Caractéristiques de l'acier Hadfield : composition, application

2025 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2025-01-24 13:16

L'industrie métallurgique est l'une des composantes les plus importantes du PIB de chaque pays, et elle produit également des matériaux uniques et utiles. L'humanité ne pourrait pas se passer des produits fabriqués par les usines métallurgiques. L'acier en fait partie. Il existe différents types de ce matériau, qui sont utilisés dans de nombreuses industries. L'acier, qui a une ductilité et un degré d'usure élevés, c'est aussi l'acier Hadfield, est un alliage unique. Les exigences pour cela sont réglementées par GOST 977-88 et ses analogues étrangers (États-Unis, Angleterre, Allemagne, Chine, Japon, Finlande, Espagne, Corée).

L'histoire de l'acier de Hadfield

Sur la base du nom, on peut affirmer que c'est Robert Hadfield qui a reçu cet alliage. Qui était ce développeur ? Robert Hadfield est un métallurgiste anglais qui a obtenu un alliage à résistance accrue en 1882. Assez rapidement, cet acier s'est répandu et s'est avéré être un matériau tout à fait unique.

Après que Hadfield ait développé un acier unique, l'armée s'est intéressée à son développement. Ce n'est pas surprenant, car un tel alliage est un composant essentiel pour créer des équipements de protection pour les militaires.

Les casques d'infanterie renforcés sont les premiers équipements de protection basés sur l'acier Hadfield. Des casques similaires ont été utilisés par les soldats de l'armée britannique, puis l'armée américaine s'est intéressée au développement et a commencé leur production. Jusque dans les années 80, la technologie de l'acier Hadfield n'a pas changé. Mais depuis les années 80, on a développé un organoplastique aussi résistant que le matériau développé par le métallurgiste britannique, mais beaucoup plus léger.

Les casques d'infanterie ne sont pas les seules utilisations de l'acier Hadfield. La société britannique Vickers a été la première à utiliser cet acier de haute qualité à d'autres fins. La chenille de char à chenilles a commencé à être produite à partir de l'alliage Hadfield dans les années 20. L'acier a augmenté le kilométrage des chenilles de chars de 500 à 4800 kilomètres. Pendant la Première Guerre mondiale, une telle augmentation du kilométrage était considérée comme presque un miracle. L'acier Hadfield est devenu indispensable pour la construction de réservoirs. Bientôt, cet alliage a été utilisé non seulement dans la construction de réservoirs, mais également dans d'autres industries. En URSS, l'acier Hadfield a commencé à être fondu en 1936.

Hadfield Steel: Composition

Composition chimique
Élément (tableau périodique)	Fe	C	Mn	Si	Autres impuretés
Contenu, %	82	1	12	1	4

En analysant la composition chimique, notamment le pourcentage de carbone et de manganèse, on constate qu'il s'agit d'un acier austénitique. Cette structure augmente la résistance à l'usure et renforce l'alliage. Ainsi, l'acier est résistant aux processus de déformation, ayant un degré élevé de ductilité et de résistance aux chocs. Les métallurgistes affirment que cet alliage a été le premier acier allié à être produit en série.

Propriétés de l'acier Hadfield

En raison de ses propriétés, l'acier austénitique ne peut pas être traité par des outils de coupe, car il a une ténacité élevée. Pour la fabrication de produits à partir de ce matériau, seule la coulée peut convenir.

L'alliage Hadfield a une capacité d'écrouissage élevée, bien supérieure à celle des alliages d'acier similaires. L'acier austénitique a une faible dureté, mais également une résistance élevée à l'usure sous les chocs, les hautes pressions et les températures extrêmes. Sur la base de ces caractéristiques, on peut dire que l'acier du métallurgiste britannique est adapté aux travaux dans des environnements agressifs.

Caractéristiques de la technologie de soudage de l'acier Hadfield

La conductivité thermique de l'austénite est bien inférieure à celle des autres aciers, de 4 à 6 fois. Le coefficient de dilatation thermique est plusieurs fois supérieur à celui des aciers à faible teneur en carbone - 1,9 fois. Ce sont des caractéristiques très importantes du métal, car elles affectent la possibilité defissures froides dans la zone d'influence des températures.

Il existe une possibilité importante de fissuration à chaud, qui est due au retrait de coulée de l'alliage, qui est 1,6 fois supérieur à celui d'un métal doux. La température élevée transforme la structure austénitique en une structure martensitique, ce qui augmente le risque de fissuration dans la zone à haute température.

Applications d'acier Hadfield

En raison de sa composition chimique, de ses caractéristiques et de ses caractéristiques, l'austénite est utilisée dans de nombreuses industries. En utilisant des produits en acier, vous pouvez être sûr de leur fiabilité et de leur résistance maximale.

L'acier résistant à l'usure est un matériau assez populaire. Un grand nombre d'entreprises industrielles qui fabriquent des produits à haute résistance utilisent l'acier Hadfield. Les produits suivants sont fabriqués à partir de cet alliage:

• Produits d'ingénierie.
• Camions pour chenilles de chars.
• Tracteurs.
• Croix de chemin de fer.
• Interrupteurs capables de fonctionner dans des conditions d'impact et d'abrasion sévères.
• Barreaux de prison aux fenêtres.
• Composants du broyeur.

