Stal automatowa 35SPb20 1.0756
35SPb20 to niskostopowa stal automatowa do ulepszania cieplnego, zawierająca podwyższoną zawartość siarki oraz dodatek ołowiu. Połączenie siarki i ołowiu zapewnia bardzo dobrą skrawalność, dobre łamanie wióra oraz możliwość wydajnej obróbki na automatach tokarskich. W porównaniu z 35S20 – 1.0726 ma praktycznie taki sam podstawowy skład chemiczny, ale zawiera dodatkowo 0,15–0,35% Pb. Dzięki temu jest jeszcze korzystniejsza pod względem obróbki skrawaniem. Jednocześnie dodatek ołowiu oraz wysoka zawartość siarki ograniczają zastosowanie materiału w elementach wymagających wysokiej udarności, ciągliwości poprzecznej lub dobrej spawalności. 35SPb20 należy do stali automatowych do bezpośredniego hartowania i odpuszczania, a nie do typowych stali nawęglanych.
Oznaczenia
Ten sam materiał 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 gatunki opisują huty i dostawcy w Europie. | 1.0756 |
Właściwości
| Właściwość | Symbol | Wartość | Źródło |
|---|---|---|---|
| Gęstość | ρ | 7860 kg/m³ | EN ISO 683-4 |
| Moduł Younga | E | 210 GPa | EN ISO 683-4 |
| Liczba Poissona | ν | 0,3 | EN ISO 683-4 |
| Twardość Brinella | HB | 149–271 HB | EN ISO 683-4 |
| Rozszerzalność cieplna | α | 11,7 10⁻⁶/K | EN ISO 683-4 |
| Przewodność cieplna | λ | 42–46 W/(m·K) | EN ISO 683-4 |
| Ciepło właściwe | c | 460 J/(kg·K) | EN ISO 683-4 |
| Temperatura topnienia | Tm | 1420–1520 °C | EN ISO 683-4 |
| Maksymalna temperatura pracy | Tmax | 100 °C | EN ISO 683-4 |
| Rezystywność | ϱ | 0,18 µΩ·m | EN ISO 683-4 |
Granica plastyczności zależy od grubości wyrobu:
| Grubość | Wartość | Źródło |
|---|---|---|
| 5–10 mm | 600 MPa | +QT+C |
| 10–16 mm | 580 MPa | +QT+C |
| 16–40 mm | 550 MPa | +QT+C |
| 40–100 mm | 530 MPa | +QT+C |
Wytrzymałość na rozciąganie zależy od grubości wyrobu:
| Grubość | Wartość | Źródło |
|---|---|---|
| 0–16 mm | 580–880 MPa | Stan ciągniony na zimno (+C) |
| 16–40 mm | 560–800 MPa | Stan ciągniony na zimno (+C) |
| 40–63 mm | 530–760 MPa | Stan ciągniony na zimno (+C) |
| 63–100 mm | 510–680 MPa | Stan ciągniony na zimno (+C) |
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
- 0,32–0,39 %
- Si
- maks. 0,40 %
- Mn
- 0,70–1,10 %
- P
- maks. 0,06 %
- S
- 0,15–0,25 %
- Pb
- 0,15–0,35 %
- Fe
- 97,45–98,68 %
Obróbka cieplna
Temperatury podane w stopniach Celsjusza. Ośrodek chłodzący i twardość po zabiegu tak, jak podaje karta materiałowa. Ten sam zabieg może wystąpić kilka razy — np. hartowanie w wodzie i w oleju dają różną twardość.
| Zabieg | Temperatura | Ośrodek | Twardość |
|---|---|---|---|
| WalcowanieZakres temperatur walcowania na gorąco. Poniżej dolnej granicy stal przestaje płynąć i zaczyna pękać. | 850–1050 °C | Powietrze / chłodzenie kontrolowane | — |
| KucieZakres temperatur kucia — zwykle najszerszy z wszystkich. Kucie poniżej dolnej granicy rozrywa materiał, powyżej górnej przepala go. | 850–1050 °C | Powietrze / chłodzenie kontrolowane | — |
| NormalizowaniePo kuciu albo walcowaniu: rozdrabnia ziarno, które obróbka na gorąco pozostawiła, i ujednolica strukturę przed hartowaniem. | — | Powietrze | — |
| Wyżarzanie zmiękczająceStan dostawy i stan, w którym stal się obrabia. Twardość podana jako górna granica. | 650–700 °C | Powolne chłodzenie w piecu | — |
| Wyżarzanie odprężającePo obróbce zgrubnej, przed wykańczającą — zdejmuje naprężenia, które inaczej wyjdą przy hartowaniu. | 550–650 °C | Zależny od procesu | — |
| HartowanieTemperatura austenityzowania i ośrodek chłodzący. | 860–890 °C | woda lub olej | 45–52 HRC |
| Odpuszczanie niskieOkoło 150–250 °C. Zdejmuje naprężenia hartownicze i kruchość, zostawiając twardość prawie nietkniętą — stan narzędzi skrawających. | 150–250 °C | Powietrze | 40–50 HRC |
| Odpuszczanie wysokieOkoło 500–650 °C. Oddaje twardość za udarność — ulepszanie cieplne części maszyn, nie narzędzi skrawających. | 540–680 °C | Powietrze lub chłodzenie w piecu | — |
| Twardość roboczaTwardość gotowego narzędzia — to ona decyduje, jak długo trzyma krawędź. | — | — | 20–30 HRC |
Wartości nominalne z podanych norm. Do obliczeń wytrzymałościowych używaj atestu materiałowego od dostawcy.
