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

Сталь X120Mn12 спеціальна високолегована – стійка до стирання марганцева сталь 110G12 BN-90/0631-04, сталь 11G12 BN-68/0361-04 1.3401, X120Mn13, сталь Гадфілда

Завантажити опис у форматі PDF

Матеріали, доступні в Alfa-Tech 1.3401 / X120Mn12 / 11G12

Прутки 1.3401 / X120Mn12 / 11G12 – гарячекатані
Плоскі прутки 1.3401 / X120Mn12 / 11G12 прокату, нарізані водою з листів
Ковані прутки 1.3401 / X120Mn12 / 11G12
Поковки 1.3401 / X120Mn12 / 11G12 – довільної форми, кубики
Листи 1.3401 / X120Mn12 / 11G12 – гарячекатані, різані водою

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

Порівняння марок 11G12, 110G12 із замінниками X120Mn12, 1.3401, Z120Mn12, X120Mn13

Механічні властивості сталі Гадфілда 1.3401, X120Mn12, 11G12, 110G12, X120Mn13

Високомарганцева сталь X120Mn12, 1.3401, X120Mn13, 11G12, 110G12, залежно від марки та стандарту даної сталі, містить 1,00–1,30% вуглецю та 11,00–14,00% (іноді більше) марганцю ; співвідношення вуглецю до марганцю в середньому становить близько 1:10. Після нагрівання приблизно до 950–1000 ^° C та охолодження на повітрі цей тип сталі має аустенітну структуру з карбідними виділеннями. Після пересичення від цих температур у воді утворюється аустенітна структура з такими механічними властивостями (стосується марки 11G12):

Механічні властивості термічно оброблених зразків

Rm 90-110 кг/мм² (900-1100 МН/м² ),
Re 35-45 кг/мм² (350-450 МН/м² ),
А% – 50,
Z% – 60,
ГБ – 200-250 кг/мм² (2000-2500 МН/м² ).

Температури формування та термічної обробки пластмас

Кування при 1050-900^oC,
Термічна обробка – відпал на розчин за температури 950 – 1050^oC, водяне охолодження, аустенітна структура після термічної обробки.

Зварювання сталі Hadfield

Перед зварюванням сталь Гадфільда ​​слід нагріти до температури 190 – 300 ^° C, а після зварювання відпалити до температури 750 – 800 ^° C. Після відпалу матеріал охолоджують на повітрі.

Сталь X120Mn12, 11G12, 1.3401, 110G12, X120Mn13 – термічна обробка марганцевої сталі

1. Перенасичення та стабілізація аустеніту

Термічна обробка литих або кованих виробів включає термічну обробку на розчин при температурі 1050–1100°C з подальшим швидким охолодженням у воді. Цей процес запобігає осадженню карбідів та стабілізує аустенітну структуру, забезпечуючи її довговічність за кімнатної температури (приблизно 20°C).

2. Зміцнення під час експлуатації

Марганцеві сталі 11Г12, 110Г12, X120Mn12 (1.3401) та X120Mn13 характеризуються високою ударною в'язкістю та стійкістю до стирання. Їх низька початкова твердість компенсується інтенсивним гартуванням під тиском та ударом. У поверхневому шарі виробу утворюються численні мікродрапіни , що значно підвищує стійкість до стирання.

Мікродвійники – це мікроскопічні паралельні смуги, що утворюються в кристалічній структурі сталі під час інтенсивної пластичної деформації. Вони є результатом так званого деформаційного двійникування – процесу, в якому частина кристала дислокується, утворюючи фрагмент із дзеркальною орієнтацією відносно сусідньої області. У високомарганцівцевих аустенітних сталях, таких як сталь Гадфільда, цей механізм відбувається особливо легко завдяки низькій енергії дефектів пакування (SFE), що сприяє утворенню дефектів-двійників замість класичних дислокацій.

Мікроструктурно мікродвійники видно під оптичною та електронною мікроскопією (СЕМ, ПЕМ) як щільні, паралельні смуги, що перетинають зерна аустеніту під певним кутом, зазвичай 60° або 70° відносно початкової кристалографічної орієнтації. Їх товщина коливається від кількох десятків до сотень нанометрів, а їх розташування є смугастим та впорядкованим.

Утворення мікродвійників викликає локальне зміцнення кристалічної решітки та перешкоджає руху дислокацій, що призводить до значного збільшення твердості при збереженні доброї пластичності. Зі зносом та подальшим деформаційним зміцненням кількість мікродвійників збільшується, створюючи багатошарову зміцнену зону з високою стійкістю до стирання. Цей механізм відповідає за явище самозагартування сталі Гадфільда ​​під час експлуатації — поверхня стає твердою та стійкою, тоді як серцевина зберігає свої пластичні властивості та ударну в'язкість.

