فولادهای آستنیتی منگنزی ( هادفیلد) :

فولاد های آستنیتی منگزی در سال 1882 توسط رابرت هادفیلد ابداع و معرفی شد که بخاطر افتخار و قدر دانی از وی، این نوع از فولاد که حاوی 1.2 درصد کربن و 12 درصد منگنز میباشد بنام 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. این فولاد دارای ترکیبات مانند : چقرمگی ، انعطاف پذیری ، قابلیت کارسختی و مقاومت عالی می باشد.

از صنعت فولاد هادفیلد به دلیل ویژگیها و ترکیباتی که ذکر شد، در ساخت قطعات مورد استفاده در تجهیزات ، دستگاه ها و ماشین آلات فولادسازی به کار گرفته می شود.

لازم به ذکر است با وجود اینکه این نوع فولاد از ویژگیهای عالی و منحصر به فردی برخرود دار می باشد، اما دچار محدودیت هایی نیز شده که موارد استفاده و کاربرد آن را برخی از مواقع محدود می کند. مانند:

• پایین بودن قابلیت ماشین کاری
• کم بودن میزان استحکام تسلیم آن که در محدوده 50-31 قرار دارد

بنابر آنچه که ذکر شد، می توان نتیجه گرفت که فولاد هادفیلد نمی تواند در تنش های بالا در مقابل تغییر شکل مقاوم باشند؛ همچنین برای قطعاتی که باید دقت ابعادی بالایی داشته مناسب نخواهد بود . با وجود این تفاسیر گفتنی است که فولاد علارغم بعضی از ناتوانی هایی 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.

موارد کار سختی 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 دادم کار با این فولاد، میزان سختی سطحی این فولادها افزایش پیدا میکند و این امر باعث می شود تا میزان مقاومت به سایش آن به حد چشمگیری افزایش یابد و از این نظر این فولاد ها کاملا عالی باشند .

اما اگر از حق نگذریم، باید گفت که بعد از اتمام مرحله ی عملیات حرارتی ، سختی فولاد هادفیلد بالا نبوده و در حدود HB 220-170 میباشد.  بنابراین در شرایطی که کارسختی 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 چکشهای 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 میشود و منظور از لایه لایه بودن افزایش سختی ، این است که ابتدا تمامی آستنیت موجود در سطحی ترین قسمت قطعه به مارتنزیت تبدیل می شود.

مهم ترین نکته ای که برای این دسته از فولاد ها وجود دارد و گفته نشده، سرعت استحاله آستنیت به مارتنزیت است.  این موضوع از اهمیت بالایی برخور دار است که 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 این همین موضوع هست که در برخی مواقع ، قطعاتی را که می خواهند تحت سایش های بسیار شدیدی قرار بگیرد را ابتدا با روش هایی مانند سندبلاست یا شات بلاست کارسخت کرده و سپس مورد استفاده قرار میدهند.