Kalkulatory dla tego materiału
Gęstość tego materiału zostanie wczytana automatycznie po przejściu do kalkulatora.
Zastosowania
Elementy automatowe
Wałki, sworznie, trzpienie, tuleje, pierścienie, kołki, Elementy dystansowe, Drobne elementy mocujące, Detale wykonywane seryjnie na automatach tokarskich
Elementy ulepszane cieplnie
Sworznie o podwyższonej wytrzymałości, trzpienie, Elementy mechanizmów, Części maszyn wymagające połączenia dobrej skrawalności z umiarkowanie wysoką wytrzymałością
Spawalność
Spawalność jest niekorzystna.
Wysoka zawartość siarki oraz obecność ołowiu powodują, że 35SPb20 nie jest dobrym materiałem do wykonywania konstrukcji spawanych.
Jeżeli spawanie jest wymagane, należy przeprowadzić odpowiednią kwalifikację technologii i sprawdzić wymagania dotyczące jakości złącza.
W praktyce do konstrukcji spawanych zdecydowanie lepiej stosować stale konstrukcyjne przeznaczone do spawania.
Obróbka skrawaniem
Jest to najważniejsza zaleta 35SPb20.
Dodatek:
S 0,15–0,25% Pb 0,15–0,35%
znacznie poprawia skrawalność.
Materiał:
łatwo tworzy krótkie wióry, ogranicza tendencję do tworzenia długich wiórów, dobrze nadaje się do automatyzacji produkcji, umożliwia stosowanie wysokich wydajności skrawania, szczególnie dobrze sprawdza się przy toczeniu seryjnym.
W porównaniu z 35S20 – 1.0726 dodatek ołowiu daje jeszcze korzystniejsze warunki obróbki skrawaniem.
Obróbka plastyczna
Ze względu na wysoką zawartość siarki i obecność ołowiu należy zachować większą ostrożność podczas obróbki plastycznej niż w przypadku klasycznych stali konstrukcyjnych.
Do kucia na gorąco można stosować zakres około:
950–1200°C
Parametry należy dobrać do wymiaru i geometrii elementu. Szczególnie istotne jest unikanie niekorzystnych warunków obróbki prowadzących do wad powierzchniowych i wewnętrznych.
Obróbka cieplna
35SPb20 jest stalą przeznaczoną do bezpośredniego hartowania i odpuszczania.
Według EN 10087 temperatura hartowania wynosi orientacyjnie:
Operacja Temperatura Medium Hartowanie 860–890°C woda lub olej Odpuszczanie 540–680°C powietrze po odpuszczaniu
Norma podaje te temperatury jako wartości orientacyjne. Czas austenityzowania przyjęty jako wskazówka wynosi minimum około 0,5 h, a czas odpuszczania minimum około 1 h. Rzeczywiste parametry należy dobrać do przekroju i wymaganych właściwości.
Normalizowanie
Normalizowanie może być stosowane w celu uzyskania odpowiedniej struktury przed dalszą obróbką, jednak 35SPb20 jest przede wszystkim stalą automatową do bezpośredniego ulepszania cieplnego.
- Hartowanie indukcyjne
35SPb20 nie jest typową stalą specjalnie przeznaczoną do hartowania indukcyjnego.
Ze względu na zawartość około 0,32–0,39% C może osiągać podwyższoną twardość po szybkim nagrzaniu i zahartowaniu powierzchni, jednak skuteczność procesu będzie zależała od geometrii, częstotliwości, głębokości nagrzewania i warunków chłodzenia.
Przy wymaganiu wysokiej trwałości zmęczeniowej należy pamiętać o niekorzystnym wpływie wtrąceń siarczkowych i ołowiu.
Nawęglanie
35SPb20 nie jest typową stalą nawęglaną.
Zawartość węgla wynosząca 0,32–0,39% jest znacznie wyższa niż w klasycznych stalach przeznaczonych do nawęglania, takich jak 16MnCr5.
Jeżeli wymagany jest:
twardy naskórek + ciągliwy, odporny na obciążenia rdzeń
lepszym wyborem będzie stal przeznaczona do nawęglania.
Azotowanie
Azotowanie nie jest podstawowym zastosowaniem 35SPb20.
Jeżeli projekt wymaga wysokiej twardości warstwy azotowanej, lepszym wyborem będzie stal stopowa zawierająca pierwiastki tworzące trwałe azotki, np. 31CrMoV9.
Odporność na korozję
35SPb20 jest zwykłą stalą węglową i nie wykazuje odporności nierdzewnej.
W warunkach wilgotnych wymaga odpowiedniego zabezpieczenia, np.:
olejowania, malowania, cynkowania, powłok ochronnych, innych metod zabezpieczenia powierzchni.