Stal X120Mn12, 1.3401, stal Hadfielda, 110G12,11G12,X120Mn13

Stal X120Mn12 specjalna wysokostopowa – odporna na ścieranie stal manganowa 110G12 BN-90/0631-04, 11G12 BN-68/0361-04  stal 1.3401, X120Mn13, stal Hadfielda

Stal Hadfielda 1.3401, X120Mn12, 11G12, 110G12, X120Mn13

Stal X120Mn12, 1.3401, X120Mn13 ,11G12, 110G12 ,wysokomanganowa,  w zależności od gatunku i normy danej stali, zawiera 1,00 – 1,30% węgla oraz 11,00 – 14,00% (czasami więcej) manganu, stosunek węgla do manganu wynosi średnio około 1:10.
Po nagrzaniu do około 950 – 1000^oC i ochłodzeniu w powietrzu, ten rodzaj stali posiada strukturę austenitu z wydzieleniami węglików. Po przesyceniu z tych temperatur w wodzie powstaje struktura austenityczna o własnościach mechanicznych ( dotyczy gatunku 11G12):

Własności mechaniczne próbek obrobionych cieplnie

Rm 90-110 kG/mm² ( 900-1100 MN/m² ),
Re 35-45 kG/mm² ( 350-450 MN/m² ),
A% – 50,
Z% – 60,
HB – 200-250 kG/mm² ( 2000-2500 MN/m² ).

Temperatury przeróbki plastycznej i obróbki cieplnej

Kucie przy temperaturze 1050-900^oC,
Obróbka cieplna – przesycanie w temperaturze 950 – 1050^oC, chłodzenie w wodzie, po obróbce cieplnej struktura austenityczna.

Stal Hadfielda – Spawanie

Przed spawanie stal Hadfielda należy podgrzać w zakresie 190 – 300^oC, po spawaniu należy wykonać wyżarzanie w zakresie temeratur 750 – 800^oC. po wyżarzaniu materiał chłodzimy w powietrzu.

Stal X120Mn12, 11G12, 1.3401, 110G12, X120Mn13 – obróbka cieplna stali manganowej

1. Przesycanie i stabilizacja austenitu

Obróbka cieplna wyrobów odlanych lub kutych polega na przesycaniu w temperaturze 1050–1100°C, a następnie szybkim chłodzeniu w wodzie. Proces ten zapobiega wydzieleniu węglików oraz stabilizuje strukturę austenityczną, zapewniając jej trwałość w temperaturze pokojowej (ok. 20°C).

2. Umacnianie w trakcie eksploatacji

Stal manganowa 11G12, 110G12, X120Mn12 (1.3401), X120Mn13 charakteryzuje się wysoką udarnością i odpornością na ścieranie. Jej niska twardość w stanie początkowym jest kompensowana przez intensywne umocnienie pod wpływem nacisku i uderzeń. W warstwie przypowierzchniowej wyrobu dochodzi do tworzenia licznych mikroblizniaków, co znacząco zwiększa odporność na ścieranie.

W przypadku zużycia ciernego, któremu nie towarzyszy nacisk, a tym samym nie zachodzi zgniot, stal manganowa nie wykazuje podwyższonej odporności na ścieranie w porównaniu do innych gatunków stali o zbliżonej twardości.

3. Stal 1.3401, X120Mn12, 11G12, 110G12, X120Mn13 – przemiana martenzytyczna i obrabialność

Pod wpływem zgniotu na zimno dochodzi do:

• Rozdrobnienia ziarn,
• Częściowej przemiany austenitu w martenzyt, co dodatkowo zwiększa twardość i odporność na zużycie.

Stal Hadfielda jest bardzo trudno obrabialna, ponieważ w stanie przesyconym pozostaje plastyczna, a po umocnieniu wykazuje wysoką twardość. Obróbkę mechaniczną można ułatwić poprzez:

• Podgrzanie w zakresie 300–450°C, co powoduje częściową przemianę austenitu w martenzyt.
• Podgrzanie powyżej 500°C, co prowadzi do odpuszczenia martenzytu.
• Długotrwałe wyżarzanie w temperaturze 550–580°C, co poprawia skrawalność.

