Хэдфилд болатының сипаттамалары: құрамы, қолданылуы

2025 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2025-01-24 13:19

Металлургия өнеркәсібі әр елдің ішкі жалпы өнімінің маңызды құрамдас бөлігі болып табылады, сонымен қатар ол бірегей және пайдалы материалдар шығарады. Адамзат металлургия зауыттары шығаратын өнімдерсіз жасай алмады. Солардың бірі болат. Бұл материалдың әртүрлі түрлері бар, олар көптеген салаларда қолданылады. Иілгіштігі мен тозу дәрежесі жоғары болат, сонымен қатар Хэдфилд болаты бірегей қорытпа болып табылады. Оған қойылатын талаптар ГОСТ 977-88 және шетелдік аналогтарымен (АҚШ, Англия, Германия, Қытай, Жапония, Финляндия, Испания, Корея) реттеледі.

Хэдфилдтің болат тарихы

Атауға қарап, бұл қорытпаны алған Роберт Хэдфилд болды деп айтуға болады. Бұл әзірлеуші кім болды? Роберт Хэдфилд - 1882 жылы беріктігі жоғары қорытпа алған ағылшын металлургы. Бұл болат тез таралып, өте ерекше материал болып шықты.

Хэдфилд бірегей болатты жасағаннан кейін, әскерилер оны дамытуға қызығушылық танытты. Бұл таңқаларлық емес, өйткені мұндай қорытпа әскерилер үшін қорғаныс құралдарын жасаудың маңызды құрамдас бөлігі болып табылады.

Арматураланған жаяу әскер дулығалары - Хэдфилд болатына негізделген алғашқы қорғаныс құралдары. Ұқсас дулығаларды британдық армияның сарбаздары пайдаланды, содан кейін АҚШ әскерилері дамуға қызығушылық танытып, олардың өндірісін бастады. 80-ші жылдарға дейін Хэдфилд болат технологиясы өзгерген жоқ. Бірақ 80-ші жылдардан бастап британдық металлург жасаған материал сияқты берік, бірақ әлдеқайда жеңіл органопластика жасалды.

Жаяу әскер дулығалары Хэдфилд болатының жалғыз қолданылуы емес. Британдық Vickers компаниясы бұл жоғары сапалы болатты бірінші болып басқа мақсатта пайдаланды. Шынжыр табанды танк жолы 20-шы жылдары Хадфилд қорытпасынан шығарыла бастады. Болат цистерна жолдарының жүрістерін 500-ден 4800 километрге дейін арттырды. Бірінші дүниежүзілік соғыс кезінде жүгірістің мұндай ұлғаюы ғажайып дерлік болып саналды. Хэдфилд болаты резервуар жасау үшін таптырмас болды. Көп ұзамай бұл қорытпа тек танк жасауда ғана емес, сонымен қатар басқа салаларда да қолданыла бастады. КСРО-да Хэдфилд болаты 1936 жылы балқытыла бастады.

Хэдфилд болат: Құрамы

Химиялық құрамы
Элемент (периодтық жүйе)	Fe	C	Mn	Si	Басқа қоспалар
Мазмұн, %	82	1	12	1	4

Химиялық құрамын, әсіресе көміртегі мен марганецтің пайызын талдау арқылы оның аустениттік болат екенін көруге болады. Бұл құрылым тозуға төзімділікті арттырады және қорытпаны нығайтады. Осылайша, болат деформациялық процестерге төзімді, иілгіштігі мен соққыға төзімділігі жоғары. Металлургтер бұл қорытпаның жаппай өндірілген алғашқы легирленген болат екенін айтады.

Хадфилд болатының қасиеттері

Өзінің қасиеттеріне байланысты аустениттік болатты кескіш құралдармен өңдеу мүмкін болмады, өйткені оның қаттылығы жоғары. Бұл материалдан бұйымдарды жасау үшін тек құю қолайлы.

Хэдфилд қорытпасының жоғары жұмыс қатайту қабілеті бар, ол ұқсас болат қорытпаларына қарағанда әлдеқайда жоғары. Аустенитті болат төмен қаттылыққа ие, сонымен бірге соққыға, жоғары қысымға және температураның шектен тыс тозуға төзімділігі жоғары. Осы сипаттамаларға сүйене отырып, британдық металлургтің болаты агрессивті ортада жұмыс істеуге жарамды деп айта аламыз.

Хэдфилд болат дәнекерлеу технологиясының ерекшеліктері

Аустениттің жылу өткізгіштігі басқа болаттарға қарағанда 4-6 есе төмен. Термиялық кеңею коэффициенті төмен көміртекті болаттарға қарағанда бірнеше есе көп - 1,9 есе. Бұл металдың өте маңызды сипаттамалары, себебі ол мүмкіндігіне әсер етедітемператураның әсер ету аймағындағы суық жарықтар.

Жұмсақ металға қарағанда 1,6 есе жоғары қорытпаның құйма шөгуіне байланысты ыстық крекингтің елеулі мүмкіндігі бар. Жоғары температура аустениттік құрылымды мартенситті құрылымға айналдырады, бұл жоғары температура аймағында крекинг қаупін арттырады.

Хадфилд болат қолданбалары

Химиялық құрамына, сипаттамаларына және сипаттамаларына байланысты аустенит көптеген салаларда қолданылады. Болат бұйымдарды пайдалану арқылы олардың сенімділігі мен ең жоғары беріктігіне сенімді бола аласыз.

