Хардекс сталь характеристики твердость

Обновлено: 26.04.2024

Среди множества видов и марок сталей можно отметить как отечественные, так и иностранные образцы. Различные компании, занимающиеся изготовлением заготовок, довольно недавно открыли для себя сталь Hardox, имеющую весьма широкую сферу применения. Но далеко не все знают, каковы характеристики и прочие особенности данного материала.

Общее описание

Все стали, относящиеся к марке Hardox, представляют собой легированные горячекатанные экземпляры, которые имеют разные показатели и свойства, что вызвано в первую очередь широким ассортиментом компании. Основной процесс производства включает в себя закалку и отпуск. Шведская фирма SSAB крайне внимательно относится к контролю качества, а поэтому внедрила несколько этапов проверки на своих предприятиях. Сталь Hardox известна тем, что имеет очень хорошие показатели по износу, а поэтому и стала популярной в мировом строительстве в самых разных направлениях. Это касается как крупных, так и средних объемов производства.

Основные виды проката от SSAB представлены листами, кругами и трубами различных диаметров, толщины и прочих физических параметров. Одним из преимуществ Hardox является то, что разнообразие позволяет потребителям иметь возможность выбора при изготовлении определенных заготовок и деталей. Многие марки данной стали универсальны, а поэтому могут использоваться в самых разных ситуациях. Но также есть и определенные разновидности, разработка которых велась под применение в определенных условиях.

Химический состав полностью соответствует европейскому стандарту качества, поэтому множество компаний, использующих сталь от этой фирмы, могут экспериментировать с заготовками на основании лишь одних физико-механических характеристик.

Характеристики

Одним из самых важных параметров для стали является ее твердость. В случае с большинством аналогов Hardox этот показатель составляет 350–500 НВ по Бринеллю. Также интересен и параметр относительного удлинения, позволяющий стали изменяться под нагрузками без повреждения внутренней структуры. Шведский производитель решил не делать особого упора на эту характеристику, поэтому она составляет всего лишь 10%, тогда как у сырья других фирм этот показатель достигает 12–14% в среднем. Крайне важным преимуществом Hardox стоит отметить предел прочности в 1250–1400 МПа.

При этом аналоги с примерно схожими прочими характеристиками имеют данный показатель на уровне 800–1030 МПа, поэтому немалое количество предприятий постепенно перешло от использования более старых материалов к новым Hardox. Обращая внимание на различные модели фирмы, стоит сделать вывод, что компания специализируется в основном на том, чтобы ее продукция имела как можно более износостойкую структуру. Это касается возникновения коррозии, выдерживания физических повреждений и прочих методов воздействия на сталь.

Среди иных особенностей Hardox выделяется соотношение крайне высокой прочности и отсутствия примесей, за счет чего сырье становится довольно гибким. И это является лишь одной из черт спецификации конкретных марок, не считая прочих показателей, благодаря которым сталь можно использовать в разных сферах металлургии и строительства. Точные значения по составу индивидуальны – в зависимости от конкретной модели и её типа изготовления: холоднокатаные листы, широколистовой или рулонный прокат. Также на это влияют и итоговые показатели ширины и толщины.

Температурная зависимость модуля Юнга находится в значениях, близких к своим аналогам.

Обзор марок

Самый минимальный показатель твердости среди Hardox имеет HiTuf, которая производится толщиной от 40 до 160 мм. Максимальная ширина составляет 3350 мм. Специалисты рекомендуют использовать данный тип стали при пониженной температуре. Твердость по Бринеллю – 310–370 МПа, предел текучести – 850. HiTuf имеет приближенные к аналогам параметры, а поэтому не столь дорога.

Hardox 400 – одна из самых распространенных разновидностей от шведской компании. Преимуществом этого сырья является оптимальное сочетание химического состава и механических свойств, которые в своей совокупности делают 400-ю марку одной из лучших. Другие стали либо не настолько гибкие, либо имеют меньшую прочность, которая для этого сырья составляет 370–430 МПа. Толщина варьируется от 2 до 130 мм, причем наиболее тонкие вариации не уступают по своим параметрам отечественным аналогам, которые толще в несколько раз.

