Stal automatowa 35S20 1.0726

Spawalność ograniczona. Podwyższona zawartość siarki może sprzyjać powstawaniu wad spawalniczych i pogarszać właściwości złącza. Stali 35S20 nie zaleca się jako typowego materiału do spawanych konstrukcji.

Jeżeli spawanie jest konieczne, należy dobrać i zakwalifikować technologię do konkretnego zastosowania.

To podstawowy obszar zastosowania 35S20.

Bardzo dobrze nadaje się do toczenia seryjnego. Zawartość siarki ułatwia łamanie wióra. Można ją stosować do toczenia, wiercenia i innych operacji skrawania. Parametry należy dostosować do twardości materiału, rodzaju narzędzia, geometrii ostrza i chłodzenia.

W porównaniu z typową stalą konstrukcyjną o podobnej zawartości węgla 35S20 może zapewniać korzystniejszą obróbkę na automatach, lecz kosztem części właściwości plastycznych i poprzecznych.

Gatunek 35S20 charakteryzuje się dobrą podatnością na przeróbkę plastyczną na gorąco, pod warunkiem rygorystycznego przestrzegania reżimu technologicznego. Kluczowym czynnikiem sukcesu jest precyzyjna kontrola temperatury w celu uniknięcia wad strukturalnych. • Optymalny zakres temperatur procesowych: Od 1230°C (początek odkształcania) do 950°C (temperatura końca kucia/walcowania). • Ryzyko kruchości na gorąco (Red-Shortness): Zbyt niska temperatura końcowa (poniżej 950°C) aktywuje negatywny wpływ wtrąceń siarki. Może dojść do wydzielania się niskotopliwych eutektyków na granicach ziarn, co skutkuje pękaniem materiału pod wpływem naprężeń ścinających. • Chłodzenie: Po zakończeniu procesu deformacji na gorąco zaleca się kontrolowane, spokojne chłodzenie w powietrzu lub w piasku w celu uniknięcia naprężeń hartowniczych.

1. Obróbka plastyczna na zimno (Gięcie, tłoczenie, spęczanie)

W temperaturze otoczenia stal 35S20 wykazuje bardzo ograniczoną (niską) podatność na obróbkę plastyczną. Wynika to bezpośrednio z mechanizmu, który czyni ją doskonałą stalą automatową. • Wpływ mikrostruktury: Obecność siarki w przedziale 0,15–0,25% prowadzi do powstawania licznych wtrąceń siarczków manganu (MnS). Wtrącenia te działają jak wewnętrzne karby geometryczne. O ile ułatwiają one łamanie wióra podczas skrawania, o tyle drastycznie obniżają ciągliwość poprzeczną i plastyczność stali. • Ograniczenia technologiczne: Procesy takie jak głębokie tłoczenie, gięcie pod ostrymi kątami czy znaczne spęczanie na zimno są niewskazane. Próby ich wdrożenia prowadzą do natychmiastowego rozwarstwiania struktury, pęknięć powierzchniowych oraz przedwczesnego złomu wprowadzany do procesu. • Dopuszczalne operacje: Stal ta toleruje wyłącznie lekkie operacje kalibrujące na zimno (np. ciągnienie prętów w celu uzyskania wysokiej dokładności wymiarowo-kształtowej i chropowatości powierzchni w klasie IT9/IT11).

Wyżarzanie normalizujące i zmiękczające (Przygotowanie materiału) Zanim stal trafi na tokarki lub frezarki, poddaje się ją wyżarzaniu. Ma to na celu ujednorodnienie struktury wewnętrznej po procesach hutniczych lub odlewniczych. • Normalizowanie: Stal nagrzewa się do temperatury 850–880°C, a następnie pozwala jej się swobodnie i powoli ostygnąć na spokojnym powietrzu. Proces ten usuwa naprężenia wewnętrzne i porządkuje strukturę krystaliczną. • Wyżarzanie zmiękczające: Jeśli detal ma mieć bardzo skomplikowany kształt i zależy nam na maksymalnym oszczędzaniu narzędzi skrawających, stal wygrzewa się w temperaturze 650–700°C (najczęściej ok. 680°C). Kluczowe jest tutaj niezwykle powolne chłodzenie razem z wyłączonym piecem. Dzięki temu materiał staje się maksymalnie plastyczny i miękki. Ulepszanie cieplne (Proces główny) To najważniejszy etap obróbki dla gotowych elementów maszyn, śrub czy wałków, które muszą znosić duże obciążenia. Składa się z dwóch nierozerwalnych kroków: hartowania oraz wysokiego odpuszczania.

1. Hartowanie: Elementy nagrzewa się równomiernie do temperatury 840–890°C. Po odpowiednim czasie wygrzania następuje gwałtowne schłodzenie. W przypadku stali 35S20 jako ośrodek chłodzący stosuje się wodę (dla prostych i grubych detali) lub olej hartowniczy/polimery (dla skomplikowanych kształtów). Olej chłodzi nieco łagodniej, co drastycznie zmniejsza ryzyko pokrzywienia lub pęknięcia materiału. Po tym kroku stal staje się twarda, ale jednocześnie bardzo krucha i podatna na pęknięcia jak szkło.
2. Odpuszczanie: Aby zlikwidować tę kruchość, zahartowany detal musi natychmiast trafić do pieca odpuszczającego. Nagrzewa się go do wysokiej temperatury w przedziale 540–680°C, a następnie studzi na powietrzu. Ten krok "odbiera" stali nadmierną kruchość, zamieniając ją na znakomitą ciągliwość, elastyczność i wysoką wytrzymaść na rozciąganie.

Hartowanie powierzchniowe (indukcyjne) Gatunek 35S20 posiada około 0,35% węgla, co otwiera przed nim jeszcze jedną możliwość – hartowanie powierzchniowe (np. prądami wysokiej częstotliwości). Pozwala to na utwardzenie wyłącznie zewnętrznej warstwy elementu (tzw. "skórki") na głębokość od jednego do kilku milimetrów. Rdzeń detalu pozostaje miękki i elastyczny, dzięki czemu cała część świetnie znosi uderzenia, a jej powierzchnia jest wyjątkowo odporna na ścieranie (idealne rozwiązanie dla kół zębatych czy osi). Kucie i praca na gorąco Jeżeli materiał ma być wstępnie uformowany metodą kucia, cały proces plastyczny powinien zamknąć się w przedziale od 1230°C (początek kucia) do minimum 950°C (koniec kucia). Zbyt niska temperatura podczas kucia mogłaby doprowadzić do powstania mikropęknięć w strukturze stali.

35S20 nie jest typową stalą do nawęglania. Zawartość węgla około 0,35% jest wyższa niż w klasycznych stalach nawęglanych, a gatunek został opracowany przede wszystkim z myślą o skrawalności i możliwości bezpośredniego hartowania.

Jeśli wymagany jest twardy, odporny na zużycie naskórek oraz ciągliwy rdzeń, należy rozważyć stal przeznaczoną do nawęglania, np. 16MnCr5.

Azotowanie nie jest typowym zastosowaniem 35S20. Jeśli kluczowa jest twarda warstwa azotowana i zachowanie właściwości rdzenia, lepiej rozważyć stal przeznaczoną do azotowania, np. 31CrMoV9.

Stal 35S20 nie jest stalą nierdzewną. W środowisku wilgotnym lub agresywnym może wymagać zabezpieczenia, np. olejowania, malowania albo powłoki ochronnej.