Тозуға төзімді болат өте танымал материал. Беріктігі жоғары өнімдер шығаратын көптеген өнеркәсіптік кәсіпорындар Хэдфилд болатын пайдаланады. Бұл қорытпадан келесі өнімдер жасалған:

• Инженерлік өнімдер.
• Цистерналарға арналған жүк машиналары.
• Тракторлар.
• Теміржол қиылысы.
• Қатты соққы және қажалу жағдайында жұмыс істей алатын ажыратқыштар.
• Терезедегі түрме торлары.
• Ұсақтауыш компоненттері.

Түрме темірлерін аустениттен жасау қызық. Көпшілік бұл қашуға тырысқан тұтқындарды формальды мазақ ету деп есептейді. Жанр классиктерінің айтуы бойынша, көптеген туыстары бостандыққа үміттеніп, терезе торларын кесуге кірісетін тұтқындарға арналған аралар әкеледі.

Қандай жағдайдакәдімгі металды пайдалану қашып кету мүмкіндігі бар. Бірақ Хэдфилд қорытпасы тозуға төзімді болат болып табылады, оны кәдімгі арамен аралау мүмкін емес. Егер сіз Хэдфилд қорытпасынан торларды аралауды бастасаңыз, онда бетінің қатаюы басталады, бұл аустениттің қатаюына әкеледі. Бұрыш тордың қаттылығын араның қаттылығына дейін және одан жоғары арттырады. Сондықтан қашудың шындыққа жанаспайтындығы туралы айтуға болады.

Болат 110G13L

Химиялық құрамы
Элемент (периодтық жүйе)	Ni	C	Mn	Si	S	P	Cr
Мазмұн, %	макс. 1	0, 9-1, 5	11, 5-15	0, 3-1	макс. 0,05	макс. 0, 12	макс. 1

Болат маркасы 110G13L - құйма үшін қолданылатын және ерекше қасиеттері бар легирленген. Бұл болат соққы немесе қысымның төмендеуі кезінде тозуға төзімділігі жоғары.

110G13L маркалы болатты пайдалану

Бұл болат маркасы келесі материалдарды өндіруде қолданылады:

• Тозуға төзімді болуы керек ауыр жүктелген бөлшектер.
• Конусты ұсатқыш.
• Тіс, экскаватор қабырғалары.
• Шарлы корпус, құйынды диірмендер.

Болат сыныбының аналогтары

Көп елдер ұқсас болат шығарады.

Англия	Франция	Австрия	Чех Республикасы	Қытай	Италия	Испания	АҚШ	Германия
BW10	Z120M12M Z120M12	BOHLERK700	422920 17618	ZGMn13-1ZGMn13-2	GX120Mn12	AM-X-120Mn12X120Mn12	A128 J91109 J91139J91149 J91129	1,3401 X120Mn12 GX120Mn12

110G13L маркалы болаттың қасиеттері

Материалдың технологиялық және механикалық қасиеттері кестелерде берілген.

Трансляция сипаттары
Құйманың шөгуі, %	2, 6-2, 7
Технологиялық қасиеттері
Дәнекерлеу	Дәнекерленген конструкциялар үшін пайдаланылмайды
Темпердік сынғыштық	Еңбеу жоқ
Флокносезімталдық	Сезімталдық жоқ

Механикалық қасиеттері T=20oC маркалы болат 110G13L

Асортимент	Өлшем	Мыс.	s–	sT	d5	y	KCU	Жылумен өңдеу
-	мм	-	МПа	МПа	%	%	кДж / м2	-
Құймалар, ГОСТ 21357-87			800	400	25	35		Қаттылау 1050 - 1100 ° C, суда салқындату
ГОСТ 977-88	Үлгі. қасиеттер тұтынушы талаптарына сәйкес орнатылады

Жылумен өңдеу

Хэдфилд болатының термиялық өңдеуі қорытпадағы көміртегінің деңгейіне тікелей байланысты. Көміртегі деңгейі неғұрлым жоғары болса, температура соғұрлым жоғары болуы керек. Мысалы, қорытпадағы 1% деңгейінде болса, онда температура 900 градустан төмен болмауы керек. Егер көміртегі 1,5% болса, онда 1000 градуста өңдеуге болады. Егер қорытпадағы көміртегі 1,6% деңгейінде болса, онда температура 1050 градустан жоғары болуы керек. Осыдан кейін сумен салқындатылады.

Жоғары температура құйма сапасын нашарлататын карбидтердің толық еруі үшін және аустенит түйірлерінің өсуі үшін қажет. Құйманы ұстау уақыты оның қалыңдығына байланысты. Сонымен, қалыңдығы 30миллиметр үшін 4 сағат, ал 125 миллиметр 24 сағатта экспозицияны қажет етеді.

Хэдфилд болатының құйылған күйдегі тозуға төзімділігі шынықтырудан кейінгімен бірдей. Аустенит құрылымы карбидті тормен қоршалған және тозу жағдайында біртекті шыңдалған қорытпа сияқты әрекет етеді. Сондықтан кейбір микрокөлемдердегі құйылған аустенит шынықтырылған болат сияқты қаттылық пен тозуға төзімділікке ие деп айтуға болады. Оның жоғары сынғыштығы ішкі кернеулердің күшті шоғырлануын тудыратын карбид торының әсерінен.

Хэдфилд болаты ондаған жылдар бұрын жасалған. Бүгінгі таңда легирленген болат әртүрлі салалардағы көптеген тауарларды өндірудің құрамдас бөлігі болып табылады. Онсыз машина жасау, мұнай-газ, химия, тамақ, энергетика сияқты салалар қалыпты жұмыс істей алмайды. Құрылыс, танк жасау және металлургия өнеркәсібіндегі жаңа жетістіктерді қолданатын қарудың жаңа түрлерін жасау туралы ұмытпаңыз. Дегенмен, инженерлер мен металлургтер легирленген болаттардың барлық қасиеттерін, ерекшеліктері мен сипаттамаларын толық түсінбейді.