Стомана X120Mn12, 1.3401, стомана Хадфийлд, 110G12, 11G12, X120Mn13

Стомана X120Mn12 специална високолегирана – устойчива на абразия манганова стомана 110G12 BN-90/0631-04, стомана 11G12 BN-68/0361-04 1.3401, X120Mn13, стомана Hadfield

Изтеглете описанието в pdf формат

Материали, предлагани в Alfa-Tech 1.3401 / X120Mn12 / 11G12

Пръти 1.3401 / X120Mn12 / 11G12 – горещовалцувани
Плоски пръти 1.3401 / X120Mn12 / 11G12 валцувани, рязани с вода от листове
Ковани пръти 1.3401 / X120Mn12 / 11G12
Изковки 1.3401 / X120Mn12 / 11G12 – свободна форма, кубчета
Листове 1.3401 / X120Mn12 / 11G12 – горещовалцувани, рязани с вода

телефон: + 48 63 2610519
kontakt@alfa-tech.com.pl

Сравнение на марки 11G12, 110G12 със заместители X120Mn12, 1.3401, Z120Mn12, X120Mn13

Механични свойства на стомана Хадфийлд 1.3401, X120Mn12, 11G12, 110G12, X120Mn13

Високомангановите стомани X120Mn12, 1.3401, X120Mn13, 11G12, 110G12, в зависимост от марката и стандарта на дадената стомана, съдържат 1,00–1,30% въглерод и 11,00–14,00% (понякога повече) манган ; съотношението въглерод/манган е средно около 1:10. След нагряване до приблизително 950–1000 ^° C и охлаждане на въздух, този вид стомана има аустенитна структура с карбидни утайки. След пренасищане от тези температури във вода се образува аустенитна структура със следните механични свойства (отнася се за марка 11G12):

Механични свойства на термично обработени проби

Rm 90-110 кг/мм² (900-1100 MN/m² ),
Re 35-45 кг/мм² (350-450 MN/m² ),
А% – 50,
Z% – 60,
HB – 200-250 кг/мм² (2000-2500 MN/m² ).

Температури на формоване на пластмаси и термична обработка

Коване при 1050-900^oC,
Термична обработка – отгряване в разтвор при температура 950 – 1050^oC, водно охлаждане, аустенитна структура след термична обработка.

Хадфийлд Стийл - Заваряване

Преди заваряване, стоманата Hadfield трябва да се нагрее до температура от 190 – 300 ^° C, а след заваряване да се отгрява до температура от 750 – 800 ^° C. След отгряване материалът се охлажда на въздух.

Стомана X120Mn12, 11G12, 1.3401, 110G12, X120Mn13 – термична обработка на манганова стомана

1. Пренасищане и стабилизиране на аустенита

Термичната обработка на отливки или ковани изделия включва термична обработка в разтвор при 1050–1100°C , последвана от бързо охлаждане с вода. Този процес предотвратява утаяването на карбиди и стабилизира аустенитната структура, осигурявайки нейната издръжливост при стайна температура (приблизително 20°C).

2. Укрепване по време на експлоатация

Мангановите стомани 11G12, 110G12, X120Mn12 (1.3401) и X120Mn13 се характеризират с висока ударна якост и устойчивост на абразия. Ниската им начална твърдост се компенсира от интензивно втвърдяване под налягане и удар. В повърхностния слой на продукта се образуват множество микродраскотини , което значително повишава устойчивостта на абразия.

Микроблизнаците са микроскопични, успоредни ленти, образувани в кристалната структура на стоманата по време на силна пластична деформация. Те са резултат от така нареченото деформационно сблицване – процес, при който част от кристала се дислоцира, за да образува фрагмент с огледална ориентация спрямо съседна област. При аустенитните стомани с високо съдържание на манган, като например стоманата на Хадфийлд, този механизъм се проявява особено лесно поради ниската енергия на дефектите на подреждане (SFE), което благоприятства образуването на дефекти-близнаци вместо класически дислокации.

Микроструктурно, микродвойниците са видими под оптична и електронна микроскопия (SEM, TEM) като плътни, успоредни набраздявания, които пресичат аустенитните зърна под специфичен ъгъл – обикновено 60° или 70° спрямо първоначалната кристалографска ориентация. Дебелината им варира от няколко десетки до стотици нанометра, а разположението им е лентово и подредено.

Образуването на микродвойници причинява локално втвърдяване на кристалната решетка и възпрепятства движението на дислокациите, което води до значително увеличаване на твърдостта, като същевременно се запазва добра пластичност. С прогресивно износване и по-нататъшно втвърдяване броят на микродвойниците се увеличава, създавайки многослойна подсилена зона с висока устойчивост на абразия. Този механизъм е отговорен за феномена на самовтвърдяване на стоманата на Хадфийлд по време на експлоатация – повърхността става твърда и устойчива, докато сърцевината запазва своите пластични свойства и ударна якост.

