модифицирующие добавки.

Сталь коррозионно-стойкая жаропрочная 08Х18Н10Т (другое обозначение 0Х18Н10Т ЭИ914) — характеристики, свойства, аналоги

На данной страничке приведены технические, механические и остальные свойства, а также характеристики стали марки 08Х18Н10Т (другое обозначение 0Х18Н10Т ЭИ914).

Классификация материала и применение марки 08Х18Н10Т (другое обозначение 0Х18Н10Т ЭИ914)

Марка: 08Х18Н10Т (другое обозначение 0Х18Н10Т ЭИ914)Классификация материала: Сталь коррозионно-стойкая жаропрочнаяПрименение: сварная аппаратура, работающая в средах повышенной агрессивности , теплообменники, муфели, трубы, детали печной арматуры, электроды искровых зажигательных свечей- сталь аустенитного класса

Механические свойства 08Х18Н10Т (другое обозначение 0Х18Н10Т ЭИ914) при температуре 20oС

Зарубежные аналоги 08Х18Н10Т (другое обозначение 0Х18Н10Т ЭИ914)

В таблице указаны точные и сходные по составу аналоги.

Расшифровка обозначений, сокращений, параметров

Обращаем ваше внимание на то, что данная информация о марке 08Х18Н10Т (другое обозначение 0Х18Н10Т ЭИ914), приведена в ознакомительных целях. Параметры, свойства и состав реального материала марки 08Х18Н10Т (другое обозначение 0Х18Н10Т ЭИ914) могут отличаться от значений, приведённых на данной странице

Более подробную информацию о марке 08Х18Н10Т (другое обозначение 0Х18Н10Т ЭИ914) можно уточнить на информационном ресурсе «Марочник стали и сплавов». Информацию о наличии, сроках поставки и стоимости материалов Вы можете уточнить у наших менеджеров. При обнаружении неточностей в описании материалов или найденных ошибках просим сообщать администраторам сайта, через форму обратной связи. Заранее спасибо за сотрудничество!

Способы обработки

Холодная обработка металлов давлением — известный способ намеренного создания наклепа. Типичными технологическими процессами такой обработки металлов являются волочение, холодная ковка, прокатка, прессование (экструзия). Если переусердствовать с обработкой, то деталь из стали Гадфильда может развалиться на куски из-за усиливающихся внутренних напряжений, которые ее разрушают. Поэтому при обработке, например, лезвия ножа, которое рекомендуется слегка отбить перед итоговой заточкой, или отбивке косы (а это и есть холодная ковка), нужно наносить очень легкие удары и внимательно относиться к отдаче от молотка. Как только он начинает отскакивать, значит пора прекращать удары, иначе лезвие может раскрошиться.

Из-за высокой вязкости стали Гадфильда, детали из нее практически не могут обрабатываться режущими инструментами. Для массового изготовления продукции из этой стали подходит только литье. Формы для отливки должны быть выполнены очень тщательно, чтобы изготовленные детали не подвергать дополнительной обработке. После отливки изделия и застывания металла, качество стали достаточно низкое, так как на границе зерен аустенита есть мелкие включения карбидов, которые легко образуют трещины между зернами и приводят к быстрому разрушению. Токарная обработка возможна лишь с применением быстрорежущих сталей с высокой теплостойкостью. То есть инструмент, при возникающих в режущей кромке высоких температурах, должен сохранять высокую твердость и противостоять износу.

Что такое наклеп?

Наклеп — увеличение прочности металлов и сплавов вследствие изменения их структуры в процессе пластической деформации при температуре ниже температуры рекристаллизации. То есть температуры, при которой на месте потерявших форму, вытянутых зерен металла начинают возникать и расти новые зерна с неискаженной решеткой, правильной округлой формы. При наклепе металла его плотность уменьшается, происходит это из-за нарушения порядка в расположении атомов, искажения атомной решетки, образования микропор, увеличения плотности дефектов. Уменьшение плотности означает увеличение удельного объема единицы массы. Наружный наклепанный слой стремится расшириться, а внутренние не позволяют ему этого сделать. В металле возникают остаточные сжимающие напряжения. Они бывают очень полезными, так как способны приостанавливать процесс появления и увеличения поверхностных усталостных трещин.

Нельзя гарантировать равномерное постоянство удельных давлений в шарнире в пределах от 80 до 200 кг/см, при которых проявляется способность стали к наклепу, и тем самым выявляется ее свойство противостоять износу. Ниже этих показателей наклеп стали Гадфильда не наблюдается, а выше — возникает ее остаточная деформация, соответственно нельзя полноценно использовать её способности. Многочисленные наблюдения за работой тракторов СТЗ НАТИ в поле показали, что после примерно тысячи часов эксплуатации износ отверстий проушин шарнирных соединений равен 0,3 — 0,4 см, а в результате полутора-двух тысяч часов работы проушины истираются практически на всю толщину стенки 0,8 см или разрушаются ранее.

Химический состав

Широкой популярностью на отечественном рынке пользуется сталь 65Х13, характеристики ее регламентируются ГОСТом 5632-72 и техусловиями, разработанными для обширной номенклатуры жаропрочных и стойких к коррозии марок. Маркировка сплава указывает на массовые доли содержащихся в нем основных добавок:

• углерода – 0,6 – 0,7%;
• хрома – 12-14%.

