Características del acero Hadfield: composición, aplicación

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2024-01-17 18:47

La industria metalúrgica es uno de los componentes más importantes del PIB de cada país, y también produce materiales únicos y útiles. La humanidad no podría prescindir de los productos producidos por las plantas metalúrgicas. El acero es uno de ellos. Hay diferentes tipos de este material, que se utilizan en muchas industrias. El acero, que tiene una alta ductilidad y grado de desgaste, también es acero Hadfield, es una aleación única. Los requisitos para ello están regulados por GOST 977-88 y análogos extranjeros (EE. UU., Inglaterra, Alemania, China, Japón, Finlandia, España, Corea).

La historia del acero de Hadfield

Según el nombre, se puede argumentar que fue Robert Hadfield quien recibió esta aleación. ¿Quién era este desarrollador? Robert Hadfield es un metalúrgico inglés que obtuvo una aleación con mayor resistencia en 1882. Con bastante rapidez, este acero se generalizó y resultó ser un material único.

Después de que Hadfield desarrollara un acero único, los militares se interesaron en su desarrollo. Esto no es sorprendente, ya que dicha aleación es un componente esencial para crear equipos de protección para el ejército.

Los cascos de infantería reforzados son el primer equipo de protección basado en acero Hadfield. Los soldados del ejército británico utilizaron cascos similares, luego el ejército de los EE. UU. Se interesó en el desarrollo y comenzó su producción. Hasta los años 80, la tecnología del acero Hadfield no cambió. Pero desde los años 80 se ha desarrollado un organoplástico tan resistente como el material desarrollado por el metalúrgico británico, pero mucho más ligero.

Los cascos de infantería no son los únicos usos del acero Hadfield. La empresa británica Vickers fue la primera en utilizar este acero de alta calidad para otros fines. La oruga del tanque comenzó a fabricarse a partir de la aleación Hadfield en los años 20. El acero aumentó el kilometraje de las huellas de los tanques de 500 a 4800 kilómetros. Durante la Primera Guerra Mundial, tal aumento en el kilometraje se consideró casi un milagro. El acero Hadfield se ha vuelto indispensable para la construcción de tanques. Pronto esta aleación se utilizó no solo en la construcción de tanques, sino también en otras industrias. En la URSS, el acero Hadfield comenzó a fundirse en 1936.

Hadfield Steel: Composición

Composición química
Elemento (tabla periódica)	Fe	C	Mn	Si	Otras impurezas
Contenido, %	82	1	12	1	4

Al analizar la composición química, especialmente el porcentaje de carbono y manganeso, se puede ver que se trata de un acero austenítico. Esta estructura aumenta la resistencia al desgaste y fortalece la aleación. Así, el acero es resistente a los procesos de deformación, teniendo un alto grado de ductilidad y resistencia al impacto. Los metalúrgicos afirman que esta aleación fue el primer acero aleado producido en masa.

Propiedades del acero Hadfield

Debido a sus propiedades, el acero austenítico no se puede procesar con herramientas de corte, ya que tiene una gran tenacidad. Para la fabricación de productos a partir de este material, solo la fundición puede ser adecuada.

La aleación Hadfield tiene una alta capacidad de endurecimiento por trabajo, que es mucho mayor que las aleaciones de acero similares. El acero austenítico tiene baja dureza, pero también alta resistencia al desgaste bajo impacto, alta presión y temperaturas extremas. En base a estas características, podemos decir que el acero del metalúrgico británico es apto para trabajar en ambientes agresivos.

Características de la tecnología de soldadura de acero Hadfield

La conductividad térmica de la austenita es mucho más baja que la de otros aceros, entre 4 y 6 veces. El coeficiente de expansión térmica es muchas veces mayor que el de los aceros con bajo contenido de carbono: 1,9 veces. Estas son características muy importantes del metal, ya que afecta la posibilidad degrietas en frío en la zona de influencia de las temperaturas.

Existe una posibilidad significativa de agrietamiento en caliente, que se debe a la contracción de fundición de la aleación, que es 1,6 veces mayor que la del metal dulce. La alta temperatura transforma la estructura austenítica en una estructura martensítica, lo que aumenta el riesgo de fisuración en la zona de alta temperatura.

Aplicaciones de acero Hadfield

Debido a su composición química, características y características, la austenita se utiliza en muchas industrias. Si utiliza productos de acero, puede estar seguro de su fiabilidad y de su máxima resistencia.

El acero resistente al desgaste es un material bastante popular. Una gran cantidad de empresas industriales que producen productos de alta resistencia utilizan acero Hadfield. Los siguientes productos están hechos de esta aleación:

• Productos de ingeniería.
• Camiones para orugas de tanques.
• Tractores.
• Cruces de ferrocarril.
• Interruptores capaces de operar bajo condiciones severas de impacto y abrasión.
• Rejas de prisión en las ventanas.
• Componentes de la trituradora.

