X120Mn12 stål, 1.3401, Hadfield stål, 110G12, 11G12, X120Mn13

X120Mn12 specialstål höglegerat – nötningsbeständigt manganstål 110G12 BN-90/0631-04, 11G12 BN-68/0361-04 stål 1.3401, X120Mn13, Hadfieldstål

Ladda ner beskrivningen i pdf

Material tillgängligt hos Alfa-Tech 1.3401 / X120Mn12 / 11G12

Stänger 1.3401 / X120Mn12 / 11G12 – varmvalsade
Platta stänger 1.3401 / X120Mn12 / 11G12 valsade, vattenskurna från plåt
Smidda stänger 1.3401 / X120Mn12 / 11G12
Smidestycken 1.3401 / X120Mn12 / 11G12 – fri form, kuber
Plåt 1.3401 / X120Mn12 / 11G12 – varmvalsad, vattenskuren

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

Jämförelse av kvaliteterna 11G12, 110G12 med ersättningarna X120Mn12, 1.3401, Z120Mn12, X120Mn13

Mekaniska egenskaper hos Hadfield-stål 1.3401, X120Mn12, 11G12, 110G12, X120Mn13

X120Mn12, 1.3401, X120Mn13, 11G12, 110G12 stål med hög manganhalt innehåller, beroende på stålsort och standard, 1,00–1,30 % kol och 11,00–14,00 % (ibland mer) mangan ; förhållandet mellan kol och mangan är i genomsnitt cirka 1:10. Efter uppvärmning till cirka 950–1000 ^° C och kylning i luft har denna ståltyp en austenitstruktur med karbidutfällningar. Efter övermättnad från dessa temperaturer i vatten bildas en austenitstruktur med följande mekaniska egenskaper (gäller för stålsort 11G12):

Mekaniska egenskaper hos värmebehandlade prover

Rm 90-110 kg/mm² (900–1100 MN/m²)² ),
Re 35-45 kg/mm² (350–450 MN/m²)² ),
A% – 50,
Z% – 60,
HB – 200–250 kg/mm² (2000–2500 MN/m²)² ).

Temperaturer för plastformning och värmebehandling

Smide vid 1050-900^oC,
Värmebehandling – lösningsglödgning vid en temperatur på 950–1050^oC, vattenkylning, austenitisk struktur efter värmebehandling.

Hadfield Steel - Svetsning

Före svetsning bör Hadfield-stål värmas till en temperatur på 190–300 ^° C, och efter svetsning bör det glödgas till en temperatur på 750–800 ^° C. Efter glödgning kyls materialet i luft.

Stål X120Mn12, 11G12, 1.3401, 110G12, X120Mn13 – värmebehandling av manganstål

1. Övermättnad och stabilisering av austenit

Värmebehandling av gjutna eller smidda produkter innefattar lösningsvärmebehandling vid 1050–1100 °C , följt av snabb vattenkylning. Denna process förhindrar karbidutfällning och stabiliserar den austenitiska strukturen, vilket säkerställer dess hållbarhet vid rumstemperatur (cirka 20 °C).

2. Förstärkning under drift

Manganstålen 11G12, 110G12, X120Mn12 (1.3401) och X120Mn13 kännetecknas av hög slaghållfasthet och nötningsbeständighet. Deras låga initiala hårdhet kompenseras av intensiv härdning under tryck och slag. Många mikrospår bildas i produktens ytskikt , vilket avsevärt ökar nötningsbeständigheten.

Mikrotvillingar är mikroskopiska, parallella band som bildas i stålets kristallstruktur under kraftig plastisk deformation. De är resultatet av så kallad tvillingformning – en process där en del av en kristall dislokeras för att bilda ett fragment med en spegelvänd orientering i förhållande till ett intilliggande område. I austenitiska stål med hög manganhalt, såsom Hadfield-stål, inträffar denna mekanism särskilt lätt på grund av den låga staplingsfelenergin (SFE), vilket gynnar bildandet av tvillingdefekter istället för klassiska dislokationer.

Mikrostrukturellt är mikrotvillingar synliga under optisk och elektronmikroskopi (SEM, TEM) som täta, parallella strimmor som skär austenitkorn i en specifik vinkel – vanligtvis 60° eller 70° i förhållande till den ursprungliga kristallografiska orienteringen. Deras tjocklek varierar från flera tiotals till hundratals nanometer, och deras arrangemang är bandat och ordnat.

Bildandet av mikrotvillingar orsakar lokal förstyvning av kristallgittret och hindrar dislokationsrörelser, vilket leder till en betydande ökning av hårdheten samtidigt som god duktilitet bibehålls. Med progressivt slitage och ytterligare deformationshärdning ökar antalet mikrotvillingar, vilket skapar en flerskiktad förstärkt zon med hög nötningsbeständighet. Denna mekanism är ansvarig för självhärdningsfenomenet hos Hadfield-stål under användning – ytan blir hård och motståndskraftig, medan kärnan behåller sina duktila egenskaper och slaghållfasthet.

