Karakteristik baja Hadfield: komposisi, aplikasi

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-17 18:55

Industri metalurgi adalah salah satu komponen terpenting dari PDB setiap negara, dan juga menghasilkan bahan yang unik dan berguna. Umat manusia tidak dapat hidup tanpa produk yang dihasilkan oleh tanaman metalurgi. Baja adalah salah satunya. Ada berbagai jenis bahan ini, yang digunakan di banyak industri. Baja, yang memiliki keuletan dan tingkat keausan yang tinggi, juga baja Hadfield, adalah paduan yang unik. Persyaratan untuk itu diatur oleh GOST 977-88 dan analog asing (AS, Inggris, Jerman, Cina, Jepang, Finlandia, Spanyol, Korea).

Sejarah baja Hadfield

Berdasarkan namanya, dapat dikatakan bahwa Robert Hadfield yang menerima paduan ini. Siapa pengembang ini? Robert Hadfield adalah seorang ahli metalurgi Inggris yang memperoleh paduan dengan kekuatan yang meningkat pada tahun 1882. Agak cepat, baja ini menyebar luas dan menjadi bahan yang sangat unik.

Setelah Hadfield mengembangkan baja yang unik, militer menjadi tertarik dengan perkembangannya. Ini tidak mengherankan, karena paduan seperti itu merupakan komponen penting untuk membuat peralatan pelindung bagi militer.

Reinforced Infantry Helmet adalah perlengkapan pelindung pertama yang berbahan dasar baja Hadfield. Helm serupa digunakan oleh tentara tentara Inggris, kemudian militer AS menjadi tertarik pada pengembangan dan memulai produksinya. Sampai tahun 80-an, teknologi baja Hadfield tidak berubah. Tetapi sejak tahun 80-an, organoplastik telah dikembangkan yang sekuat bahan yang dikembangkan oleh ahli metalurgi Inggris, tetapi jauh lebih ringan.

Helm infanteri bukan satu-satunya kegunaan baja Hadfield. Perusahaan Inggris Vickers adalah yang pertama menggunakan baja berkualitas tinggi ini untuk tujuan lain. Track tangki ulat mulai diproduksi dari paduan Hadfield di tahun 20-an. Baja meningkatkan jarak tempuh trek tangki dari 500 menjadi 4.800 kilometer. Selama Perang Dunia Pertama, peningkatan jarak tempuh seperti itu dianggap hampir merupakan keajaiban. Baja Hadfield telah menjadi sangat diperlukan untuk pembuatan tangki. Segera paduan ini digunakan tidak hanya dalam pembuatan tangki, tetapi juga di industri lain. Di Uni Soviet, baja Hadfield mulai dilebur pada tahun 1936.

Baja Hadfield: Komposisi

Komposisi kimia
Elemen (tabel periodik)	Fe	C	Mn	Si	Kotoran lainnya
Konten, %	82	1	12	1	4

Dengan menganalisis komposisi kimia, terutama persentase karbon dan mangan, dapat dilihat bahwa ini adalah baja austenitik. Struktur ini meningkatkan ketahanan aus dan memperkuat paduan. Dengan demikian, baja tahan terhadap proses deformasi, memiliki tingkat keuletan dan kekuatan impak yang tinggi. Ahli metalurgi mengklaim bahwa paduan ini adalah baja paduan pertama yang diproduksi secara massal.

Properti baja Hadfield

Karena sifatnya, baja austenitik tidak dapat diproses dengan alat pemotong, karena memiliki ketangguhan yang tinggi. Untuk pembuatan produk dari bahan ini, hanya casting yang cocok.

Paduan Hadfield memiliki kemampuan pengerasan kerja yang tinggi, yang jauh lebih tinggi daripada paduan baja sejenis. Baja Austenitik memiliki kekerasan yang rendah, tetapi juga ketahanan aus yang tinggi di bawah benturan, tekanan tinggi, dan suhu yang ekstrem. Berdasarkan karakteristik ini, kita dapat mengatakan bahwa baja metalurgi Inggris cocok untuk bekerja di lingkungan yang agresif.

Fitur teknologi pengelasan baja Hadfield

Konduktivitas termal austenit jauh lebih rendah daripada baja lainnya, 4-6 kali lipat. Koefisien ekspansi termal berkali-kali lebih besar daripada baja karbon rendah - 1,9 kali. Ini adalah karakteristik yang sangat penting dari logam, karena mempengaruhi kemungkinan:retakan dingin di area pengaruh suhu.

Ada kemungkinan retak panas yang signifikan, yang disebabkan oleh penyusutan pengecoran paduan, yaitu 1,6 kali lipat dari logam ringan. Temperatur tinggi mengubah struktur austenitik menjadi struktur martensit, yang meningkatkan risiko keretakan di area bersuhu tinggi.

Aplikasi baja Hadfield

Karena komposisi kimia, karakteristik dan karakteristiknya, austenit digunakan di banyak industri. Dengan menggunakan produk baja, Anda dapat yakin akan keandalan dan kekuatannya yang tertinggi.

Baja tahan aus adalah bahan yang cukup populer. Sejumlah besar perusahaan industri yang menghasilkan produk berkekuatan tinggi menggunakan baja Hadfield. Produk berikut dibuat dari paduan ini:

• Produk teknik.
• Truk untuk trek tank.
• Traktor.
• Perlintasan Kereta Api.
• Switch yang mampu beroperasi di bawah kondisi benturan dan abrasi yang parah.
• Prison bar di windows.
• Komponen penghancur.