В случай на триене, което не е съпроводено с налягане и следователно не включва смачкване , мангановата стомана не показва повишена устойчивост на абразия в сравнение с други марки стомана с подобна твърдост.

3. Стомана 1.3401, X120Mn12, 11G12, 110G12, X120Mn13 – мартензитно преобразуване и обработваемост

Причини за студено смачкване:

• Рафиниране на зърното,
• Частично превръщане на аустенит в мартензит, което допълнително увеличава твърдостта и износоустойчивостта.

Стоманата на Хадфийлд е много трудна за обработка, защото остава пластична в състояние на закалено в разтвор и показва висока твърдост след закаляване. Обработката може да се улесни чрез:

• Нагряване в диапазона 300–450°C, което причинява частично превръщане на аустенита в мартензит.
• Нагряване над 500°C, което води до отпускане на мартензита.
• Дългосрочно отгряване при 550–580°C, което подобрява обработваемостта.

Когато се нагрее до температури над 500–550°C и се охлади бързо във вода, мангановата стомана може да се обработва с помощта на инструменти от циментиран карбид.

4. Магнитност – стомана 1.3401, X120Mn12, 11G12, 110G12

Износоустойчивата манганова стомана (X120Mn12, стомана 1.3401) е немагнитна в пренаситено състояние , тъй като кристалната ѝ структура е аустенит (γ-Fe), който не проявява феромагнетизъм. На практика обаче такава стомана може да проявява магнетизъм . Това може да се дължи на следните причини:

1. Механична обработка и укрепване на повърхността – Мангановата стомана има много висок капацитет за втвърдяване. В резултат на интензивно механично натоварване, като валцоване, абразия, коване или дори машинна обработка, аустенитът може частично да се трансформира в деформационен мартензит, който е феромагнитен.
2. Непълно пренасищане – В някои случаи мангановата стомана може да не е напълно разтворена по време на термична обработка. Ако след обработката останат малки утайки от ферит или α-фаза, те могат да проявяват магнитни свойства.
3. Примеси и примеси – Ако стоманата съдържа малки количества α-желязо, карбиди или други феромагнитни фази (напр. карбонитридни включвания), те могат да проявят локален магнетизъм.
4. Неравномерна структура – При големи отливки или дебели листове, по време на втвърдяване може да възникне неравномерно разпределение на легиращите елементи. В резултат на това в някои области могат да възникнат локални фазови трансформации, причиняващи магнетизъм.
5. Влияние на температурата – При охлаждане под криогенни температури може да се получи частично превръщане на аустенита в мартензит, което също ще повлияе на магнетизма на стоманата.

На практика, ако стоманата на Хадфийлд проявява магнетизъм след механична или термична обработка, това най-често показва, че е настъпило локално фазово преобразуване или деформационно втвърдяване. Това може да се провери например чрез рекристализиращо отгряване, което възстановява немагнитната аустенитна структура.

Накратко – практически причини за развитието на магнетизма в стоманата на Хадфийлд

• Въздействия и натиск → студена обработка, превръщане на аустенит в мартензит → локален магнетизъм.
• Непълно насищане → феритни утайки → частичен магнетизъм.
• Неравномерна структура → термична обработка или леене → локални феромагнитни области.
• Ниски температури → криогенен фазов преход → образуване на магнитни мартензитни области.

Приложение на високоманганова стомана

Стоманата Хадфийлд се използва в производството на части, изискващи изключителна устойчивост на абразия при удар и смачкване, като например:

• Челюсти за трошачка на камъни,
• Щифтове и втулки за вериги,
• Топки и плочи за топкови мелници,
• Трамвайни жаби,
• Кофи за багери.

Благодарение на уникалната си способност да се самовтвърдява при удар и абразия , стоманата Hadfield е незаменим материал в приложения с високи динамични натоварвания. Повърхността ѝ се втвърдява по време на употреба, създавайки изключително устойчив защитен слой, докато сърцевината запазва своята пластичност и ударна якост. Тази комбинация от устойчивост на абразия и способността да абсорбира енергията на удара е превърнала стоманата Hadfield в стандарт в индустрии като минното дело, инертните материали, рециклирането и железопътния транспорт.

Асортимент – стомана Хадфийлд (X120Mn12, 110G12, 11G12, 1.3401, X120Mn13)

Доставяме стомана 1.3401 / X120Mn12 в широка гама от металургични форми и полуготови продукти, което ни позволява да приспособим продукта към специфични технически и индустриални изисквания.

