Aço Hadfield - austenítico resistente ao desgaste com alto teor de manganês

Aço Hadfield

O precursor e inventor que patenteou em 1882 um novo tipo de aço com um teor médio de manganês de 12% Mn foi Robert Abbott Hadfield, um metalurgista inglês nascido em 28.11.1858, em Sheffield, que fez uma descoberta revolucionária ao descobrir as propriedades extraordinárias do aço - alta resistência ao desgaste como resultado do endurecimento do produto durante a pressão, adicionando 1,00-1,25% de manganês ao aço com uma proporção de carbono de 1:10.

O tipo recém-desenvolvido foi um grande sucesso e ainda é usado na produção de componentes resistentes à abrasão, o que impulsionou o crescimento económico em muitos países, e os componentes feitos de outros aços resistentes ao desgaste foram substituídos devido ao seu desgaste mais rápido.

Além do alto teor de carbono e manganês na própria composição química, o aço Hadfield não tem mais propriedades de aditivos de liga, exceto o próprio silício, que geralmente é adicionado como padrão em outros tipos. Alguns equivalentes podem ter uma pequena variação de cromo, níquel e cobre.

O aço com alto teor de manganês na Polónia recebeu o nome de 11G12, que não é coberto pelas normas ministeriais e estatais e só ocorre de acordo com a norma industrial BN-68/0631-04, BN-90/0631-03. O seu equivalente de acordo com a norma alemã DIN é- X120Mn12.

O aço Hadfield, um dos poucos aços de liga de carbono, tem uma estrutura austenítica. Ele só ganha as suas propriedades quando saturado em água ou óleo (com detalhes menores) a uma temperatura de 1000-1050 ℃. Os produtos de aço com alto teor de manganês não são magnéticos, mas quando temperados, mal tratados termicamente ou endurecidos a frio, o aço mostra algumas propriedades ferromagnéticas.

Além da resistência à abrasão, o aço Hadfield é resistente à pressão e ao impacto, mas com peças expostas a atrito e abrasão sem pressão - esmerilhamento, o produto não endurece, e por isso a camada superior pode sofrer abrasão. Falando da resistência à abrasão super alta, o outro lado da moeda é o processamento mecânico super difícil do material.

Para preparar o produto para usinagem, o aço Hadfield é deliberadamente aquecido a 500 ℃ com o próximo resfriamento rápido em água, o que dá ao aço manganês uma estrutura martensítica.

Além do próprio grau 11G12, os aços resistentes ao desgaste também incluíram o grau 55G15 extremamente inacessível, de acordo com a BN-68/0631-03.

Como usinar aço Hadfield resistente ao desgaste

12% dos produtos de aço com alto teor de manganês são usinados principalmente com rebolos de carboneto de silício SiC com grão grosso de 16-36 e ligação semidura. No caso de trincas, rebolos cónicos de dupla face são usados para retificação e pontos de retificação montados para retificação de bolhas. A retificação deve ser feita a seco, com pressão média para evitar o aquecimento do material, o que causaria alterações estruturais e enfraqueceria o produto.

Os aços de alta velocidade, como o SW18, são demasiado fracos para qualquer usinagem de aços Hadfield. Para este fim, ao selecionar parâmetros de processamento de cavacos baixos, pode-se usar aço de alta velocidade de acordo com a norma antiga HS18-0-1-10, 1.3265 de acordo com a DIN/EN. O carboneto sinterizado de grau H20 pode ser usado para facilitar o processamento. O estado supersaturado do material não elimina a possibilidade de processamento mecânico, no entanto, este é severamente impedido e, na condição endurecida a frio e temperada a 540-560 ℃, o processamento será 1-2 horas mais rápido. Após o tratamento, o aço deve ser saturado. Além disso, deve-se mencionar - no caso de montagem em fábrica - que o aço em condição temperada tem um volume diferente do que no estado supersaturado. A usinagem só deve ser realizada nas melhores máquinas-ferramentas que não apresentem vibrações e choques.

O método mais simples de usinagem da superfície do produto é a retificação a seco com pressão média para evitar o aquecimento, que pode causar alterações na estrutura do produto. Este aço também pode ser cortado com um maçarico de acetileno/oxigénio para seções transversais menores, enquanto a usinagem é possível com o uso de ferramentas de aço cobalto de alta velocidade ou carboneto sinterizado.

Com que métodos o aço X120Mn12, 1.3401 deve ser cortado

Cortar aço austenítico 11G12 com um maçarico de acetileno/oxigénio não é mais difícil do que cortar aços carbono comuns. O procedimento deve levar em conta a possibilidade de alterações estruturais causadas pelo aquecimento devido à alta temperatura da chama. Para cortar o material a uma velocidade adequada, com um avanço uniforme e distância entre o maçarico e a superfície do produto, recomenda-se realizar o corte com dispositivos automáticos ou semiautomáticos, utilizando os parâmetros de corte mais vantajosos adaptados à espessura do material a ser cortado, ou seja, a seleção de um bom bico de oxigénio, casca, pressão de gás e oxigénio.

As arestas de corte, nas quais é impossível evitar uma formação mais forte de incrustações e pequenas alterações estruturais, devem ser retificadas a uma profundidade de 1-2 mm. Ao cortar com um queimador, recomenda-se o uso de refrigeração intensiva da área de corte com um spray de água, a fim de evitar alterações estruturais na área a ser cortada com o queimador.

Em materiais de grau X120Mn12, os orifícios também podem ser cortados livremente com um queimador.

Soldagem e soldagem por revestimento de aço X120Mn12 - elétrodos, tratamentos adicionais e notas

Por causa da baixa durabilidade da estrutura austenítica do aço de alto manganês X120Mn12 e 11G12 em temperaturas altas, o único jeito de soldar e revestir que garante o menor aquecimento e permanência do aço nas temperaturas de degradação da austenita é a soldagem e soldagem por revestimento com elétrodos de pequeno diâmetro e baixa intensidade de corrente. A seleção do tipo de elétrodo apropriado elimina o risco de deformação das juntas soldadas e a formação de fissuras na junta soldada. Os elétrodos ES18-8, ES18-8-6, ES24-18 e EN400Mn são usados para soldagem.

O 11G12 não resiste sem comprometer as suas elevadas propriedades mecânicas de aquecimento e arrefecimento lentos a cerca de 400-900 ℃. O calor de soldagem prolongado leva à desintegração parcial da estrutura austenítica e à liberação de carbonetos ao longo dos limites dos grãos, não apenas na solda ou solda de preenchimento, mas também no material base, ou seja, na zona de soldagem.

Chapas, peças forjadas e barras de aço resistente ao desgaste com alto teor de manganês

Os aços resistentes ao desgaste com alto teor de manganês descritos acima são especificados nas normas industriais BN-68/0631-03, BN-68/0631-04, BN-90/0631-04 e na norma PN-EN ISO 4957, de acordo com as quais são fornecidos:

• Produtos planos de acordo com as normas EN 10029 e EN 10163
• Produtos forjados em matriz aberta de acordo com a norma EN 10250
• Peças fundidas de aço de acordo com a norma EN 10349,