Il est intéressant de fabriquer des barreaux de prison en austénite. Beaucoup pensent qu'il s'agit d'une moquerie formelle des prisonniers qui tentent de s'évader. Selon les classiques du genre, de nombreux proches apportent des scies à métaux aux prisonniers, qui, dans l'espoir d'être libérés, commencent à couper les barreaux des fenêtres.

Au cas oùen utilisant du métal ordinaire, il y a une possibilité d'évasion. Mais l'alliage Hadfield est un acier résistant à l'usure qui ne peut pas être scié avec une scie à métaux conventionnelle. Si vous commencez à scier des grilles à partir de l'alliage Hadfield, le durcissement de la surface commence, ce qui entraîne le durcissement de l'austénite. La scie à métaux augmente la dureté de la grille à la dureté de la scie à métaux et au-dessus. Par conséquent, nous pouvons parler de l'irréalité de l'évasion.

Acier 110G13L

Composition chimique
Élément (tableau périodique)	Ni	C	Mn	Si	S	P	Cr
Contenu, %	max. 1	0, 9-1, 5	11, 5-15	0, 3-1	max. 0.05	max. 0, 12	max. 1

Nuance d'acier 110G13L - allié, qui est utilisé pour les pièces moulées et possède des propriétés spéciales. Cet acier a une haute résistance à l'usure sous l'impact ou les chutes de pression.

Utilisation de la nuance d'acier 110G13L

Cette nuance d'acier est utilisée dans la production des matériaux suivants:

• Pièces fortement chargées qui doivent être résistantes à l'usure.
• Concasseur à cône.
• Dents, murs de pelleteuses.
• Cas des broyeurs à billes, vortex.

Analogues de qualité d'acier

De nombreux pays produisent un acier similaire.

Angleterre	France	Autriche	République tchèque	Chine	Italie	Espagne	États-Unis	Allemagne
BW10	Z120M12M Z120M12	BOHLERK700	422920 17618	ZGMn13-1ZGMn13-2	GX120Mn12	AM-X-120Mn12X120Mn12	A128 J91109 J91139J91149 J91129	1.3401 X120Mn12 GX120Mn12

Propriétés de la nuance d'acier 110G13L

Les propriétés technologiques et mécaniques du matériau sont données dans les tableaux.

Propriétés de diffusion
Retrait de coulée, %	2, 6-2, 7
Propriétés technologiques
Soudure	Non utilisé pour les structures soudées
Fragilité du tempérament	Pas d'inclinaison
Flockenosensibilité	Aucune sensibilité

Propriétés mécaniques à T=20oC acier nuance 110G13L

Assortiment	Taille	Ex.	sà	sT	d5	y	KCU	Traitement thermique
-	mm	-	MPa	MPa	%	%	kJ / m2	-
Moulages, GOST 21357-87			800	400	25	35		Durcissement 1050 - 1100 ° C, refroidissement à l'eau
GOST 977-88	Fourrure. les propriétés sont définies en fonction des exigences du client

Traitement thermique

Le traitement thermique de l'acier Hadfield dépend directement de la teneur en carbone de l'alliage. Plus le niveau de carbone est élevé, plus la température doit être élevée. Par exemple, si elle est au niveau de 1% dans l'alliage, la température ne doit pas être inférieure à 900 degrés. Si le carbone est de 1,5%, le traitement est possible à 1000 degrés. Si le carbone dans l'alliage est au niveau de 1,6%, la température doit être supérieure à 1050 degrés. Ceci est suivi d'un refroidissement à l'eau.

Une température élevée est nécessaire pour la dissolution complète des carbures, qui dégradent la qualité de la coulée, et pour la croissance des grains d'austénite. Le temps de maintien de la coulée dépend de son épaisseur. Donc, l'épaisseur est de 30millimètres nécessite une exposition de 4 heures, et 125 millimètres - en 24 heures.

La résistance à l'usure de l'acier Hadfield à l'état coulé est la même qu'après trempe. La structure austénitique est entourée d'un réseau de carbures et se comporte dans des conditions d'usure de la même manière qu'un alliage durci homogène. C'est pourquoi on peut affirmer que l'austénite coulée dans certains microvolumes a la même ténacité et la même résistance à l'usure que l'acier trempé. Sa fragilité accrue est due à l'influence de la maille de carbure, qui provoque une forte concentration de contraintes internes.

L'acier Hadfield a été développé il y a des décennies. Aujourd'hui, l'acier allié fait partie intégrante de la production de nombreux biens dans diverses industries. Sans cela, des industries telles que l'ingénierie mécanique, les industries pétrolières et gazières, chimiques, alimentaires et énergétiques ne pourraient pas fonctionner normalement. N'oubliez pas la construction, la construction de chars et le développement de nouveaux types d'armes qui utilisent de nouvelles réalisations dans l'industrie métallurgique. Cependant, les ingénieurs et les métallurgistes ne comprennent pas entièrement toutes les propriétés, caractéristiques et caractéristiques des aciers alliés.