Предел текучести – около 1100 МПа, марка отличается вязкостью, свариваемостью и разносторонними показателями, за счет которых Hardox 400 активно используется в проектах, где предусмотрена холодная гибка.

Hardox 450 – другая популярная марка стали, при разработке которой компания хотела сделать упор на износостойкость, выдерживание всех возможных видов истираний и прочих воздействий во время эксплуатации. Такие отличительные черты, как высокая вязкость и хорошая свариваемость, остались, при этом толщина и ширина совершенно идентичны 400-му аналогу. Изначально Hardox 450 предполагалась как сталь для кузовов грузовиков.

Ключевая разница в характеристиках этой марки заключается в толщине. Например, наиболее тонкие типы 450-го имеют твердость от 425 до 475 по Бринеллю, предел текучести – 1100–1300 МПа, испытание на ударную вязкость при -40 градусов составляет 50 Дж. С увеличением толщины предельно минимальные показатели твердости достигают 390 и 410 МПа, эквивалент по углероду и процентаж удлинения одинаковы для любых вариаций Hardox 450.

Hardox 500, 550 и 600 – ряд сталей с твердостью в 500 МПа. Первая из вариаций имеет толщину от 2 до 103 мм и ширину – 3350 мм, второй и третий типы – от 8 до 65 мм толщины и 2900 и 2000 мм ширины соответственно. Лучше всего проявляют себя при эксплуатации в тяжелых условиях, где стандартные марки имеют быстрый износ. Среди прочих преимуществ стоит выделить хорошую ударную вязкость и высокую надежность. Также среди ассортимента сталей Hardox есть и Extreme, характеристики которой наиболее универсальны, она используется в самых серьезных и широкомасштабных проектах.

Аналоги

Несмотря на хорошее качество и характеристики сталей Hardox, их повсеместное применение затруднено немалой стоимостью. Поэтому отечественные производители нередко используют различные аналоги, которые по большей степени имеют схожие характеристики и могут выступить достойной альтернативой шведскому материалу. Главными преимуществами российских сталей являются их повсеместное наличие на рынке сырья и более низкая стоимость.

При этом можно подобрать такую сталь, которая будет специализирована под конкретные нужды и задачи, в связи с чем она проявит себя не хуже.

Среди таковых можно выделить 18ХГНМФР, 14ХГ2САФД, 25ХГСР, а также 16ХГМФТР с различными классами прочности. Хоть указанные разновидности и уступают в некоторых аспектах, но все же в целом они сопоставимы с Hardox, а поэтому повсеместно и успешно используются во многих сферах деятельности отечественными компаниями. С точки зрения времени данные материалы зарекомендовали себя как весьма качественные, за счет чего активный спрос на них сделал данные вариации сталей крайне доступными. Производителями данных марок являются такие предприятия, как «ОАО Северсталь» и «ЧАО Азовсталь».

Применение

Основными сферами применения сталей Hardox являются металлургия и широкомасштабное производство различных деталей, являющихся как составными частями более сложных механизмов, так и самостоятельными продуктами. Некоторые более износостойкие марки активно эксплуатируются в качестве основы для строительной техники, где важны такие параметры, как прочность и упругость. Жаропрочная Hardox HiTemp популярна при создании высококачественного отопительного оборудования. Вариация Extreme применяется в масштабных дорогостоящих проектах, где крайне важна универсальность материала.

Обработка, резка и сварка

Всевозможная обработка сталей Hardox довольно проста по причине малого наличия легирующих присадок. Также грамотно подобранный химический состав позволяет выполнять холодную ковку и проводить различные типы сварочных работ. Именно из-за отсутствия нюансов по обработке Hardox используется в крупных проектах, ведь чем универсальнее материал, тем проще его эксплуатация.

Износостойкая сталь HARDOX. Марки и их характеристики, применение и преимущества

Сталь марки Hardox* – легированная горячекатаная сталь, которая относится к классу конструкционных сталей твердостью от 350 до 650 HB. Изготавливается мелкозернистая сталь Хардокс шведской компанией SSAB Oxelösund AB. В процессе производства сталь проходит закалку и отпуск. Производители сделали упор именно на устойчивость материала ко всем видам износа. Благодаря этому срок эксплуатации изделий и конструкций из Hardox в пять раза выше, чем у аналогичного металлопроката из других марок сталей. Кроме того, эта сталь характеризуется повышенной ударопрочностью и устойчивостью к вибрационным нагрузкам. Металлопрокат, изготавливаемый из стали Хардокс, представлен листами, трубами и кругами.