Menarik untuk membuat jeruji penjara dari austenit. Banyak yang percaya bahwa ini adalah ejekan formal terhadap tahanan yang mencoba melarikan diri. Menurut genre klasik, banyak kerabat membawa gergaji besi untuk tahanan, yang, dengan harapan kebebasan, mulai memotong jeruji jendela.

Dalam kasusmenggunakan logam biasa ada kemungkinan lolos. Tetapi paduan Hadfield adalah baja tahan aus yang tidak dapat digergaji dengan gergaji besi konvensional. Jika Anda mulai menggergaji kisi-kisi dari paduan Hadfield, maka pengerasan permukaan dimulai, yang memerlukan pengerasan austenit. Gergaji besi meningkatkan kekerasan kisi menjadi kekerasan gergaji besi dan di atasnya. Oleh karena itu, kita dapat membicarakan tentang pelarian yang tidak nyata.

Baja 110G13L

Komposisi kimia
Elemen (tabel periodik)	Ni	C	Mn	Si	S	P	Cr
Konten, %	maks. 1	0, 9-1, 5	11, 5-15	0, 3-1	maks. 0,05	maks. 0, 12	maks. 1

Baja kelas 110G13L - paduan, yang digunakan untuk pengecoran dan memiliki sifat khusus. Baja ini memiliki ketahanan aus yang tinggi di bawah benturan atau penurunan tekanan.

Penggunaan baja kelas 110G13L

Tingkat baja ini digunakan dalam produksi bahan-bahan berikut:

• Bagian berbeban berat yang harus tahan aus.
• Penghancur kerucut.
• Gigi, dinding excavator.
• Kasus bola, pabrik pusaran.

Analog kelas baja

Banyak negara memproduksi baja serupa.

Inggris	Prancis	Austria	Republik Ceko	Cina	Italia	Spanyol	AS	Jerman
BW10	Z120M12M Z120M12	BOHLEK700	422920 17618	ZGMn13-1ZGMn13-2	GX120Mn12	AM-X-120Mn12X120Mn12	A128 J91109 J91139J91149 J91129	1.3401 X120Mn12 GX120Mn12

Properti kelas baja 110G13L

Sifat teknologi dan mekanik material diberikan dalam tabel.

Properti casting
Penyusutan pengecoran, %	2, 6-2, 7
Properti teknologi
Pengelasan	Tidak digunakan untuk struktur yang dilas
Temper rapuh	Tidak ada kecenderungan
Flockenosensitivity	Tidak sensitif

Sifat mekanis pada T=20oC baja kelas 110G13L

Bermacam-macam	Ukuran	Ex.	ske	sT	d5	y	KCU	Perlakuan panas
-	mm	-	MPa	MPa	%	%	kJ / m2	-
Casting, GOST 21357-87			800	400	25	35		Pengerasan 1050 - 1100 ° C, pendinginan dalam air
GOST 977-88	Bulu. properti diatur sesuai dengan kebutuhan pelanggan

Perlakuan panas

Perlakuan panas baja Hadfield secara langsung tergantung pada tingkat kandungan karbon dalam paduan. Semakin tinggi tingkat karbon, semakin tinggi suhu yang seharusnya. Misalnya, jika berada pada level 1% dalam paduan, maka suhunya tidak boleh lebih rendah dari 900 derajat. Jika karbon 1,5%, maka pemrosesan dimungkinkan pada 1000 derajat. Jika karbon dalam paduan berada pada level 1,6%, maka suhunya harus di atas 1050 derajat. Ini diikuti dengan pendinginan dengan air.

Suhu tinggi diperlukan untuk pembubaran lengkap karbida, yang menurunkan kualitas pengecoran, dan untuk pertumbuhan butir austenit. Waktu penahanan casting tergantung pada ketebalannya. Jadi, tebalnya adalah 30milimeter membutuhkan paparan 4 jam, dan 125 milimeter - dalam 24 jam.

Ketahanan aus baja Hadfield dalam keadaan tuang sama dengan setelah pengerasan. Struktur austenit dikelilingi oleh jaringan karbida dan berperilaku dalam kondisi keausan dengan cara yang sama seperti paduan pengerasan homogen. Itulah mengapa dapat dikatakan bahwa austenit cor dalam beberapa mikrovolume memiliki ketangguhan dan ketahanan aus yang sama dengan baja yang dikeraskan. Peningkatan kerapuhannya disebabkan oleh pengaruh jaring karbida, yang menyebabkan konsentrasi tegangan internal yang kuat.

Baja Hadfield dikembangkan beberapa dekade yang lalu. Saat ini, baja paduan merupakan bagian integral dari produksi banyak barang di berbagai industri. Tanpa itu, industri seperti teknik mesin, minyak dan gas, kimia, makanan, dan industri energi tidak akan dapat berfungsi secara normal. Jangan lupa tentang konstruksi, pembuatan tank, dan pengembangan senjata jenis baru yang menggunakan pencapaian baru di industri metalurgi. Namun, para insinyur dan ahli metalurgi tidak sepenuhnya memahami semua sifat, fitur, dan karakteristik baja paduan.