Листове 1.3401 / X120Mn12

• Горещовалцувани листове – дебелини от няколко до няколко десетки мм, в стандартни листове и по-големи формати,
• Формати, изрязани от ламарина – изработени по поръчка чрез газово, плазмено или лазерно рязане,
• Плоски пръти, нарязани с вода – висока точност на размерите и гладки ръбове, без допълнителна обработка.

Пръти 1.3401 / X120Mn12

• Кръгли валцувани пръти – диаметри от няколко до няколкостотин мм, за по-нататъшна механична обработка или коване,
• Квадрат – използва се в структурни елементи и в производството на удароустойчиви части,
• Плоски пръти (плоски пръти) – дебелини от няколко до няколко десетки мм, ширини, съобразени с нуждите на клиента.

Изковки

• Открити изковки – валове, дискове, пръстени, сегменти и други елементи, изложени на екстремни натоварвания,
• Възможност за изработка на изковки с нестандартни размери, съгласно техническия чертеж на клиента.

Допълнителни формуляри

• Готови елементи, изрязани от листове 1.3401 / X120Mn12 – например челюсти на трошачки, сегменти на мелници, защитни плочи,
• Полуфабрикати за по-нататъшна механична обработка, приготвени в сурово състояние или след предварителна термична обработка.

Повече за мангановата стомана Hadfield (стандарти, история)

Стомана X120Mn12, 110G12, 11G12, 1.3401, X120Mn13

ЧЗВ – стомана Hadfield X120Mn12 / 11G12 / 110G12

Какво отличава стоманата 1.3401 / X120Mn12 от други марки стомана?

Уникалната му характеристика е способността му да се самовтвърдява при удар и абразия. Високото съдържание на манган прави повърхността твърда и износоустойчива, докато сърцевината запазва своята пластичност и ударна якост.

За какви промишлени приложения най-често се използва стомана 1.3401 / X120Mn12?

• елементи на трошачки и мелници,
• челюстни плочи и ударни чукове,
• зъби и кофи на багери,
• подложки и елементи за железопътни релси,
• части за конвейери, трошачки и сита.

Какви механични свойства има стоманата 1.3401 / X120Mn12?

• много висока устойчивост на динамично износване,
• способност за работа при високи ударни натоварвания,
• ниска склонност към крехко счупване,
• добра пластичност и пластичност в сърцевината.

Как се държи мангановата стомана Hadfield при високи температури?

Най-добре се представя, когато е изложена на удар и абразия при околна температура. При температури над 300–400°C, устойчивостта на абразия може да намалее, така че не се използва като топлоустойчива стомана.

Как се обработва термично стоманата Hadfield?

Основната обработка е закаляване във вода от температура приблизително 1000–1100°C. Тази обработка осигурява аустенитната структура и възстановява способността ѝ за самовтвърдяване.

Може ли мангановата стомана Hadfield да се обработва машинно?

Машинната обработка е много трудна. Поради бързото втвърдяване на повърхностите, инструментите се износват бързо. Най-често компонентите се произвеждат в предварително завършени форми (отливки, изковки) и след това просто се обработват окончателно.

Каква е заваряемостта на стоманата Хадфийлд?

Стоманата може да се заварява, но това изисква специални електроди или заваръчни телове и контрол на температурата. Прекомерното прегряване може да доведе до крехки структури и загуба на устойчивост на абразия.

Устойчива ли е мангановата стомана Hadfield на корозия?

Не, това е стомана с висока устойчивост на абразия, но не и устойчивост на ръжда. Във влажна и корозивна среда тя изисква допълнителна защита или употреба заедно с други материали.

Какви методи за доставка са налични за стомана Hadfield?

Най-често срещаните оферти включват:

• листове и плочи с дебелина от няколко мм до няколко десетки мм,
• пръти и ролки,
• отворени щанци и щанцовани изковки,
• готови елементи по чертеж на клиента (напр. челюсти за трошачки, плочи).

Кои са основните предимства на стоманата Hadfield?

• изключителна устойчивост на абразивно износване,
• способност за работа в условия на високо натоварване,
• дълъг експлоатационен живот на компонентите,
• самовтвърдяване по време на работа.

Какви са ограниченията на стоманата X120Mn12 / 1.3401?

• трудна механична и заваръчна обработка,
• липса на съпротива към корозия,
• намаляване на устойчивостта на абразия при високи температури,
• по-високи разходи за производство и подготовка на елементите в сравнение с прости въглеродни стомани.

В кои индустрии стоманата X120Mn12 / 1.3401 на Hadfield е незаменима?

• минно дело,
• циментовата промишленост,
• металургични и агрегатни преработвателни предприятия,
• железопътен и тежък транспорт,
• рециклиране и бракуване на метали.