Регламентирует все марки стали Хардокс стандарт EN 10029, а марку HiTemp EN 10029 и EN 10163-2.

Марки износостойкой стали Hardox

Химический состав Hardox HiTuf

Механические свойства Hardox HiTuf

Химический состав Hardox 400

Механические свойства Hardox 400

Химический состав Hardox 450

Механические свойства Hardox 450

Химический состав Hardox 500

С	Si	Mn	P	S	Cr	Ni	Mo	B
0,27-0,30	0,50-0,70		0,020-0,025		1,20-1,50	0,25-1,50	0,25-0,60	0,005

Механические свойства Hardox 500

Химический состав Hardox 550

Механические свойства Hardox 550

Химический состав Hardox 600

Механические свойства Hardox 600

Химический состав Hardox Extreme

Механические свойства Hardox Extreme

Химический состав Hardox HiTemp

Механические свойства Hardox HiTemp

Характеристики и применение стали Hardox

Используя сталь Hardox можно значительно уменьшить общий вес конструкции, сократить время подготовки к работе объектов и существенно снизить производственные расходы.

Кроме того, все марки стали характеризуются следующими свойствами:

высокой степенью прочности и устойчивости ко всем видам износа;
высокой твердостью по всей поверхности стали;
гарантированной ударной вязкостью;
легкой обработкой;
возможностью эксплуатации при пониженных и повышенных температурах;
длительным сроком службы.

Износостойкость

Подбор необходимой стали зависит от оптимального сочетания твёрдости листа и истирающего воздействия абразивного вещества. В таблице приведён относительный срок службы разных марок стали при абразивном воздействии гранита. Переход от рядовой стали к Hardox 500 может продлить срок службы изделия в 5 раз.

Прочность и твердость

На графике представлены твёрдость и предел текучести для различных марок Hardox. Главный секрет высокой производительности Hardox кроется в уникальном сочетании высокой твёрдости, прочности и вязкости. Такое сочетание позволяет Hardox противостоять износу, выдерживая сильные удары без необратимой деформации и растрескивания.

Гарантированная ударная вязкость

Сравнительная таблица показывает наибольшую стойкость сталей Hardox к деформированию. В качестве сравнительного элемента приведена стандартная сталь S355. Как видно на графике сталь Hardox HiTuf более чем в три раза устойчива к деформации и появлению трещин.

Благодаря свойствам и характеристикам сталь Хардокс применяется в:

переработке: прессы грейферных ковшов, контейнеры, мусоровозы, сита, ножи гранулятора, ленты транспортёра, молотковые дробилки, контейнеры;
дорожном строительстве: ковши экскаваторов, детали бульдозеров и самосвалов, дробилки, разравниватели, грейдеры;
строительстве: механизмы для демонтажа зданий и конструкций, детали строительных кранов;
лесопереработке: конвейерные ленты, режущие кромки ножей, подающие ленты;
горнодобывающей отрасли: транспортировочные желоба, накопители, перегрузочные лотки, приёмные бункера, детали буровых установок;
сельском хозяйстве: гусеничные траки, погрузчики, просеиватели, подающие бункера;
энергетике: барабаны котлов, лопасти для ветряных мельниц, затворы, футеровочные листы стен сортировочных карманов, грейферы, котлы, детали компрессорных станций, газоперекачивающие агрегаты.

Резка, обработка и сварка стали Хардокс

Основное преимущество сталей Хардокс перед другими износостойкими сталями (аналоги hardox) – это отличная свариваемость при средних температурах и совместимость по свариваемости с любыми другими сталями. Стали Hardox отлично поддаются термической резке (лазером, плазмой и газом) и механической резке (гильотиной, абразивным диском, пилой, гидроабразивной резкой). Ещё один плюс – это отличные показатели гибкости. Износостойкие стали HARDOX подходят для гибки в вальцах, свободной гибки и гибки на малый радиус.

