מאפייני פלדת האדפילד: הרכב, יישום

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-17 18:51

תעשיית המתכות היא אחד המרכיבים החשובים ביותר של התמ"ג של כל מדינה, והיא גם מייצרת חומרים ייחודיים ושימושיים. האנושות לא יכלה להסתדר בלי המוצרים המיוצרים על ידי מפעלי מתכות. פלדה היא אחת מהן. ישנם סוגים שונים של חומר זה, המשמשים בתעשיות רבות. פלדה, בעלת משיכות ודרגת בלאי גבוהה, היא גם פלדת הדפילד, היא סגסוגת ייחודית. הדרישות עבורו מוסדרות על ידי GOST 977-88 ואנלוגים זרים (ארה"ב, אנגליה, גרמניה, סין, יפן, פינלנד, ספרד, קוריאה).

ההיסטוריה של הפלדה של האדפילד

בהתבסס על השם, אפשר לטעון שזה היה רוברט הדפילד שקיבל את הסגסוגת הזו. מי היה המפתח הזה? רוברט הדפילד הוא מטלורג אנגלי שהשיג סגסוגת עם חוזק מוגבר בשנת 1882. די מהר, הפלדה הזו הפכה לנפוצה והתבררה כחומר ייחודי מאוד.

לאחר שהדפילד פיתחה פלדה ייחודית, הצבא החל להתעניין בפיתוחה. זה לא מפתיע, שכן סגסוגת כזו היא מרכיב חיוני ליצירת ציוד מגן לצבא.

קסדות חי ר מחוזקות הן ציוד המגן הראשון המבוסס על פלדת הדפילד. קסדות דומות שימשו את חיילי הצבא הבריטי, ואז הצבא האמריקאי התעניין בפיתוח והחל בייצורן. עד שנות ה-80, טכנולוגיית הפלדה של הדפילד לא השתנתה. אבל מאז שנות ה-80 פותח חומר אורגני שהוא חזק כמו החומר שפיתח המטלורג הבריטי, אבל היה הרבה יותר קל.

קסדות חיל רגלים אינן השימושים היחידים לפלדה של הדפילד. חברת Vickers הבריטית הייתה הראשונה שהשתמשה בפלדה האיכותית הזו למטרות אחרות. את מסלול הטנקים הזחלים החלו לייצר מסגסוגת הדפילד בשנות ה-20. פלדה הגדילה את הקילומטראז' של פסי טנקים מ-500 ל-4800 קילומטרים. במהלך מלחמת העולם הראשונה, עלייה כזו בקילומטראז' נחשבה כמעט לנס. פלדת הדפילד הפכה הכרחית לבניית טנקים. עד מהרה סגסוגת זו שימשה לא רק בבניית טנקים, אלא גם בתעשיות אחרות. בברית המועצות החלו להתיך פלדה של הדפילד בשנת 1936.

Hadfield Steel: Composition

הרכב כימי
Element (טבלה מחזורית)	Fe	C	Mn	Si	זיהומים אחרים
תוכן, %	82	1	12	1	4

על ידי ניתוח ההרכב הכימי, במיוחד אחוז הפחמן והמנגן, ניתן לראות שמדובר בפלדה אוסטניטית. מבנה זה מגביר את עמידות הבלאי ומחזק את הסגסוגת. לפיכך, הפלדה עמידה בפני תהליכי דפורמציה, בעלת רמה גבוהה של משיכות וחוזק השפעה. מטלורגים טוענים שסגסוגת זו הייתה פלדת הסגסוגת הראשונה שיוצרת בייצור המוני.

נכסי פלדה של הדפילד

בשל תכונותיה, לא ניתן היה לעבד פלדה אוסטניטית על ידי כלי חיתוך, מכיוון שיש לה קשיחות גבוהה. לייצור מוצרים מחומר זה, רק יציקה יכולה להתאים.

לסגסוגת Hadfield יש יכולת התקשות עבודה גבוהה, שהיא הרבה יותר גבוהה מסגסוגות פלדה דומות. לפלדה אוסטינית יש קשיות נמוכה, אך גם עמידות בפני שחיקה גבוהה בהשפעה, לחץ גבוה וטמפרטורות קיצוניות. בהתבסס על מאפיינים אלו, אנו יכולים לומר שהפלדה של המטלורג הבריטי מתאימה לעבודה בסביבות אגרסיביות.

תכונות של טכנולוגיית ריתוך פלדה של Hadfield

המוליכות התרמית של אוסטניט נמוכה בהרבה מזו של פלדות אחרות, פי 4-6. מקדם ההתפשטות התרמית גדול פי כמה מזה של פלדות דלת פחמן - פי 1.9. אלו הם מאפיינים חשובים מאוד של המתכת, שכן היא משפיעה על האפשרות שלסדקים קרים באזור השפעת הטמפרטורות.

קיימת אפשרות משמעותית לסדיקה חמה, הנובעת מהתכווצות היציקה של הסגסוגת, שהיא פי 1.6 מזו של מתכת עדינה. הטמפרטורה הגבוהה הופכת את המבנה האוסטניטי למבנה מרטנסיטי, מה שמגביר את הסיכון לסדקים באזור הטמפרטורה הגבוהה.

יישומי פלדה של Hadfield

בשל ההרכב הכימי שלו, מאפייניו ומאפייניו, אוסטניט נמצא בשימוש בתעשיות רבות. באמצעות מוצרי פלדה, אתה יכול להיות בטוח באמינותם ובחוזק הגבוה ביותר.