Vid friktionsslitage, som inte åtföljs av tryck och därför inte involverar krossning , uppvisar manganstål inte ökad nötningsbeständighet jämfört med andra stålkvaliteter med liknande hårdhet.

3. Stål 1.3401, X120Mn12, 11G12, 110G12, X120Mn13 – martensitisk transformation och bearbetbarhet

Orsaker till kallkrossning:

• Förfining av korn,
• Partiell omvandling av austenit till martensit, vilket ytterligare ökar hårdheten och slitstyrkan.

Hadfieldstål är mycket svårt att bearbeta eftersom det förblir duktilt i lösningshärdat tillstånd och uppvisar hög hårdhet efter härdning. Bearbetning kan underlättas genom:

• Uppvärmning i intervallet 300–450 °C, vilket orsakar partiell omvandling av austenit till martensit.
• Uppvärmning över 500°C, vilket leder till anlöpning av martensit.
• Långtidsglödgning vid 550–580 °C, vilket förbättrar bearbetbarheten.

När manganstål värms upp till temperaturer över 500–550 °C och snabbt kyls ner i vatten kan det bearbetas med hjälp av hårdmetallverktyg.

4. Magneticitet – stål 1.3401, X120Mn12, 11G12, 110G12

Slitstarkt manganstål (X120Mn12, 1.3401 stål) är icke-magnetiskt i sitt övermättade tillstånd eftersom dess kristallstruktur är austenit (γ-Fe), som inte uppvisar ferromagnetism. I praktiken kan dock sådant stål uppvisa magnetism . Detta kan bero på följande skäl:

1. Mekanisk behandling och ytförstärkning – Manganstål har en mycket hög kapacitet för deformationshärdning. Som ett resultat av intensiv mekanisk belastning, såsom valsning, nötning, smide eller till och med maskinbearbetning, kan austenit delvis omvandlas till deformationsmartensit, som är ferromagnetisk.
2. Ofullständig övermättnad – I vissa fall kan manganstål inte lösas helt upp under värmebehandling. Om små ferrit- eller α-fasutfällningar kvarstår efter behandlingen kan de uppvisa magnetiska egenskaper.
3. Föroreningar och tillsatser – Om stål innehåller små mängder α-järn, karbider eller andra ferromagnetiska faser (t.ex. karbonitridinneslutningar) kan de uppvisa lokal magnetism.
4. Ojämn struktur – I stora gjutgods eller tjocka plåtar kan en ojämn fördelning av legeringsämnen uppstå under stelningen. Som ett resultat kan lokala fasomvandlingar ske i vissa områden, vilket orsakar magnetism.
5. Effekt av temperatur – Vid kylning under kryogena temperaturer kan partiell omvandling av austenit till martensit ske, vilket också påverkar stålets magnetism.

I praktiken, om Hadfield-stål uppvisar magnetism efter mekanisk behandling eller värmebehandling, indikerar det oftast att en lokal fasomvandling eller deformationshärdning har inträffat. Detta kan verifieras till exempel genom omkristallisationsglödgning, vilket återställer den icke-magnetiska austenitiska strukturen.

Kort sagt – praktiska skäl till utvecklingen av magnetism i Hadfield-stål

• Stötar och tryck → kallbearbetning, omvandling av austenit till martensit → lokal magnetism.
• Ofullständig mättnad → ferritutfällning → partiell magnetism.
• Ojämn struktur → värmebehandling eller gjutning → lokala ferromagnetiska områden.
• Låga temperaturer → kryogen fasövergång → bildandet av magnetiska martensitiska områden.

Användning av högmanganstål

Hadfieldstål används vid tillverkning av delar som kräver extrem nötningsbeständighet under stötar och krossning, såsom:

• Stenkrossarens käftar,
• Stift och bussningar för spårkedjor,
• Kulor och plattor för kulkvarnar,
• Spårvagnsgrodor,
• Grävmaskinsskopor.

Tack vare sin unika förmåga att självhärda under stötar och nötning är Hadfield-stål ett oumbärligt material i applikationer med höga dynamiska belastningar. Dess yta härdar under användning, vilket skapar ett extremt motståndskraftigt skyddande lager, medan kärnan behåller sin duktilitet och slaghållfasthet. Denna kombination av nötningsbeständighet och förmågan att absorbera stötenergi har gjort Hadfield-stål till en standard inom industrier som gruvdrift, ballast, återvinning och järnväg.

Sortiment – ​​Hadfield-stål (X120Mn12, 110G12, 11G12, 1.3401, X120Mn13)

Vi levererar 1.3401 / X120Mn12 stål i en mängd olika metallurgiska former och halvfabrikat, vilket gör att vi kan skräddarsy produkten till specifika tekniska och industriella krav.

