Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
Сталь Гадфільда може називатися одним з найбільш цікавих і корисних матеріалів, так як використовується в тих областях, в яких використання іншої стали не підійде. Ця сталь характеризується високим ступенем зносу, а також має високу пластичність.
Історія
Сталь Гадфільда, як уже можна було здогадатися по самому її назві, була отримана таким собі Гадфільда. Але мало хто знає, хто ця людина, і коли була ця сталь їм запропонована. Якщо заглибитися в історію, то можна дізнатися той факт, що цей матеріал підвищеної міцності було отримано англійським металургом Робертом Гадфільда в 1882 році. Вона отримала широке поширення досить скоро, так як на перевірку виявилася вельми цікавим матеріалом.
Незабаром після того, як сталь Гадфільда була випущена в масове виробництво, їй зацікавилися військові. І не випадково. Сталь високої міцності повинна була стати дуже важливим матеріалом для створення деяких елементів захисної військового екіпірування.
Впровадження стали Гадфільда у військову галузь почалося з того, що матеріал був використаний для створення високоміцних піхотних шоломів. Спочатку такі шоломи були прийняті на озброєння в британській армії, але американські військові не залишилися в стороні і теж взялися за виробництво аналогічних шоломів. Технологія створення шоломів зі сталі Гадфільда була незмінна аж до 80-х. Справа в тому, що на той час вже стала знаменитою сталь замінили на органопластік, так як він був більш легким, але залишався досить міцним.
Також сталь Гадфільда широко застосовувалася в танкобудуванні. Вона використовувалася для виготовлення гусеничних траків для танків. Першою сталь Гадфільда для цієї мети стала використовувати фірма «Віккерс» з Британії в кінці 20-х років. Застосування цієї сталі в виготовленні траків танкових гусениць дозволило істотно збільшити пробіг до 4800 км. До речі, до використання чудо - стали пробіг становив 500 км. Що найцікавіше, цей невеликий показник вважався справжнім рекордом в роки Першої світової війни. Цей факт показує наскільки важливо було використання стали Гадфільда в області танкобудування.
Згодом застосування стали Гадфільда здійснювалося не тільки у військових областях. У Радянському Союзі виплавку такий коштували освоїли тільки до 1936 року.
Склад, структура і обробка
Хімічний склад стали Гадфільда можна позначить так: Fe - 82%, Mn - 12%, C - 1%, Si - 1%, інші домішки - 4%. При такому співвідношенні марганцю і вуглецю в складі цієї стали, вона має аустенитную структуру, яка забезпечує матеріалу підвищену стійкість до зносу і схильність до зміцнення при деформації з ударною в'язкістю і високою пластичністю.
Існує думка, що саме сталь Гадфільда повинна називатися першою легованої сталлю масового виробництва.
Через те, що аустеніт має велику в'язкістю, сталь просто неможливо обробляти за допомогою різання. Ріжучі інструменти для обробки стали Гадфільда не підійдуть, тому для виготовлення виробів з цього матеріалу застосовують лиття.
Сталь має низьку твердістю, але в той же час наділений і надзвичайно високою зносостійкістю при терті в умовах високого тиску і ударів. Це можна пояснити тим, що сталь Гадфільда має підвищену здатність до наклепу, яка у цього матеріалу значно вище, ніж у сталей, що володіють аналогічною твердістю.
При зварюванні цієї стали слід враховувати наступні її особливості:
- Сталь Гадфільда має теплопровідність, яка в 4-6 разів менше, ніж у інших сталей. Коефіцієнт теплового розширення в 1, 9 раз більше, ніж у сталей маловуглецевих, що впливає на ймовірність появи холодних тріщин в зоні термічного впливу і в наплавленого металу;
- Є ймовірність появи і гарячих тріщин, так як ливарна усадка стали Гадфільда в 1, 6 раз більше усадки маловуглецевої сталі;
- Слід пам'ятати, що при нагріванні аустенитная структура перетворюється в мартенситную, тому існує висока ймовірність появи тріщин в зоні термічного впливу.
Застосування стали Гадфільда
Сталь Гадфільда застосовується в багатьох галузях виробництва, так як має досить важливими і корисними якостями. При виготовленні виробів з цього матеріалу можна бути впевненим, що він не підведе, тому що міцність і інші позитивні якості стали Гадфільда незаперечні.
Висока зносостійкість і міцність безпосередньо вплинули на популярність цього матеріалу. Різні підприємства, які займалися виготовленням різними видами виробів, застосовували цей матеріал, так як саме ця сталь могла забезпечити необхідну міцність продукції.
Тому зовсім не дивно, що сталь Гадфільда застосовується у виготовленні величезної кількості різноманітної продукції. З її допомогою виготовляються траки гусениць танків (як було вже згадано вище), машин, тракторів, рейкові хрестовини, щоки дробарок, стрілочні переводи, які здатні здійснювати роботу в важких умовах стирання і ударних навантажень. До того ж саме сталь Гадфільда використовується для виготовлення віконних решіток для тюремних установ.
До речі, щодо останнього пункту можна сказати цікавий факт. Справа в тому, що використання стали Гадфільда для виготовлення віконних решіток для в'язниць, жартома називають знущанням по відношенню до ув'язнених. Справа в тому, що класичний втечу передбачає використання ножівки, якій перерізають металеву решітку, після чого можна здійснювати втечу. В історії зафіксовано величезну кількість таких пагонів за банальним сценарієм з використанням ножівки для різання металу. До речі, цікавий факт: за даними тюремних наглядачів, саме ножівки займають перше місце в топі предметів, які потайки намагаються пронести ув'язненим їх друзі та близькі.
І якщо у випадку використання ножівки по відношенню до звичайних віконних грат, у ув'язнених ще були деякі шанси для порятунку, то використання стали Гадфільда їх просто не залишає. Справа в тому, що ця сталь, на відміну від інших, має дуже цікавою властивістю, яке полягає в тому, що в процесі різання прутів решітки відбувається сильний наклеп поверхні, на яку вони впливають. Це впливає на зміцнення стали, на збільшення її твердості до твердості самої ножівки і навіть вище. В результаті цього навіть не варто сподіватися на позитивний результат такого марного підприємства.
висновки
Сталь Гадфільда є дуже затребуваним матеріалом. Її популярність обумовлена великою кількістю позитивних якостей, якими вона володіє. Висока стійкість до зносу і можливість застосування матеріалу в умовах високого тиску і ударів робить сталь Гадфільда дуже привабливою для виробників різних виробів.- Продукція, виготовлена з такої сталі, відрізняється дуже високим терміном експлуатації. При обробці такого матеріалу слід пам'ятати про його властивості, які не дозволяють застосовувати ріжучі інструменти. Для обробки стали Гадфільда слід вдатися до плавлення.
- Сталь Гадфільда застосовується у виробництві самих різних важких виробів, використання яких передбачає наявність досить складних умов і великого терміну експлуатації.