Stal automatowa 38SMn28
38SMn28 – 1.0760 to niskostopowa stal automatowa do bezpośredniego hartowania i odpuszczania, charakteryzująca się podwyższoną zawartością manganu oraz bardzo wysoką zawartością siarki. W porównaniu z 36SMn14 ma nieco więcej węgla i znacznie więcej siarki: 36SMn14: C 0,32–0,39%, S 0,10–0,18% 38SMn28: C 0,35–0,40%, S 0,24–0,33% Dzięki zawartości siarki 38SMn28 zapewnia bardzo dobrą skrawalność i jest przeznaczona przede wszystkim do produkcji seryjnej elementów obrabianych na automatach tokarskich. Jednocześnie wyższa zawartość siarki powoduje ograniczenie spawalności oraz właściwości plastycznych i udarnościowych. Nie należy mylić jej z 38SMnPb28 – 1.0761, która zawiera dodatkowo 0,15–0,35% Pb.
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. | 1.0760 |
| ENOznaczenie normy europejskiej, budowane ze składu chemicznego. | 38SMn28 |
| DINStarsze oznaczenie niemieckie, wciąż spotykane w dokumentacji. | 38SMn28 |
| PNOznaczenie polskie — to zwykle jest na rysunku i w rozmowie na hali. | 38SMn28 |
| AISIOznaczenie amerykańskie, częste w katalogach narzędzi i literaturze. | 1141 |
| UNSUjednolicony numer amerykański (ASTM/SAE), np. S30400 dla stali 304 — spotykany w normach ASTM i atestach hutniczych. | G11410 |
| Nazwa handlowaJak materiał nazywa się w praktyce warsztatowej i w sklepie. | 38SMn28 |
Właściwości
| Właściwość | Symbol | Wartość | Źródło |
|---|---|---|---|
| Gęstość | ρ | 7900 kg/m³ | EN 10277:2018 |
| Moduł Younga | E | 210 GPa | EN 10277:2018 |
| Liczba Poissona | ν | 0,3 | EN 10277:2018 |
| Twardość Brinella | HB | 163–216 HB | EN 10277:2018 |
| Rozszerzalność cieplna | α | 11–13 10⁻⁶/K | EN 10277:2018 |
| Przewodność cieplna | λ | 42–50 W/(m·K) | EN 10277:2018 |
| Ciepło właściwe | c | 460 J/(kg·K) | EN 10277:2018 |
| Temperatura topnienia | Tm | 1380–1514 °C | EN 10277:2018 |
| Maksymalna temperatura pracy | Tmax | 300 °C | EN 10277:2018 |
| Rezystywność | ϱ | 0,14–0,17 µΩ·m | EN 10277:2018 |
Granica plastyczności zależy od grubości wyrobu:
| Grubość | Wartość | Źródło |
|---|---|---|
| 5–10 mm | 550 MPa | Stan ciągniony (+C) |
| 10–16 mm | 500 MPa | Stan ciągniony (+C) |
| 16–40 mm | 420 MPa | Stan ciągniony (+C) |
| 40–63 mm | 400 MPa | Stan ciągniony (+C) |
| 63–100 mm | 350 MPa | Stan ciągniony (+C) |
| 5–10 mm | 700–960 MPa | Stan ciągniony (+C) |
Wytrzymałość na rozciąganie zależy od grubości wyrobu:
| Grubość | Wartość | Źródło |
|---|---|---|
| 10–16 mm | 660–930 MPa | Stan ciągniony (+C) |
| 16–40 mm | 610–900 MPa | Stan ciągniony (+C) |
| 40–63 mm | 600–840 MPa | Stan ciągniony (+C) |
| 63–100 mm | 580–820 MPa | Stan ciągniony (+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
- 0,35–0,40 %
- Si
- maks. 0,40 %
- Mn
- 1,20–1,50 %
- P
- maks. 0,06 %
- S
- 0,24–0,33 %
- Fe
- 97,30–98,20 %
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. | 900–1100 °C | powietrze | — |
| KucieZakres temperatur kucia — zwykle najszerszy z wszystkich. Kucie poniżej dolnej granicy rozrywa materiał, powyżej górnej przepala go. | 900–1100 °C | — | — |
| NormalizowaniePo kuciu albo walcowaniu: rozdrabnia ziarno, które obróbka na gorąco pozostawiła, i ujednolica strukturę przed hartowaniem. | 840–870 °C | — | — |
| Wyżarzanie zmiękczająceStan dostawy i stan, w którym stal się obrabia. Twardość podana jako górna granica. | 680–720 °C | bardzo powolne chłodzenie wraz z piecem | — |