Компания ЕМК предоставляет услуги по нарезке, обработке и изготовлению элементов и полноценных изделий из сталей Hardox | Хардокс. Вы можете заказать любой вид механической обработки стали: токарная обработка, фрезеровка, зенкование, сверление и нарезка резьбы. Вся мехобработка проводится на самом современном оборудовании, при помощи новейших инструментов в специально оборудованных цехах.

Купить износостойкую сталь Hardox 400, 450, 500, 550, 600, Extreme, HiTuf и HiTemp можно в Европейской металлургической компании. Мы поставляем оригинальный металлопрокат ведущих мировых производителей, что подтверждается соответствующей документацией.

* Hardox – торговая марка износостойких сталей компании SSAB Oxelösund AB

Компания ЕМК осуществляет прямые комплексные поставки стали Hardox, а также изделий из этих сталей в Казахстан, Россию и Беларусь. Вы можете задать любой уточняющий вопрос и оформить заказ любым удобным для Вас способом:

Для более оперативной связи, Вы можете воспользоваться формой активного чата, расположенного в нижнем правом углу сайта.

Стали HARDOX® — особенности, опыт использования, отечественные аналоги

С некоторых пор в своих разработках мы используем стали HARDOX®. Данный материал для нашей страны уже давно не является новинкой. Но, возможно, некоторые из наших читателей, как и мы в свое время, не сталкивались на практике с данным материалом и им будет интересна та информация, которой мы хотим поделится с ними в нашем инженерном журнале. А те, кто уже знаком с этой сталью и имеет практический опыт ее применения поделится своим впечатлением и даст новую интересную информацию к размышлению и обсуждению. Основной подход данной публикации в следующем — мы учимся вместе с нашими читателями, а зачастую благодаря им.

Что такое сталь HARDOX®

Данный материал в виде труб, круга и листового проката производится шведской компанией SSAB с 1974 года. И большую часть информации о свойствах и областях применения можно почерпнуть как раз на сайте данного предприятия [1].

В настоящее время под маркой HARDOX®® производится достаточно широкий спектр продукции [2]:

стойкая к коррозионному износу листовая сталь для кислотных сред HARDOX® HiAce;
стойкая к абразивному истиранию толстолистовая сталь HARDOX® HiTuf;
стойкие к абразивному истиранию листовые стали HARDOX® 400, 450, 500, 550, 600;
износостойкая с повышенной твердостью и ударной вязкостью листовая сталь HARDOX® 500 Tuf;
исключительно стойкая к абразивному износу листовая сталь HARDOX® Extreme с твердостью 650…700 единиц по Бриннелю;
круглый прокат из стали HARDOX®;
трубы из стали HARDOX® с твердостью 400 и 500 единиц по Бриннелю;
жаропрочная износостойкая листовая сталь HARDOX® HiTemp для рабочих диапазонов температуры 300…500°C.

Практический опыт

Первое наше практическое применение данного материала было реализовано при изготовлении накладок на захват манипулятора (рис 1). Накладки, как и сам захват проектировались с нуля по эскизам клиентов.

Рисунок 1 — Накладка манипулятора, сталь HARDOX® 500

Основными требованиями к накладкам были возможность их быстрой замены и изготовления из относительно недорого износостойкого материала, который хорошо поддается механической обработке.

Накладка выполнена с рифленой поверхностью, крепится она на захват манипулятора винтами В процессе работы накладки показали себя вполне хорошо, но как показал опыт есть еще резервы по модернизации самого конструктива манипулятора и накладок, что не связано со свойствами выбранного материала.

Далее перед нами стояла задача по модернизации рабочего колеса центробежного вентилятора горизонтального сушильного агрегата. На рис. 2 представлена в общем виде конструкция колеса такого типа [3].

Рисунок 2 — Рабочее колесо радиального вентилятора.
1 — ступица; 2 — передний диск; 3 — задний диск; 4 — лопатка.

В наши задачи входило изменение конструкции колеса с целью обеспечения заданных параметров производительности вентилятора путем изменения конструктивных параметров. При этом ставилось требование обеспечения прочности и износостойкости конструкции.

Ранее на заводе изготовителе для данных колес использовали сталь AISI 1010 Carbon Steel (аналог стали 08кп). Колеса из этой стали показали малый резерв по прочности и ресурс эксплуатации.

