Сталь X120Mn12, 1.3401, сталь Hadfield, 110G12, 11G12, X120Mn13

Специальная высоколегированная износостойкая марганцевая сталь X120Mn12, сталь 110G12 BN-90/0631-04, сталь 11G12 BN-68/0361-04 1.3401, X120Mn13, сталь Хадфилда.

Скачать описание в формате PDF

Материалы, доступные в Alfa-Tech: 1.3401 / X120Mn12 / 11G12

Шнеки 1.3401 / X120Mn12 / 11G12 – горячекатаные
Плоские прутки 1.3401 / X120Mn12 / 11G12, прокатанные, вырезанные методом гидроабразивной резки из листов.
Кованые прутки 1.3401 / X120Mn12 / 11G12
Поковка 1.3401 / X120Mn12 / 11G12 – произвольной формы, кубической формы.
Листы 1.3401 / X120Mn12 / 11G12 – горячекатаные, гидроабразивной резки

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

Сравнение марок 11G12, 110G12 с заменителями X120Mn12, 1.3401, Z120Mn12, X120Mn13

Механические свойства стали Hadfield 1.3401, X120Mn12, 11G12, 110G12, X120Mn13

Высокомарганцевая сталь X120Mn12, 1.3401, X120Mn13, 11G12, 110G12, в зависимости от марки и стандарта данной стали, содержит 1,00–1,30% углерода и 11,00–14,00% (иногда больше) марганца ; соотношение углерода к марганцу составляет в среднем около 1:10. После нагрева до приблизительно 950–1000 ^° C и охлаждения на воздухе этот тип стали имеет аустенитную структуру с карбидными включениями. После пересыщения от этих температур в воде образуется аустенитная структура со следующими механическими свойствами (применимо к марке 11G12):

Механические свойства образцов, подвергнутых термической обработке.

Рм 90-110 кг/мм² (900-1100 МН/м)² ),
Re 35-45 кг/мм² (350-450 МН/м)² ),
А% – 50,
Z% – 60,
HB – 200-250 кг/мм² (2000-2500 МН/м)² ).

Температуры формования пластмасс и термообработки

Ковка при температуре 1050-900 °C.^oC,
Термическая обработка – отжиг в растворе при температуре 950–1050 °C.^oC, водяное охлаждение, аустенитная структура после термообработки.

Hadfield Steel - Сварка

Перед сваркой сталь Хадфилда следует нагреть до температуры 190–300 ^° C, а после сварки — отжечь до температуры 750–800 ^° C. После отжига материал охлаждают на воздухе.

Сталь X120Mn12, 11G12, 1.3401, 110G12, X120Mn13 – термообработка марганцевой стали

1. Пересыщение и стабилизация аустенита

Термическая обработка литых или кованых изделий включает в себя термическую обработку раствором при температуре 1050–1100 °C с последующим быстрым охлаждением в воде. Этот процесс предотвращает осаждение карбидов и стабилизирует аустенитную структуру, обеспечивая ее долговечность при комнатной температуре (приблизительно 20 °C).

2. Усиление в процессе эксплуатации

Марганцевая сталь 11G12, 110G12, X120Mn12 (1.3401) и X120Mn13 характеризуется высокой ударной вязкостью и износостойкостью. Низкая начальная твердость компенсируется интенсивным закаливанием под давлением и ударом. В поверхностном слое изделия образуются многочисленные микроцарапины , значительно повышающие износостойкость.

Микротвинки — это микроскопические параллельные полосы, образующиеся в кристаллической структуре стали при интенсивной пластической деформации. Они являются результатом так называемого деформационного двойникования — процесса, при котором часть кристалла дислокируется, образуя фрагмент с зеркальной ориентацией относительно соседней области. В высокомарганцевых аустенитных сталях, таких как сталь Хадфилда, этот механизм происходит особенно легко из-за низкой энергии дефектов упаковки (SFE), которая способствует образованию двойниковых дефектов вместо классических дислокаций.

Микроструктурные микродвойники видны под оптическим и электронным микроскопом (СЭМ, ТЭМ) в виде плотных параллельных полос, пересекающих зерна аустенита под определенным углом — обычно 60° или 70° относительно исходной кристаллографической ориентации. Их толщина варьируется от нескольких десятков до сотен нанометров, а их расположение носит полосчатый и упорядоченный характер.

Образование микродвойников вызывает локальное упрочнение кристаллической решетки и препятствует движению дислокаций, что приводит к значительному увеличению твердости при сохранении хорошей пластичности. По мере прогрессирующего износа и дальнейшего упрочнения количество микродвойников увеличивается, создавая многослойную упрочненную зону с высокой износостойкостью. Этот механизм отвечает за явление самоупрочнения стали Хадфилда в процессе эксплуатации — поверхность становится твердой и прочной, в то время как сердцевина сохраняет свои пластичные свойства и ударную вязкость.