У випадку тертя, яке не супроводжується тиском і тому не передбачає зминання , марганцева сталь не проявляє підвищеної стійкості до стирання порівняно з іншими марками сталі аналогічної твердості.

3. Сталь 1.3401, X120Mn12, 11G12, 110G12, X120Mn13 – мартенситне перетворення та оброблюваність

Причини холодного дроблення:

• Подрібнення зерна,
• Часткове перетворення аустеніту в мартенсит, що додатково підвищує твердість та зносостійкість.

Сталь Гадфільда ​​дуже важко обробляти механічно, оскільки вона залишається пластичною у стані, загартованому на розчин, і демонструє високу твердість після гартування. Механічну обробку можна полегшити за допомогою:

• Нагрівання в діапазоні 300–450°C, що спричиняє часткове перетворення аустеніту в мартенсит.
• Нагрівання вище 500°C, що призводить до відпуску мартенситу.
• Тривалий відпал при 550–580°C, що покращує оброблюваність.

При нагріванні до температур вище 500–550°C та швидкому охолодженні у воді марганцеву сталь можна обробляти за допомогою інструментів з твердого сплаву.

4. Магнітність – сталь 1.3401, X120Mn12, 11G12, 110G12

Зносостійка марганцева сталь (X120Mn12, сталь 1.3401) є немагнітною у перенасиченому стані , оскільки її кристалічна структура являє собою аустеніт (γ-Fe), який не проявляє феромагнетизму. Однак на практиці така сталь може проявляти магнетизм . Це може бути пов'язано з такими причинами:

1. Механічна обробка та зміцнення поверхні – Марганцева сталь має дуже високу здатність до зміцнення. В результаті інтенсивного механічного навантаження, такого як прокатка, стирання, кування або навіть механічна обробка, аустеніт може частково перетворитися на деформаційний мартенсит, який є феромагнітним.
2. Неповне перенасичення – У деяких випадках марганцева сталь може не повністю розчинитися під час термічної обробки. Якщо після обробки залишаються невеликі осади фериту або α-фази, вони можуть проявляти магнітні властивості.
3. Домішки та примітки – Якщо сталь містить невелику кількість α-заліза, карбідів або інших феромагнітних фаз (наприклад, включення карбонітриду), вони можуть проявляти локальний магнетизм.
4. Нерівномірна структура – У великих виливках або товстих листах під час затвердіння може відбуватися нерівномірний розподіл легуючих елементів. В результаті в деяких ділянках можуть відбуватися локальні фазові перетворення, що спричиняють магнетизм.
5. Температурний вплив – При охолодженні нижче кріогенних температур може відбуватися часткове перетворення аустеніту в мартенсит, що також вплине на магнетизм сталі.

На практиці, якщо сталь Гадфільда ​​проявляє магнетизм після механічної або термічної обробки, це найчастіше свідчить про те, що відбулося локальне фазове перетворення або деформаційне зміцнення. Це можна перевірити, наприклад, за допомогою рекристалізаційного відпалу, який відновлює немагнітну аустенітну структуру.

Коротко кажучи – практичні причини розвитку магнетизму в сталі Гадфілда

• Впливи та тиск → холодна деформація, перетворення аустеніту в мартенсит → локальний магнетизм.
• Неповне насичення → осадження фериту → частковий магнетизм.
• Нерівномірна структура → термічна обробка або лиття → локальні феромагнітні області.
• Низькі температури → кріогенний фазовий перехід → утворення магнітних мартенситних областей.

Застосування високомарганцевої сталі

Сталь Гадфілда використовується у виробництві деталей, що потребують надзвичайної стійкості до стирання під впливом ударів та розчавлювання, таких як:

• Щелепи кам'яної дробарки,
• Штифти та втулки для гусеничних ланцюгів,
• Кулі та плити для кульових млинів,
• Трамвайні жаби,
• Ковші екскаватора.

Завдяки своїй унікальній здатності до самозагартування під впливом ударів та стирання , сталь Хадфільда ​​є незамінним матеріалом у сферах застосування з високими динамічними навантаженнями. Її поверхня твердне під час використання, створюючи надзвичайно стійкий захисний шар, тоді як серцевина зберігає свою пластичність та ударну в'язкість. Таке поєднання стійкості до стирання та поглинання енергії удару зробило сталь Хадфільда ​​стандартом у таких галузях, як гірничодобувна промисловість, заповнювачі, переробка та залізничне транспортування.

Асортимент – сталь Гадфільда ​​(X120Mn12, 110G12, 11G12, 1.3401, X120Mn13)

Ми постачаємо сталь 1.3401 / X120Mn12 у широкому асортименті металургійних форм та напівфабрикатів, що дозволяє нам адаптувати продукцію до конкретних технічних та промислових вимог.