Po nagrzaniu do temperatur powyżej 500–550°C i szybkim chłodzeniu w wodzie, stal manganowa może być obrabiana przy użyciu narzędzi z węglików spiekanych.

4. Magnetyczność – stal 1.3401, X120Mn12, 11G12, 110G12

Trudnościeralna stal manganowa, (stal X120Mn12, 1.3401), w stanie przesyconym jest niemagnetyczna, ponieważ jej struktura krystaliczna to austenit (γ-Fe), który nie wykazuje ferromagnetyzmu. Jednak w praktyce zdarza się, że taka stal może wykazywać magnetyczność. Przyczyny tego zjawiska mogą być następujące:

1. Obróbka mechaniczna i umocnienie powierzchniowe – Stal manganowa ma bardzo wysoką zdolność do umacniania przez zgniot. W wyniku intensywnego obciążenia mechanicznego, np. walcowania, ścierania, kucia lub nawet obróbki skrawaniem, może dojść do częściowej przemiany austenitu w martenzyt odkształceniowy, który jest ferromagnetyczny.
2. Niecałkowite przesycenie – W niektórych przypadkach stal manganowa może nie być w pełni przesycona podczas obróbki cieplnej. Jeśli po obróbce pozostaną drobne wydzielenia ferrytu lub fazy α, mogą one wykazywać magnetyczność.
3. Zanieczyszczenia i domieszki – Jeśli w stali znajdują się niewielkie ilości domieszek żelaza α, węglików lub innych faz ferromagnetycznych (np. wtrąceń węglikoazotkowych), mogą one wykazywać lokalną magnetyczność.
4. Nierównomierność struktury – W dużych odlewach lub grubych blachach może dojść do nierównomiernego rozkładu pierwiastków stopowych podczas krzepnięcia. W efekcie w niektórych miejscach może dojść do lokalnej przemiany fazowej, powodującej magnetyczność.
5. Wpływ temperatury – Przy schładzaniu poniżej temperatur kriogenicznych może dojść do częściowej przemiany austenitu w martenzyt, co również wpłynie na magnetyczność stali.

W praktyce, jeśli stal Hadfielda po obróbce mechanicznej lub cieplnej wykazuje magnetyczność, to najczęściej oznacza to, że lokalnie doszło do przemiany fazowej lub umocnienia zgniotowego. Można to sprawdzić np. poprzez wyżarzanie rekrystalizacyjne, które przywróci niemagnetyczną strukturę austenityczną.

W skrócie – praktyczne przyczyny powstawania magnetyczności w stali Hadfielda

• Uderzenia i nacisk → zgniot, przemiana austenitu w martenzyt → lokalna magnetyczność.
• Niepełne przesycenie → wydzielenia ferrytu → częściowa magnetyczność.
• Nierównomierność struktury → obróbka cieplna lub odlewanie → lokalne obszary ferromagnetyczne.
• Niskie temperatury → kriogeniczna przemiana fazowa → powstawanie magnetycznych obszarów martenzytycznych.

Zastosowanie stali wysokomanganowej

Stal Hadfielda znajduje zastosowanie w produkcji części wymagających ekstremalnej odporności na ścieranie pod wpływem uderzeń i zgniotu, takich jak:

• Szczęki kruszarek do kamieni,
• Sworznie i tuleje do łańcuchów gąsienicowych,
• Kule i płyty do młynów kulowych,
• Krzyżownice tramwajowe,
• Czerpaki koparek.

Dzięki unikalnej zdolności do samoczynnego umacniania, stal Hadfielda jest niezastąpiona w aplikacjach o wysokim obciążeniu dynamicznym.

Stal X120Mn12 110G12, 11G12, 1.3401, X120Mn13 , blachy, pręty, płaskowniki ) dostarczamy pręty walcowane okrągłe, formatki cięte z blachy, pręty kwadratowe i płaskie (płaskowniki), płaskowniki wycinane wodą z blach, blachy gorącowalcowane, odkuwki swobodnie kute.

Więcej o stali manganowej Hadfielda (normy, historia)

Stal X120Mn12, 110G12, 11G12, 1.3401, X120Mn13