פלדה עמידה בפני שחיקה היא חומר פופולרי למדי. מספר עצום של מפעלים תעשייתיים המייצרים מוצרים בעלי חוזק גבוה משתמשים בפלדת Hadfield. המוצרים הבאים עשויים מסגסוגת זו:

• מוצרי הנדסה.
• משאיות למסלולי טנקים.
• טרקטורים.
• צלבי רכבת.
• מתגים המסוגלים לפעול בתנאי פגיעה ושחיקה קשים.
• סורגים לכלא בחלונות.
• רכיבי מגרסה.

זה מעניין לעשות סורגים לכלא מאוסטניט. רבים מאמינים כי זהו לעג רשמי לאסירים המנסים להימלט. על פי הקלאסיקות של הז'אנר, קרובי משפחה רבים מביאים מסורים לאסירים, שבתקווה לחופש מתחילים לחתוך סורגים של חלונות.

למקרהבאמצעות מתכת רגילה יש אפשרות של בריחה. אבל סגסוגת הדפילד היא פלדה עמידה בפני שחיקה שלא ניתן לנסר עם מסור קונבנציונלי. אם מתחילים לנסר סורגים מסגסוגת הדפילד, אז מתחילה התקשות של פני השטח, הגוררת התקשות של האוסטניט. המסור מגביר את קשיות הרשת לקשיות המסור ומעלה. לכן, אנחנו יכולים לדבר על חוסר המציאות של הבריחה.

Steel 110G13L

הרכב כימי
Element (טבלה מחזורית)	Ni	C	Mn	Si	S	P	Cr
תוכן, %	מקסימום 1	0, 9-1, 5	11, 5-15	0, 3-1	מקסימום 0.05	מקסימום 0, 12	מקסימום 1

פלדה כיתה 110G13L - סגסוגת, המשמשת ליציקות ובעלת תכונות מיוחדות. לפלדה זו עמידות גבוהה בפני שחיקה תחת פגיעה או נפילות לחץ.

שימוש בדרגת פלדה 110G13L

דרגת פלדה זו משמשת לייצור של החומרים הבאים:

• חלקים עמוסים בכבדות שחייבים להיות עמידים בפני שחיקה.
• מגרסה קונוסים.
• שיניים, קירות של מחפרים.
• מארז של כדור, טחנות מערבולת.

אנלוגים בדרגת פלדה

מדינות רבות מייצרות פלדה דומה.

אנגליה	France	אוסטריה	צ'כיה	China	איטליה	ספרד	USA	Germany
BW10	Z120M12M Z120M12	BOHLERK700	422920 17618	ZGMn13-1ZGMn13-2	GX120Mn12	AM-X-120Mn12X120Mn12	A128 J91109 J91139J91149 J91129	1.3401 X120Mn12 GX120Mn12

מאפיינים של פלדה בדרגה 110G13L

התכונות הטכנולוגיות והמכניות של החומר מופיעות בטבלאות.

נכסי ליהוק
התכווצות יציקה, %	2, 6-2, 7
מאפיינים טכנולוגיים
Welding	לא בשימוש עבור מבנים מרותכים
שבירות מזג	אין נטייה
Cenosensitivity	ללא רגישות

מאפיינים מכניים ב-T=20oC פלדה בדרגת 110G13L

מגוון	גודל	לדוגמה	sto	sT	d5	y	KCU	טיפול בחום
-	mm	-	MPa	MPa	%	%	kJ / m2	-
Castings, GOST 21357-87			800	400	25	35		התקשות 1050 - 1100 מעלות צלזיוס, קירור במים
GOST 977-88	פרווה. הנכסים מוגדרים בהתאם לדרישות הלקוח

טיפול בחום

טיפול החום של פלדת Hadfield תלוי ישירות ברמת תכולת הפחמן בסגסוגת. ככל שרמת הפחמן גבוהה יותר, כך הטמפרטורה צריכה להיות גבוהה יותר. לדוגמה, אם הוא ברמה של 1% בסגסוגת, אז הטמפרטורה לא צריכה להיות נמוכה מ-900 מעלות. אם פחמן הוא 1.5%, אז עיבוד אפשרי ב-1000 מעלות. אם הפחמן בסגסוגת הוא ברמה של 1.6%, אז הטמפרטורה צריכה להיות מעל 1050 מעלות. לאחר מכן קירור עם מים.

יש צורך בטמפרטורה גבוהה לפירוק מוחלט של קרבידים, הפוגעים באיכות היציקה, ולגידול גרגרי אוסטניט. זמן ההחזקה של היציקה תלוי בעובי שלה. אז העובי הוא 30מילימטרים דורשים חשיפה של 4 שעות, ו-125 מילימטרים - תוך 24 שעות.

עמידות הבלאי של פלדת הדפילד במצב יציקה זהה לזו לאחר התקשות. מבנה האוסטניט מוקף ברשת קרביד ומתנהג בתנאי בלאי באותו אופן כמו סגסוגת מוקשה הומוגנית. לכן ניתן לטעון שלאוסטניט יצוק במיקרו-נפחים מסוימים יש את אותה קשיחות ועמידות בפני שחיקה כמו פלדה מוקשה. הפריכות המוגברת שלו נובעת מהשפעת רשת הקרביד, הגורמת לריכוז חזק של מתחים פנימיים.

פלדת האדפילד פותחה לפני עשרות שנים. כיום, פלדת סגסוגת היא חלק בלתי נפרד מייצור סחורות רבות בתעשיות שונות. בלעדיה, תעשיות כמו הנדסת מכונות, נפט וגז, כימיקלים, מזון ואנרגיה לא יוכלו לתפקד כרגיל. אל תשכח את הבנייה, בניית טנקים ופיתוח סוגי נשק חדשים המשתמשים בהישגים חדשים בתעשיית המתכות. עם זאת, מהנדסים ומטלורגים אינם מבינים היטב את כל המאפיינים, התכונות והמאפיינים של פלדות סגסוגת.