Помимо подбора рационального материала для изготовления, основные конструктивные изменения касались корректировки кривизны лопаток, изменения углов их позиционирования и количества в составе колеса.

В ходе работы над модернизацией колеса мы выбрали сталь HARDOX® 400 опираясь только на описание ее физико-механических характеристик, известную на практике устойчивость к абразивному и кавитационному износу, и что для нас было очень важно, то что данный материал обладал хорошей свариваемостью. Далее в процессе работы мы выяснили, что “изобрели велосипед” и стали HARDOX® давно успешно применяются для такого типа конструкций [4]. Сварка конструкции осуществлялась сварочной проволокой ER70S-6 с предварительным подогревом свариваемых участков металла до температуры, примерно, 75…85°C. Охлаждение сварных швов делалось плавным, а сама конструкция крепилась жестко к монтажной плите для уменьшения коробления. Также в процессе работы над проектом были проведены расчеты прочности конструкции колеса с использованием SOLIDWORKS, которые показали верность нашего выбора материала. Параллельно проведены приближенные расчеты сварных соединений колеса классическими аналитическими методами расчета деталей машин.

В результате промышленной эксплуатации была подтверждена надежность модернизированного колеса в широком диапазоне частот вращения вплоть до 1200 мин-1. При этом температура рабочей среды составляла от 35 до 175°C.

Следующей задачей, где нами была применена сталь HARDOX® 400 стало изготовление конструктивных элементов линий переработки мелкофракционных сырьевых материалов применяемых в металлургическом производстве (небольшие бункеры, шиберные затворы, загрузочные устройства). Особенностью работы этих деталей является то, что они работают в условиях абразивного, порой ударного воздействия потока частиц сыпучих материалов (фракция от 0 до 10мм) с насыпной плотностью от 0,3 до 2,3 г/см3. Твердость частиц шихты при этом составляет от 2 до 5 единиц по шкале Мооса [5], отдельные материалы, к примеру, отсевы ферро- и силикомарганца имеют твердость частиц до 43 HRC. Ряд материалов представляют собой шихты на основе мелкофракционных материалов с содержанием жидкой фазы, а также представляют собой агрессивные среды. То есть в данном варианте использование стали является вполне рациональным решением.

Обработка сталей HARDOX®

Так как наш коллектив в большей степени занимается разработкой технологий и оборудования, то решение вопросов обработки металлов резанием занимаются наши партнеры-изготовители, у которых есть свои методы и подходы к решению различных производственных задач. Но, в целом их методы не отличаются от общепринятых. Поэтому в данном разделе статьи мы лишь кратко коснемся способов обработки сталей Хардокс.

В процессе нашей работы выяснилось, что существует много различных мнений и подходов к обработке сталей HARDOX®, которые можно разделить на две категории.

Первая — рекомендации от производителя и его торговых представителей [6,7]. Они достаточно содержательны и подробны, однако мы так и не нашли в них данных о стойкости обрабатывающего инструмента, а также показателей износостойкости самих сталей, что является важным фактором при выборе материала и проектировании оборудования.

Вторая — рекомендации основанные на личном опыте машиностроительных предприятий. Такие рекомендации особо ценные, ведь инструмент вещь дорогостоящая и здесь важно соблюсти здравый смысл в его приобретении и использовании. Но, по факту, такого рода информации крайне мало. Нам удалось найти только отрывочные частные рекомендации, вот наиболее доступные из них:

Кое-какие сведения мы почерпнули из различных видео, вот примеры некоторых из них:

Несмотря на то, что нашим коллективом на практике было опробовано применение сталей HARDOX®, по ряду причин на сегодня есть необходимость применения аналогов данного материала. К примеру, когда нами проектировались детали для предприятий расположенных на территории Северной Америки, то применение Хардокса было вполне оправданным. В условиях стран СНГ, в первую очередь по экономическим причинам, логичным и перспективным является применение сталей местного производства.

В качестве аналогов продукции SSAB нашим коллективом рассматриваются стали производимые ОАО “Северсталь” и ЧАО “Азовсталь”.

В табл. 1 приведены базовые механические характеристики для используемых нами сталей HARDOX® и принятых аналогов.

Читайте также: