Stal automatowa 11SMnPb30 1.0718
11SMnPb30 jest niskowęglową stalą automatową przeznaczoną przede wszystkim do bardzo dobrej i wydajnej obróbki skrawaniem. Dzięki zwiększonej zawartości siarki oraz dodatku ołowiu materiał charakteryzuje się dobrym łamaniem wióra, małymi oporami skrawania i bardzo dobrą przydatnością do produkcji seryjnej. Stal stosuje się głównie do wykonywania małych i średnich elementów toczonych, szczególnie na automatach tokarskich i obrabiarkach CNC. W porównaniu ze zwykłymi stalami konstrukcyjnymi 11SMnPb30 zapewnia znacznie lepszą skrawalność, jednak odbywa się to kosztem części właściwości mechanicznych, szczególnie udarności i spawalności.
Oznaczenia
Ta sama stal pod nazwami, których używa się w różnych normach i krajach. Wpisanie dowolnej z nich w wyszukiwarce prowadzi na tę stronę.
| System | Oznaczenie |
|---|---|
| Werkstoff-NrNumer materiałowy — tak stal opisują huty i dostawcy w Europie. | 1.0718 |
| ENOznaczenie normy europejskiej, budowane ze składu chemicznego. | 11SMnPb30 |
| DINStarsze oznaczenie niemieckie, wciąż spotykane w dokumentacji. | 9SMnPb36 |
| PNOznaczenie polskie — to zwykle jest na rysunku i w rozmowie na hali. | A10X/A12X≈ odpowiednik przybliżony |
| AISIOznaczenie amerykańskie, częste w katalogach narzędzi i literaturze. | 12L14 |
| UNSUjednolicony numer amerykański (ASTM/SAE), np. S30400 dla stali 304 — spotykany w normach ASTM i atestach hutniczych. | G12144 |
| Nazwa handlowaJak stal nazywa się w praktyce warsztatowej i w sklepie. | 11SMnPb30 |
≈ Zbliżony gatunek, nie ten sam. Do zamiany w produkcji wymaga sprawdzenia w karcie materiałowej.
Właściwości
| Właściwość | Symbol | Wartość | Źródło |
|---|---|---|---|
| Gęstość | ρ | 7850 kg/m³ | EN 10087 / EN 10277-3 |
| Granica plastyczności | Re | 245 MPa | EN 10087 / EN 10277-3 |
| Wytrzymałość na rozciąganie | Rm | 360 MPa | EN 10087 / EN 10277-3 |
| Moduł Younga | E | 210 GPa | EN 10087 / EN 10277-3 |
| Liczba Poissona | ν | 0,3 | EN 10087 / EN 10277-3 |
| Twardość Brinella | HB | 160 HB | EN 10087 / EN 10277-3 |
| Rozszerzalność cieplna | α | 11,5–12,5 10⁻⁶/K | EN 10087 / EN 10277-3 |
| Przewodność cieplna | λ | 47 W/(m·K) | EN 10087 / EN 10277-3 |
| Ciepło właściwe | c | 460 J/(kg·K) | EN 10087 / EN 10277-3 |
| Temperatura topnienia | Tm | 1420–1460 °C | EN 10087 / EN 10277-3 |
| Maksymalna temperatura pracy | Tmax | 100 °C | EN 10087 / EN 10277-3 |
| Rezystywność | ϱ | 0,12–0,24 µΩ·m | EN 10087 / EN 10277-3 |
Wartości nominalne z podanych norm. Do obliczeń wytrzymałościowych używaj atestu materiałowego od dostawcy.
Skład chemiczny
Zakresy dopuszczone przez normę, w procentach masowych. Rzeczywisty skład wytopu podaje atest hutniczy.
- Pierwiastek — Zawartość
- C
- maks. 0,14 %
- Si
- maks. 0,05 %
- Mn
- 0,90–1,30 %
- P
- maks. 0,11 %
- S
- 0,27–0,33 %
- Pb
- 0,20–0,35 %
- Fe
- 97,72–98,63 %
Kalkulatory dla tego materiału
Gęstość tego materiału zostanie wczytana automatycznie po przejściu do kalkulatora.
Zastosowania
Elementy toczone
tuleje, pierścienie, dystanse, trzpienie, sworznie, małe wałki, podkładki, tulejki, kołnierze
Produkcja seryjna
elementy wykonywane z prętów, detale produkowane wielkoseryjnie, elementy wykonywane na automatach tokarskich, części o dużej liczbie operacji skrawania
Elementy złączne
nakrętki, drobne śruby, wkręty, trzpienie gwintowane, elementy mocujące o umiarkowanych wymaganiach mechanicznych
Hydraulika i pneumatyka
złączki, króćce, tuleje, drobne elementy zaworów, elementy armatury
Elementy precyzyjne
części przyrządów, elementy mechanizmów, małe elementy aparatury, elementy wymagające dokładnej obróbki tokarskiej.
Obróbka skrawaniem
Skrawalność jest głównym powodem stosowania 11SMnPb30.
Stal została zaprojektowana z myślą o obróbce automatycznej. Szczególnie dobrze sprawdza się podczas:
toczenia, wiercenia, rozwiercania, gwintowania, frezowania, wykonywania rowków, wykonywania wielu operacji z jednego zamocowania. Toczenie
Podczas toczenia powstają stosunkowo krótkie i łatwe do usunięcia wióry. Ma to szczególne znaczenie w:
automatach tokarskich, tokarkach CNC, produkcji wielkoseryjnej, obróbce długich prętów.
Dzięki temu można ograniczyć przestoje związane z usuwaniem długich wiórów oraz poprawić bezpieczeństwo procesu.
Zużycie narzędzi
Właściwości 11SMnPb30 pozwalają na stosowanie wysokiej produktywności obróbki. Rzeczywiste parametry skrawania należy jednak dobierać na podstawie:
średnicy, rodzaju operacji, rodzaju narzędzia, gatunku płytki, wymaganej chropowatości, sztywności obrabiarki.
Obróbka cieplna
11SMnPb30 nie jest stalą przeznaczoną do klasycznego ulepszania cieplnego.
Ze względu na bardzo niską zawartość węgla nie można oczekiwać uzyskania wysokiej twardości poprzez standardowe hartowanie i odpuszczanie.
Hartowanie
Klasyczne hartowanie nie jest typową operacją dla tego gatunku.
Niska zawartość C powoduje, że uzyskana twardość martenzytyczna jest ograniczona.
Odpuszczanie
Nie stosuje się jako standardowego zabiegu technologicznego po hartowaniu.
Wyżarzanie
W zależności od stanu dostawy i wymagań może być stosowane wyżarzanie zmiękczające lub odprężające, jednak w typowej produkcji materiał dostarczany jest w stanie przeznaczonym bezpośrednio do obróbki mechanicznej.
Hartowanie powierzchniowe
11SMnPb30 nie jest typową stalą do hartowania indukcyjnego.
Niska zawartość węgla ogranicza możliwość uzyskania wysokiej twardości warstwy zahartowanej.
Jeżeli wymagane są:
wysoka twardość powierzchni, odporność na zużycie, wysoka odporność zmęczeniowa,
należy zastosować odpowiednią stal do hartowania powierzchniowego lub nawęglania.
Nawęglanie
Ze względu na niską zawartość węgla 11SMnPb30 może wyglądać na potencjalny materiał do nawęglania, jednak nie jest standardową stalą nawęglaną.
Do odpowiedzialnych elementów nawęglanych stosuje się gatunki specjalnie opracowane do tego procesu, np.:
16MnCr5, 20MnCr5, 18CrNiMo7-6.
Dodatkowo obecność Pb, wysokiej zawartości S i stosunkowo wysokiego P sprawia, że 11SMnPb30 nie jest dobrym wyborem do wysoko obciążonych elementów wymagających wysokiej udarności i odporności zmęczeniowej.
Azotowanie
11SMnPb30 nie jest stalą przeznaczoną do azotowania.
Nie zawiera odpowiedniej ilości pierwiastków stopowych tworzących stabilne azotki.
Do elementów azotowanych stosuje się między innymi:
31CrMoV9, 34CrAlNi7, 34CrAl6. Spawalność
Spawalność 11SMnPb30 jest bardzo ograniczona.
Pomimo niskiej zawartości węgla problem stanowią przede wszystkim:
wysoka zawartość siarki, podwyższony fosfor, obecność ołowiu.
Stal automatowa nie powinna być wybierana do konstrukcji spawanych, jeżeli dostępny jest odpowiedni gatunek konstrukcyjny o lepszej spawalności.
Obróbka plastyczna
Obróbka plastyczna 11SMnPb30 jest ograniczona w porównaniu ze zwykłymi stalami konstrukcyjnymi.
Duża zawartość siarki oraz obecność ołowiu poprawiają skrawalność, ale jednocześnie mogą pogarszać:
ciągliwość, udarność, właściwości w kierunku poprzecznym, odporność na pękanie podczas intensywnego odkształcania.
Materiał jest więc przede wszystkim przeznaczony do obróbki skrawaniem, a nie do wykonywania wymagających odkuwek.
Powierzchnia i powłoki
11SMnPb30 może być poddawana wybranym procesom zabezpieczania powierzchni, zależnie od zastosowania.
Możliwe jest stosowanie między innymi:
cynkowania, niklowania, powłok chemicznych, powłok ochronnych.
Przy projektowaniu procesu należy uwzględnić skład chemiczny stali automatowej i wymagania konkretnego procesu powierzchniowego.