Stop żelaza składający się z manganu o stężeniu w przedziałe 11-15% oraz węgla 1,10-1,50%. Co najciekawsze, stal wykazuje odporność na ścieranie podczas nacisku.
Poruszenie tematu stali trudnościeralnych jest konieczne w celu poszerzania wiedzy na temat różnych stopów. Stal 11G12 i 110G12 po składzie chemicznym nie przypomina specjalnej stali zawierającej drogich dodatków stopowych, jednak zawartość manganu w stężeniu 11-13% i strukturze austenitycznej, jest niemożliwa do spotkania w innych stalach konstrukcyjnych.
Kto odkrył własności stali wysokomanganowej?
Prekursorem i wynalazcą, który opatentował w 1882 roku nowy gatunek o zawartości Manganu – Mn w średnim stężeniu 12%, był Robert Abbott Hadfield – Angielski metalurg urodzony w 28.11.1858r., w Sheffield, który dokonał przełomu odkrywając niezwykłą własność stali – wysokiej odporności na ścieranie w wyniku utwardzania się wyrobu podczas nacisku, poprzez dodanie do stali o zakresie węgla 1,00-1,25% Manganu w proporcji 1:10.
Nowo powstały gatunek okazał się wielkim sukcesem i do dziś jest wykorzystywany w produkcji podzespołów narażonych na ścieranie, co pchnęło rozwój gospodarczy w wielu krajach, a elementy dotychczas wykonywane z innych stali odpornych na ścieranie, zostały wyparte przez ich szybszą eksploatację.
Krótko i zwięźle na temat stali Hadfielda
Poza samą wysoką zawartością Węgla i Manganu w składzie chemicznym, Stal Hadfielda nie posiada więcej oddziałujących na własności dodatków stopowych poza samym Krzemem, który jest dodawany zazwyczaj standardowo w innych gatunkach. W niektórych odpowiednikach może występować niewielki zakres chromu, niklu i miedzi.
Stali wysokomanganowej w Polsce nadano nazwanę 11G12, która nie jest objęta normami resortowymi i państwowymi i jedynie występuje wg normy branżowej BN-68/0631-04, BN-90/0631-03. Jej odpowiednikiem wg niemieckiej normy DIN jest – X120Mn12.
Dodatkowe informacje i ciekawostki
Stal Hadfielda jako jedna z nielicznych stali węglowych stopowych, posiada strukturę austenityczną. Nabywa swoich własności dopiero w stanie po przesyceniu w wodzie lub oleju (przy mniejszych detalach) z temperatury 1000-1050℃.
Wyroby ze stali wysokomanganowej są niemagnetyczne, jednak w stanie odpuszczonym, źle obrobionym cieplnie lub utwardzonym na zimno stal wykazuje częściowo własności ferromagnetyczne.
Prócz odporności na ścieranie, stal hadfielda wykazuje odporność na nacisk i uderzenia, jednak przy cześciach narażonych na tarcie i ścieranie bez nacisku - szmerglowanie, wyrób nie utwardza się, w wyniku czego wierzchnia warstwa może ulegać ścieraniu.
Nawiązując do niezwykle wysokiej odporności na ścieranie, drugą stroną medalu jest niezwykle trudna obróbka mechaniczna materiału. Aby przygotować wyrób do obróbki mechanicznej, celowo wygrzewa się stal hadfielda do temperatury w granicach 500℃ z następnym szybkim ochładzaniem w wodzie, co nadaje stali manganowej strukturę martenzytyczną.
Trochę o zastosowaniu i własnościach mechanicznych
Stal X120Mn12 stosowana jest przede wszystkim w przemyśle górniczym, kolejowym, więziennym, wydobywczym i maszynowym na części narażone na ścieranie podczas pracy takie jak: kraty więzienne, gąsiennice koparek, młyny kulowe, formy do prasowania brykietu, rozjazdy i krzyżownice. Dlaczego akurat kraty więzienne? Piłowanie krat w celu ucieczki więźnia z naciskiem jest nie możliwe.
Wytrzymałość na rozciąganie stali hadfielda wacha się w przedziale 80 - 110 kG/mm2, z kolei granica plastyczności 35 - 45 Kg/mm2. Twardość jaką uzyskuje przykładowy wyrób to ok. 190 - 250 Kg/dm3.
Artykuł pochodzi ze strony: Virgamet stal jakościowa
Źródło: Virgamet