فولاد هادفیلد

فولاد های آستنیتی منگزی در سال 1882 توسط رابرت هادفیلد ابداع و معرفی گردید که به خاطر افتخار و قدر دانی از وی به نام فولاد هادفیلد نامگذاری شد. این نوع از فولاد که در مقابل سایش، منحصر به فرد است به عنوان یک ماده مهندسی نیز دارای کاربرد وسیعی می باشد.

فولاد منگنزی دارای ویژگی‌هایی مانند چقرمگی، انعطاف پذیری، قابلیت سختی کاری و مقاومت عالی می باشد. در صنعت از فولاد هادفیلد به دلیل ویژگی‌هایی ذکر شده، در ساخت قطعات دستگاه‌ها و ماشین آلات فولادسازی استفاده می کنند.
لازم به ذکر است با وجود این که این نوع فولاد از ویژگی‌های عالی و منحصر به فردی برخوردار می باشد اما دچار محدودیت هایی نیز می باشد که موارد استفاده و کاربرد آن را در برخی موارد محدود می کند، مانند پایین بودن قابلیت ماشین کاری، کم بودن میزان استحکام تسلیم آن که در محدوده 50-31 قرار دارد.

بنابرآنچه که ذکر شد، می توان نتیجه گرفت که فولاد هادفیلد نمی تواند در تنش های بالا در مقابل تغییر شکل مقاوم باشد؛ همچنین برای قطعاتی که نیاز به دقت ابعادی بالایی دارد مناسب نخواهد بود. با وجود این تفاسیر گفتنی است که این فولاد علی رغم بعضی از ناتوانی‌هایی که دارد، در عملیاتی مانند چکش خواری، کوبش، پرس کردن نورد سرد بسیار موفق می باشد و شوک های انفجاری بر روی سطح این فولاد موجب افزایش استحکام و بالا رفتن سختی سطح آن (ضمن انعطاف پذیری در مغز) می شود.

سختی کاری فولاد آستنیتی منگنزی (فولاد هادفیلد)

از مهم ترین ویژگی های بارز این فولاد می توان به چقرمگی بالا و مقاومت خوب در برابر سایش اشاره کرد. گفتنی است که در حین انجام دادن کار با این فولاد، میزان سختی سطحی این فولادها افزایش پیدا می‌کند و این امر باعث می شود تا میزان مقاومت به سایش آن تا حد چشمگیری افزایش یابد.

بعد از اتمام مرحله‌ی عملیات حرارتی، سختی فولاد هادفیلد بالا نبوده و در حدود HB 220-170 می باشد. بنابراین در شرایطی که کار سختی وجود نداشته باشد، نمی توان تفاوت زیادی برای این نوع فولادها با فولادهایی که کربن متوسط دارند قائل شد.
لازم به ذکر است در شرایطی که هنگام کار، در سختی آن اثر گذاشته می شود مانند ضربات شدیدی که از چکش های سنگ شکن ناشی می شود و یا تنش هایی که در فک های سنگ شکن به وجود می آید، سختی فولاد هادفیلد به حدود HB550 نیز می‌رسد.

این افزایش سختی نتیجه یک استحاله مکانیکی یعنی تبدیل آستنیت به مارتنزیت می‌باشد، افزایش سختی تدریجی و بصورت لایه ای از سطح به طرف داخل صورت می‌گیرد. لازم به ذکر است که تمامی آستنیت موجود در سطح به مارتنزیت تبدیل می شود و منظور از لایه لایه بودن افزایش سختی این است که ابتدا تمامی آستنیت موجود، در سطحی‌ترین قسمت قطعه به مارتنزیت تبدیل می شود.

مهم‌ترین نکته ای که برای این دسته از فولادها وجود دارد و گفته نشده، سرعت استحاله آستنیت به مارتنزیت است. این موضوع از اهمیت بالایی برخوردار بوده و یک ویژگی منحصر به فرد محسوب می شود. با در نظر گرفتن این که سختی فولاد هادفیلد پایین می باشد، اگر قبل از پایان استحاله سایش بسیار شدیدی رخ دهد این امکان وجود دارد که قطعه از بین برود. به خاطر همین موضوع در برخی مواقع، قطعاتی را که می خواهند تحت سایش های بسیار شدیدی قرار بگیرد ابتدا با روش‌هایی مانند سندبلاست یا شات بلاست سخت کاری کرده و سپس مورد استفاده قرار می‌دهند.

فولاد 1.3817 یکی از گریدهای مهم در خانواده فولادهای منگنزی می باشد که در محیط‌هایی که نیاز به مقاومت به سایش و ضربه دارند استفاده می گردد از جمله صنعت معدن، میکسرهای سیمانی، سنگ شکن ها، گذرگاه راه آهن، آج های شخم زن.