| Wyżarzanie odprężającePo obróbce zgrubnej, przed wykańczającą — zdejmuje naprężenia, które inaczej wyjdą przy hartowaniu. | 250–300 °C | Chłodzenie w piecu / powietrzu | — |
| HartowanieTemperatura austenityzowania i ośrodek chłodzący. | 850–880 °C | olej lub woda | 52–56 HRC |
| Odpuszczanie niskieOkoło 150–250 °C. Zdejmuje naprężenia hartownicze i kruchość, zostawiając twardość prawie nietkniętą — stan narzędzi skrawających. | 150–250 °C | Powietrze | 48–54 HRC |
| Odpuszczanie wysokieOkoło 500–650 °C. Oddaje twardość za udarność — ulepszanie cieplne części maszyn, nie narzędzi skrawających. | — | Powietrze | 20–32 HRC |
| Twardość roboczaTwardość gotowego narzędzia — to ona decyduje, jak długo trzyma krawędź. | — | — | 20–54 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, trzpienie, sworznie, tuleje, pierścienie, kołki, elementy dystansowe, elementy mocujące, drobne części maszyn, detale wykonywane seryjnie na automatach tokarskich
Elementy ulepszane cieplnie
wałki o umiarkowanym obciążeniu, trzpienie, sworznie, elementy mechanizmów, części wymagające połączenia dobrej skrawalności i możliwości hartowania
Spawalność
Spawalność jest niekorzystna.
Wysoka zawartość siarki oraz stosunkowo wysoka zawartość fosforu powodują, że stale automatowe do bezpośredniego hartowania, w tym 38SMn28, nie są zalecane do spawania.
Jeżeli konieczne jest wykonanie połączenia spawanego, należy opracować i zweryfikować odpowiednią technologię dla konkretnego zastosowania.
Obróbka skrawaniem
Jest to podstawowa zaleta 38SMn28.
Wysoka zawartość siarki:
ułatwia łamanie wióra, ogranicza powstawanie długich wiórów, poprawia automatyzację procesu, umożliwia wydajną produkcję seryjną.
Producent Trafileria Mauri określa 38SMn28 jako stal o dobrej skrawalności, przy czym skrawalność zmniejsza się wraz ze wzrostem zawartości C, Si i Mn.
Obróbka plastyczna
38SMn28 może być obrabiana plastycznie na gorąco, jednak ze względu na wysoką zawartość siarki należy zachować ostrożność.
Orientacyjny zakres kucia:
950–1200°C
Dokładną temperaturę początku i końca kucia należy dobrać do rodzaju operacji, przekroju i technologii producenta.
Obróbka cieplna
38SMn28 jest stalą do bezpośredniego hartowania i odpuszczania. 38SMn28 może być stosowana do hartowania powierzchniowego.
Zawartość węgla 0,35–0,40% umożliwia uzyskanie podwyższonej twardości warstwy zahartowanej, natomiast mangan zwiększa hartowność.
Przy hartowaniu indukcyjnym należy odpowiednio dobrać:
częstotliwość, moc, czas nagrzewania, temperaturę austenityzowania, głębokość warstwy, medium chłodzące.
W przypadku elementów wysoko obciążonych należy jednak uwzględnić wpływ dużej ilości wtrąceń siarczkowych na właściwości zmęczeniowe.
Nawęglanie
38SMn28 nie jest typową stalą do nawęglania.
Zawartość węgla 0,35–0,40% jest stosunkowo wysoka, a gatunek został opracowany jako stal do bezpośredniego hartowania i odpuszczania.
Jeżeli wymagany jest twardy naskórek przy zachowaniu bardzo ciągliwego rdzenia, lepiej zastosować stal przeznaczoną do nawęglania, np. 16MnCr5 – 1.7131.
Azotowanie
Azotowanie nie jest podstawowym zastosowaniem 38SMn28.
Stal nie zawiera specjalnie dobranych dodatków azotkotwórczych, które są typowe dla stali przeznaczonych do azotowania.
Do elementów projektowanych specjalnie pod azotowanie korzystniejsze będą gatunki takie jak 31CrMoV9.
Odporność na korozję
38SMn28 nie jest stalą nierdzewną i nie posiada podwyższonej odporności na korozję.
W środowisku wilgotnym wymaga zabezpieczenia, np.:
olejowania, malowania, cynkowania, powłok ochronnych.