Stal Hadfielda, znana również jako stal wysokomanganowa, to specjalny stop charakteryzujący się wyjątkową odpornością na ścieranie. Jej unikalne właściwości wynikają z wysokiej zawartości manganu (11–14%) oraz węgla (1–1,4%), co nadaje jej strukturę austenityczną po odpowiedniej obróbce cieplnej.

Skład chemiczny i struktura

Typowy skład stali Hadfielda obejmuje:

• Węgiel (C): 1,00–1,40%
• Mangan (Mn): 11,00–14,00%
• Krzem (Si): 0,30–1,00%
• Fosfor (P): maks. 0,10%
• Siarka (S): maks. 0,030%
• Miedź (Cu): maks. 1,00%
• Chrom (Cr): maks. 1,00%

Po nagrzaniu do temperatury 950–1050°C i szybkim schłodzeniu w wodzie, stal Hadfielda uzyskuje strukturę austenityczną, co przekłada się na jej wysoką wytrzymałość i plastyczność.

Właściwości mechaniczne

Stal Hadfielda w stanie przesyconym charakteryzuje się:

• Wytrzymałość na rozciąganie (Rm): 900–1100 MPa
• Granica plastyczności (Re): 350–450 MPa
• Wydłużenie (A%): 50%
• Przewężenie (Z%): 60%
• Twardość (HB): 200–250

Pod wpływem intensywnego ścierania i nacisku, stal ta ulega umocnieniu, co zwiększa jej odporność na zużycie.

Obróbka cieplna i plastyczna

Proces kucia odbywa się w temperaturze 1050–900°C. Obróbka cieplna polega na przesycaniu w temperaturze 950–1050°C, a następnie szybkim chłodzeniu w wodzie, co zapewnia strukturę austenityczną.

Spawalność i obróbka mechaniczna stali 1.3401, X120Mn12, 11G12, 110G12, 

Przed spawaniem zaleca się podgrzanie stali do 190–300°C. Po spawaniu konieczne jest wyżarzanie w temperaturze 750–800°C, a następnie chłodzenie w powietrzu. Stal Hadfielda jest trudna w obróbce mechanicznej ze względu na skłonność do umocnienia podczas skrawania. Poprawę obrabialności można uzyskać poprzez wyżarzanie w temperaturze 550–580°C.

Zastosowanie

Dzięki wysokiej odporności na ścieranie i umocnieniu pod wpływem nacisku, stal Hadfielda znajduje zastosowanie w produkcji:

• Szczęk kruszarek do kamieni
• Sworzni i tulejek do łańcuchów gąsienicowych
• Kul i płyt do młynów
• Krat i krzyżownic tramwajowych
• Czerpaków koparek

Oznaczenia jakie najczęściej występuja to 1.3401, X120Mn12, 11G12, 110G12. Unikatowe właściwości tej stali  sprawiają, że jest niezastąpiona w aplikacjach wymagających wysokiej odporności na zużycie w warunkach intensywnego nacisku i uderzeń.