Углерод придает металлу твердость и прочность, однако при увеличении его содержания сплав приобретает хрупкость. Необходимо оптимальное соотношение железа и углерода, которое выполняется в данном сплаве. Хром необходим для повышения стойкости к коррозии. При содержании хрома более 13% сплав относят к категории нержавеющих материалов.

Важную роль играют легирующие добавки, они задают механические и технологические свойства сплава, которые определяют его назначение:

• марганец придает жесткость и прочность, его содержание колеблется в пределах 0,25-0,80%;
•  молибден – 0,75%, снижает хрупкость материала;
• никель – 0,5%, увеличивает вязкость металла;
• кремний – 1,0%, необходим для придания упругих свойств;
• сера и фосфор – 0,025-0,030%, неизбежные примеси, снижающие износостойкость и ударную вязкость.

Среди зарубежных аналогов стали 65Х13 наиболее известны:

1. 440А – Соединенные Штаты;
2. AUS6 – Япония;
3. X55CrMo14 – Германия;
4. AEB-L – Швеция;
5. 6Cr13MoV – Китай.

https://youtube.com/watch?v=knohSyDD4hc

Коротко о марганцовистой стали

Марганцовистая сталь была изобретена Робертом Гадфильдом в 1882 году, и, несмотря на все проводимые исследования, огромные затраты времени и средств, производимая в настоящее время марганцовистая сталь имеет тот же самый химический состав, который был первоначально предложен Гадфильдом. Роберт Гадфильд установил, что марганцовистая сталь совершенно не похожа на все другие. Он попытался подвергнуть закалке откованный образец и обнаружил, что сталь стала не тверже, как все стали после закалки, а мягче. Но это была не единственная неожиданность – новая сталь не поддавалась ни токарной, ни фрезерной обработке. Предпринимались попытки закаливать сталь Гадфильда в различных средах, но тщетно – она оставалась мягкой. Когда ее подвергали холодной ковке, то участки, на которые приходились удары молота, становились твердыми, и чем больше была степень деформации, тем тверже становилась сталь. При обработке напильником наблюдалось аналогичное явление. Сопротивление металла под напильником росло по мере надавливания: чем сильнее был нажим, тем больше сопротивление.

Благодаря высокой твердости и износостойкости, а также способности выдерживать и поглощать сильные удары без разрушения сталь Гадфильда быстро завоевала признание в промышленности: ее стали использовать для изготовления тех деталей, которые в процессе эксплуатации постоянно подвергаются сильным ударам и обычно быстро выходят из строя по причине истирания. В горной промышленности это такие детали, как, например, щеки дробилок, била для роторных дробилок, шары для шаровых мельниц, гусеничные траки.

Пояснения по содержанию марганца

Известны многочисленные публикации, посвященные изучению влияния марганца на износ деталей дробилок. Ниже описываются различия между марками стали.

• Mn 12-14 – эта марганцовистая сталь традиционно являлась стандартной маркой для карьерного оборудования. Она не уступает другим маркам по возможности наклепа в процессе работы. При переработке особо абразивных материалов наклепанный слой, обычно имеющий глубину около 3 мм, может быть изношен или снят за счет абразивного износа при ударе, что ведет к быстрому износу более мягкого ненаклепанного подстилающего металла. Эта марка стали обладает начальной твердостью около 200 BHN (твердость по Бринеллю). В процессе эксплуатации твердость возрастает примерно до 450 BHN.
• Mn 16-18 – как правило, на 7% дороже в производстве, чем марка Mn 12-14. Эта сталь с повышенным содержанием марганца имеет примерно такие же характеристики, как и предыдущая марка. Первоначальная твердость этой стали несколько выше и составляет около 230 BHN. За счет большего содержания углерода эта марка стали быстрее наклепывается, и поэтому влияние абразивного износа при ударе уменьшается. Но максимальная твердость у этой марки стали составляет около 400 BHN. Эта марка считается наиболее универсальным материалом для любых применений.
• Mn 22-24 – из рассматриваемых марганцовистых сталей эта марка имеет наивысшую начальную твердость 248 BHN, но не обеспечивает более эффективного наклепа, чем более низкие марки. В очень редких ситуациях она может наклепываться чуть быстрее, чем более низкие марки, однако ее преимущества непропорциональны стоимости, которая на 14% выше стоимости марганцовистой стали Mn 12-14. Предложения этой марки являются скорее маркетинговым ходом и не дают никаких реальных преимуществ.

Влияние углерода на содержание марганца

Существует прямая связь между количеством углерода, которое может оставаться в сплаве, и содержанием марганца. При увеличении содержания углерода в сплаве необходимо увеличивать и содержание марганца. Это послужило причиной рождения мифа о том, что увеличение содержания марганца в сплаве увеличивает срок службы футеровок. На самом деле, срок службы определяется именно содержанием углерода.

Для увеличения срока службы футеровок по износу важно иметь максимальное содержание углерода. При содержании Mn 18% достигается оптимальный уровень углерода

При содержании Mn 18% достигается оптимальный уровень углерода.

Для определения необходимого количества углерода при сохранения механических свойств сплава необходимо учитывать толщину детали. Чем больше сечение детали, тем труднее удержать углерод во время закаливания.

От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.