Es interesante hacer barras de prisión con austenita. Muchos creen que se trata de una burla formal a los presos que intentan fugarse. Según los clásicos del género, muchos parientes traen sierras para metales para los prisioneros, quienes, con la esperanza de la libertad, comienzan a cortar los barrotes de las ventanas.

Por si acasousando metal ordinario existe la posibilidad de escapar. Pero la aleación Hadfield es un acero resistente al desgaste que no se puede cortar con una sierra para metales convencional. Si comienza a aserrar rejillas de la aleación de Hadfield, comienza el endurecimiento de la superficie, lo que implica el endurecimiento de la austenita. La sierra para metales aumenta la dureza de la rejilla a la dureza de la sierra para metales y más. Por lo tanto, podemos hablar de la irrealidad de la fuga.

Acero 110G13L

Composición química
Elemento (tabla periódica)	Ni	C	Mn	Si	S	P	Cr
Contenido, %	máx. 1	0, 9-1, 5	11, 5-15	0, 3-1	máx. 0.05	máx. 0, 12	máx. 1

Grado de acero 110G13L - aleado, que se utiliza para fundiciones y tiene propiedades especiales. Este acero tiene una alta resistencia al desgaste por impacto o caídas de presión.

Uso de acero grado 110G13L

Este grado de acero se utiliza en la producción de los siguientes materiales:

• Piezas muy cargadas que deben ser resistentes al desgaste.
• Trituradora de cono.
• Dientes, paredes de excavadoras.
• Caso de molinos de bolas, vortex.

Análogos de grado de acero

Muchos países producen acero similar.

Inglaterra	Francia	Austria	República Checa	China	Italia	España	EE. UU.	Alemania
BW10	Z120M12M Z120M12	BOHLERK700	422920 17618	ZGMn13-1ZGMn13-2	GX120Mn12	AM-X-120Mn12X120Mn12	A128 J91109 J91139J91149 J91129	1.3401 X120Mn12 GX120Mn12

Propiedades del acero grado 110G13L

Las propiedades tecnológicas y mecánicas del material se indican en las tablas.

Propiedades de fundición
Contracción de fundición, %	2, 6-2, 7
Propiedades tecnológicas
Soldadura	No se utiliza para estructuras soldadas
Fragilidad del temperamento	Sin inclinación
Flockenosensibilidad	Sin sensibilidad

Propiedades mecánicas a T=20oC acero grado 110G13L

Surtido	Tamaño	Ej.	sa	sT	d5	y	KCU	Tratamiento térmico
-	mm	-	MPa	MPa	%	%	kJ / metro2	-
Piezas fundidas, GOST 21357-87			800	400	25	35		Endurecimiento 1050 - 1100 °C, enfriamiento en agua
GOST 977-88	Piel. las propiedades se establecen de acuerdo con los requisitos del cliente

Tratamiento térmico

El tratamiento térmico del acero Hadfield depende directamente del nivel de contenido de carbono en la aleación. Cuanto mayor sea el nivel de carbono, mayor debe ser la temperatura. Por ejemplo, si está al nivel del 1% en la aleación, entonces la temperatura no debe ser inferior a 900 grados. Si el carbono es 1.5%, entonces el procesamiento es posible a 1000 grados. Si el carbono en la aleación está al nivel de 1.6%, entonces la temperatura debe estar por encima de los 1050 grados. A esto le sigue el enfriamiento con agua.

La alta temperatura es necesaria para la disolución completa de los carburos, que degradan la calidad de la fundición, y para el crecimiento de los granos de austenita. El tiempo de mantenimiento de la colada depende de su espesor. entonces el espesor es de 30milímetros requiere una exposición de 4 horas y 125 milímetros - en 24 horas.

La resistencia al desgaste del acero Hadfield en estado fundido es la misma que después del endurecimiento. La estructura de austenita está rodeada por una red de carburos y se comporta bajo condiciones de desgaste de la misma manera que una aleación templada homogénea. Por eso se puede argumentar que la austenita fundida en algunos microvolúmenes tiene la misma tenacidad y resistencia al desgaste que el acero templado. Su mayor fragilidad se debe a la influencia de la malla de carburo, que provoca una fuerte concentración de tensiones internas.

El acero Hadfield se desarrolló hace décadas. Hoy en día, el acero aleado es una parte integral de la producción de muchos bienes en diversas industrias. Sin él, industrias como la ingeniería mecánica, el petróleo y el gas, la química, la alimentación y la energía no podrían funcionar con normalidad. No se olvide de la construcción, la construcción de tanques y el desarrollo de nuevos tipos de armas que utilizan nuevos logros en la industria metalúrgica. Sin embargo, los ingenieros y metalúrgicos no entienden completamente todas las propiedades, funciones y características de los aceros aleados.