Листи 1.3401 / X120Mn12

• Гарячекатані листи – товщина від кількох до кількох десятків мм, у стандартних листах та більших форматах,
• Формати, вирізані з листового металу – виготовлені на замовлення за допомогою газового, плазмового або лазерного різання,
• Плоскі прутки, оброблені обточуванням – висока точність розмірів та гладкі краї, без додаткової обробки.

Стрижні 1.3401 / X120Mn12

• Круглий прокат – діаметром від кількох до кількох сотень мм, для подальшої механічної обробки або кування,
• Квадрат – використовується в конструкційних елементах та у виробництві ударостійких деталей,
• Плоскі прутки (профілі) – товщина від кількох до кількох десятків мм, ширина підбирається відповідно до потреб замовника.

Кування

• Поковки вільного кування – вали, диски, кільця, сегменти та інші елементи, що піддаються екстремальним навантаженням,
• Можливість виготовлення поковок нестандартних розмірів згідно з технічним кресленням замовника.

Додаткові форми

• Готові елементи, вирізані з листів 1.3401 / X120Mn12 – наприклад, щелепи дробарки, сегменти млина, захисні пластини,
• Напівфабрикати для подальшої механічної обробки, підготовлені в сирому стані або після попередньої термічної обробки.

Більше про марганцеву сталь Hadfield (стандарти, історія)

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

Часті запитання – сталь Hadfield X120Mn12 / 11G12 / 110G12

Чим відрізняється сталь 1.3401 / X120Mn12 від інших марок сталі?

Його унікальною особливістю є здатність самозатвердівати під впливом ударів та стирання. Високий вміст марганцю робить поверхню твердою та зносостійкою, тоді як серцевина зберігає свою пластичність та ударну в'язкість.

Для яких промислових застосувань найчастіше використовується сталь 1.3401 / X120Mn12?

• елементи дробарок та млинів,
• щелепні пластини та ударні молотки,
• зуби та ковші екскаватора,
• прокладки та елементи залізничної колії,
• деталі конвеєрів, дробарки та грохоти.

Які механічні властивості має сталь 1.3401 / X120Mn12?

• дуже висока стійкість до динамічного стирання,
• здатність працювати під високими ударними навантаженнями,
• низька схильність до крихкого руйнування,
• добра пластичність і пластичність в осерді.

Як поводиться марганцева сталь Гадфільда ​​за високих температур?

Найкраще вона працює при ударах та стиранні за кімнатної температури. За температур вище 300–400°C стійкість до стирання може знижуватися, тому її не використовують як жароміцну сталь.

Як проводиться термічна обробка сталі Гадфілда?

Основна обробка полягає у гартуванні у воді від температури приблизно 1000–1100°C. Ця обробка забезпечує аустенітну структуру та відновлює її здатність до самозміцнення.

Чи можна обробляти марганцеву сталь Гадфілда?

Механічна обробка дуже складна. Через швидке загартування поверхонь інструменти швидко зношуються. Найчастіше деталі виготовляють у попередньо заготовлених формах (лиття, поковки), а потім просто обробляють.

Яка зварюваність сталі Гадфілда?

Сталь можна зварювати, але для цього потрібні спеціальні електроди або зварювальні дроти та контроль температури. Надмірний перегрів може призвести до крихкості конструкцій та втрати стійкості до стирання.

Чи стійка марганцева сталь Hadfield до корозії?

Ні, це сталь з високою стійкістю до стирання, але не стійкою до іржі. У вологому та агресивному середовищі вона потребує додаткового захисту або використання разом з іншими матеріалами.

Які способи доставки доступні для сталі Hadfield?

Серед найпоширеніших пропозицій є:

• листи та плити товщиною від кількох мм до кількох десятків мм,
• стрижні та ролики,
• відкрите штампування та кування під тиском,
• готові елементи за кресленням замовника (наприклад, щелепи дробарки, плити).

Які основні переваги сталі Гадфілда?

• надзвичайна стійкість до абразивного зносу,
• здатність працювати в умовах високого навантаження,
• тривалий термін служби компонентів,
• самозатвердіння під час експлуатації.

Які обмеження має сталь X120Mn12 / 1.3401?

• складна механічна та зварювальна обробка,
• відсутність опору корозії,
• зниження стійкості до стирання при високих температурах,
• вища вартість виробництва та підготовки елементів порівняно з простими вуглецевими сталями.

У яких галузях промисловості сталь Hadfield X120Mn12 / 1.3401 незамінна?

• видобуток корисних копалин,
• цементна промисловість,
• металургійні та агрегатно-переробні заводи,
• залізничний та важкий транспорт,
• переробка та утилізація металобрухту.