В случае износа от трения, который не сопровождается давлением и, следовательно, не приводит к разрушению , марганцевая сталь не демонстрирует повышенной износостойкости по сравнению с другими марками стали аналогичной твердости.

3. Сталь 1.3401, X120Mn12, 11G12, 110G12, X120Mn13 – мартенситное превращение и обрабатываемость.

Причины холодного раздавливания:

• Очистка зерна,
• Частичное превращение аустенита в мартенситчто дополнительно повышает твердость и износостойкость.

Сталь Хадфилда очень сложна в обработке, поскольку она сохраняет пластичность в упрочненном раствором состоянии и проявляет высокую твердость после закалки. Обработка может быть облегчена следующими способами:

• Нагрев в диапазоне 300–450 °C.что вызывает частичное превращение аустенита в мартенсит.
• Нагрев выше 500°Cчто приводит к отпуску мартенсита.
• Длительный отжиг при 550–580 °Cчто улучшает обрабатываемость.

При нагреве до температуры выше 500–550 °C и быстром охлаждении в воде марганцевую сталь можно обрабатывать с помощью твердосплавных инструментов.

4. Магнитные свойства – сталь 1.3401, X120Mn12, 11G12, 110G12

Износостойкая марганцевая сталь (X120Mn12, сталь 1.3401) немагнитна в пересыщенном состоянии , поскольку её кристаллическая структура — аустенит (γ-Fe), который не проявляет ферромагнетизма. Однако на практике такая сталь может проявлять магнетизм . Это может быть обусловлено следующими причинами:

1. Механическая обработка и упрочнение поверхности – Марганцевая сталь обладает очень высокой способностью к упрочнению при деформации. В результате интенсивных механических нагрузок, таких как прокатка, истирание, ковка или даже механическая обработка, аустенит может частично трансформироваться в деформационный мартенсит, который является ферромагнитным.
2. Неполное пересыщение – В некоторых случаях марганцевая сталь может не полностью раствориться в процессе термообработки. Если после обработки остаются небольшие осадки феррита или α-фазы, они могут проявлять магнитные свойства.
3. Примеси и добавки – Если сталь содержит небольшое количество α-железа, карбидов или других ферромагнитных фаз (например, включений карбонитридов), она может проявлять локальный магнетизм.
4. Неравномерная структура – В крупных отливках или толстых листах в процессе затвердевания может происходить неравномерное распределение легирующих элементов. В результате в некоторых областях могут происходить локальные фазовые превращения, вызывающие магнетизм.
5. Влияние температуры – При охлаждении ниже криогенных температур может происходить частичное превращение аустенита в мартенсит, что также повлияет на магнетизм стали.

На практике, если сталь Хадфилда проявляет магнетизм после механической или термической обработки, это чаще всего указывает на локальное фазовое превращение или упрочнение при деформации. Это можно проверить, например, с помощью рекристаллизационного отжига, который восстанавливает немагнитную аустенитную структуру.

Вкратце – практические причины развития магнетизма в стали Хадфилда.

• Воздействие и давление → холодная обработка, превращение аустенита в мартенсит → локальный магнетизм.
• Неполное насыщение → осаждение феррита → частичный магнетизм.
• Неравномерная структура → термообработка или литье → локальные ферромагнитные области.
• Низкие температуры → криогенный фазовый переход → образование магнитных мартенситных областей.

Применение высокомарганцевой стали

Сталь Hadfield используется при производстве деталей, требующих исключительной износостойкости при ударах и сжатии, таких как:

• щеки дробилки для камня,
• Штифты и втулки для гусеничных цепей,
• Шарики и пластины для шаровых мельниц,
• Трамвайные лягушки,
• Ковши экскаватора.

Благодаря своей уникальной способности к самозатвердеванию под воздействием ударов и истирания , сталь Хадфилда является незаменимым материалом в областях применения с высокими динамическими нагрузками. Ее поверхность затвердевает в процессе эксплуатации, создавая чрезвычайно прочный защитный слой, в то время как сердцевина сохраняет свою пластичность и ударопрочность. Это сочетание износостойкости и поглощения энергии удара сделало сталь Хадфилда стандартом в таких отраслях, как горнодобывающая промышленность, производство заполнителей, переработка отходов и железнодорожный транспорт.

Ассортимент – сталь Hadfield (X120Mn12, 110G12, 11G12, 1.3401, X120Mn13)

Мы поставляем сталь 1.3401 / X120Mn12 в широком диапазоне металлургических форм и полуфабрикатов, что позволяет нам адаптировать продукцию к конкретным техническим и промышленным требованиям.

Листы 1.3401 / X120Mn12

• Горячекатаные листы – толщина от нескольких до нескольких десятков миллиметров, в стандартных листах и ​​больших форматах.
• Форматы, вырезанные из листового металла – изготовлено на заказ с использованием газовой, плазменной или лазерной резки.
• Плоские прутки, вырезанные водорезкой – высокая точность размеров и гладкие края без дополнительной обработки.