Ark 1.3401 / X120Mn12

• Varmvalsade plåtar – tjocklekar från flera till flera dussin mm, i standardark och större format,
• Format utskurna från plåt – måttbeställda med gas-, plasma- eller laserskärning,
• Vattenskurna platta stänger – hög dimensionsnoggrannhet och släta kanter, utan ytterligare bearbetning.

Stänger 1.3401 / X120Mn12

• Rundvalsade stänger – diametrar från flera till flera hundra mm, för vidare mekanisk bearbetning eller smide,
• Kvadratisk – används i konstruktionselement och vid tillverkning av slagtåliga delar,
• Platta stänger (platta stänger) – tjocklekar från flera till flera dussin mm, bredder anpassade efter kundens behov.

Smidesdetaljer

• Öppna smidesformar – axlar, skivor, ringar, segment och andra element som utsätts för extrema belastningar,
• Möjlighet att tillverka smidesdetaljer i specialstorlekar enligt kundens tekniska ritning.

Ytterligare formulär

• Färdiga element utskurna från 1.3401 / X120Mn12-plåtar – t.ex. krossbackar, kvarnsegment, skyddsplattor,
• Halvfabrikat för vidare mekanisk bearbetning, framställda i rått tillstånd eller efter förberedande värmebehandling.

Mer om Hadfield manganstål (standarder, historia)

Stål X120Mn12, 110G12, 11G12, 1.3401, X120Mn13

Vanliga frågor – Hadfield-stål X120Mn12 / 11G12 / 110G12

Vad skiljer 1.3401 / X120Mn12-stål från andra stålsorter?

Dess unika egenskap är dess förmåga att självhärda vid stötar och nötning. Dess höga manganhalt gör ytan hård och slitstark, medan kärnan behåller sin duktilitet och slaghållfasthet.

För vilka industriella tillämpningar används 1.3401 / X120Mn12 stål oftast?

• element från krossar och kvarnar,
• käftplattor och slaghammare,
• grävmaskinens tänder och skopor,
• järnvägsspårunderlägg och element,
• transportbandsdelar, krossar och siktar.

Vilka mekaniska egenskaper har 1.3401 / X120Mn12 stål?

• mycket hög motståndskraft mot dynamisk nötning,
• förmåga att arbeta under höga belastningar,
• låg tendens till sprödbrott,
• god duktilitet och plasticitet i kärnan.

Hur beter sig Hadfield manganstål vid höga temperaturer?

Det presterar bäst vid utsättning för stötar och nötning vid omgivningstemperaturer. Vid temperaturer över 300–400 °C kan nötningsbeständigheten minska, så det används inte som värmebeständigt stål.

Hur värmebehandlas Hadfield-stål?

Grundbehandlingen är vattensläckning från en temperatur på cirka 1000–1100 °C. Denna behandling säkerställer den austenitiska strukturen och återställer dess självhärdande förmåga.

Kan Hadfield manganstål bearbetas?

Maskinbearbetning är mycket svårt. På grund av den snabba härdningen av ytor slits verktyg ut snabbt. Oftast tillverkas komponenter i prefabricerade former (gjutgods, smidesgods) och ytbehandlas sedan enkelt.

Vad är svetsbarheten hos Hadfield-stål?

Stål kan svetsas, men detta kräver speciella elektroder eller svetstrådar och temperaturkontroll. Överdriven överhettning kan leda till spröda strukturer och minskad nötningsbeständighet.

Är Hadfield manganstål korrosionsbeständigt?

Nej, det är ett stål med hög nötningsbeständighet, men inte rostbeständighet. I fuktiga och korrosiva miljöer kräver det ytterligare skydd eller användning tillsammans med andra material.

Vilka leveransmetoder finns tillgängliga för Hadfield-stål?

De vanligaste erbjudandena inkluderar:

• ark och plattor med en tjocklek från flera mm till flera dussin mm,
• stänger och rullar,
• öppen form och smidesstycken,
• färdiga element enligt kundens ritning (t.ex. krossbackar, plattor).

Vilka är de främsta fördelarna med Hadfield-stål?

• extrem motståndskraft mot nötande slitage,
• förmåga att arbeta under förhållanden med hög belastning,
• lång livslängd för komponenter,
• självhärdande under drift.

Vilka är begränsningarna med X120Mn12 / 1.3401 stål?

• svår mekanisk och svetsbar bearbetning,
• brist på motståndskraft mot korrosion,
• minskning av nötningsbeständighet vid höga temperaturer,
• högre produktions- och beredningskostnader för element jämfört med enkla kolstål.

Inom vilka branscher är Hadfields X120Mn12 / 1.3401-stål oersättligt?

• brytning,
• cementindustrin,
• metallurgi- och ballastbearbetningsanläggningar,
• järnväg och tung transport,
• metallåtervinning och skrotning.