Стержни 1.3401 / X120Mn12

• Круглые прокатные прутки – диаметром от нескольких до нескольких сотен миллиметров, для дальнейшей механической обработки или ковки.
• Квадрат – используется в конструктивных элементах и ​​при производстве ударопрочных деталей.
• Плоские прутки (плоские бруски) – толщина от нескольких до нескольких десятков миллиметров, ширина подбирается в соответствии с потребностями заказчика.

Кованые изделия

• Изделия, изготовленные методом открытой штамповки, – валы, диски, кольца, сегменты и другие элементы, подверженные экстремальным нагрузкам.
• Возможность изготовления кованых изделий нестандартных размеров по техническому чертежу заказчика.

Дополнительные формы

• Готовые элементы, вырезанные из листов стали 1.3401 / X120Mn12, – например, щеки дробилки, сегменты мельницы, защитные пластины.
• Полуфабрикаты для дальнейшей механической обработки, изготовленные в сыром виде или после предварительной термообработки.

Подробнее о марганцевой стали Хадфилда (стандарты, история)

Сталь X120Mn12, 110G12, 11G12, 1.3401, X120Mn13

Часто задаваемые вопросы – сталь Hadfield X120Mn12 / 11G12 / 110G12

Чем отличается сталь 1.3401 / X120Mn12 от других марок стали?

Его уникальная особенность заключается в способности к самозатвердеванию под воздействием ударов и истирания. Высокое содержание марганца делает поверхность твердой и износостойкой, в то время как сердцевина сохраняет свою пластичность и ударопрочность.

В каких промышленных областях чаще всего используется сталь 1.3401 / X120Mn12?

• элементы дробилок и мельниц,
• Губчатые пластины и ударные молотки,
• Зубья и ковши экскаватора,
• Железнодорожные рельсовые подушки и элементы,
• Детали конвейеров, дробилки и грохоты.

Какими механическими свойствами обладает сталь 1.3401 / X120Mn12?

• очень высокая устойчивость к динамическому истиранию,
• способность работать в условиях высоких ударных нагрузок.
• низкая склонность к хрупкому разрушению,
• хорошая пластичность и упругость в сердцевине.

Как ведет себя марганцевая сталь Хадфилда при высоких температурах?

Наилучшие эксплуатационные характеристики проявляются при воздействии ударов и истирания при комнатной температуре. При температурах выше 300–400 °C износостойкость может снижаться, поэтому эта сталь не используется в качестве жаростойкой.

Как осуществляется термообработка стали Hadfield?

Основной обработкой является закалка в воде при температуре приблизительно 1000–1100 °C. Эта обработка обеспечивает сохранение аустенитной структуры и восстанавливает способность к самозатвердеванию.

Можно ли обрабатывать марганцевую сталь Хэдфилда механическим способом?

Механическая обработка — очень сложная задача. Из-за быстрого затвердевания поверхностей инструменты быстро изнашиваются. Чаще всего детали изготавливаются в виде готовых заготовок (литье, поковка), а затем просто подвергаются финишной обработке.

Какова свариваемость стали Хадфилда?

Сталь можно сваривать, но для этого требуются специальные электроды или сварочная проволока, а также контроль температуры. Чрезмерный перегрев может привести к хрупкости конструкции и снижению износостойкости.

Обладает ли марганцевая сталь Хэдфилда коррозионной стойкостью?

Нет, это сталь с высокой износостойкостью, но не с антикоррозийной. Во влажных и агрессивных средах она требует дополнительной защиты или использования в сочетании с другими материалами.

Какие способы доставки стали Hadfield доступны?

Наиболее распространенные предложения включают в себя:

• листы и плиты толщиной от нескольких миллиметров до нескольких десятков миллиметров,
• стержни и ролики,
• Открытая штамповка и штамповая ковка,
• Готовые элементы по чертежам заказчика (например, щековые дробилки, плиты).

Каковы основные преимущества стали Hadfield?

• исключительная устойчивость к абразивному износу.
• способность работать в условиях высокой интенсивности нагрузки,
• длительный срок службы компонентов,
• самозатвердевание в процессе эксплуатации.

Каковы ограничения стали X120Mn12 / 1.3401?

• сложные механические и сварочные процессы,
• отсутствие сопротивления коррозия,
• снижение износостойкости при высоких температурах,
• Более высокая стоимость производства и подготовки элементов по сравнению с простыми углеродистыми сталями.

В каких отраслях промышленности сталь X120Mn12 / 1.3401 компании Hadfield незаменима?

• добыча полезных ископаемых,
• цементная промышленность,
• металлургические и перерабатывающие заводы,
• железнодорожный и тяжелый транспорт
• Переработка и утилизация металлов.