Stal automatowa 44SMn28 1.0762
44SMn28 to wysokowęglowa stal automatowa, przeznaczona do produkcji elementów maszyn metodą wydajnej obróbki skrawaniem. Jest stalą do bezpośredniego hartowania i odpuszczania, a jej główne cechy to wysoka zawartość siarki, podwyższona zawartość manganu oraz węgiel na poziomie około 0,44%. Wysoka zawartość siarki poprawia łamliwość wióra, natomiast węgiel umożliwia uzyskanie wysokiej wytrzymałości i twardości po odpowiedniej obróbce cieplnej. Gatunek nie zawiera celowo dodawanego ołowiu w składzie określonym dla podstawowej odmiany. W porównaniu z 38SMn28 (1.0760) stal 44SMn28 ma więcej węgla i manganu, co sprzyja uzyskaniu większej wytrzymałości po obróbce cieplnej. W porównaniu z 44SMnPb28 (1.0763) nie zawiera określonego dodatku Pb poprawiającego skrawalność.
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. | 1.0762 |
| ENOznaczenie normy europejskiej, budowane ze składu chemicznego. | 44SMn28 |
| DINStarsze oznaczenie niemieckie, wciąż spotykane w dokumentacji. | 44SMn28 |
| PNOznaczenie polskie — to zwykle jest na rysunku i w rozmowie na hali. | 44SMn28 |
| AISIOznaczenie amerykańskie, częste w katalogach narzędzi i literaturze. | 1144 |
| UNSUjednolicony numer amerykański (ASTM/SAE), np. S30400 dla stali 304 — spotykany w normach ASTM i atestach hutniczych. | G11440 |
| Nazwa handlowaJak materiał nazywa się w praktyce warsztatowej i w sklepie. | 44SMn28 |
Właściwości
| Właściwość | Symbol | Wartość | Źródło |
|---|---|---|---|
| Gęstość | ρ | 7850 kg/m³ | EN 10277:2018 |
| Moduł Younga | E | 210 GPa | EN 10277:2018 |
| Liczba Poissona | ν | 0,3 | EN 10277:2018 |
| Twardość Brinella | HB | 180–245 HB | EN 10277:2018 |
| Rozszerzalność cieplna | α | 11,5 10⁻⁶/K | EN 10277:2018 |
| Przewodność cieplna | λ | 45–50 W/(m·K) | EN 10277:2018 |
| Ciepło właściwe | c | 443 J/(kg·K) | EN 10277:2018 |
| Temperatura topnienia | Tm | 1420–1480 °C | EN 10277:2018 |
| Maksymalna temperatura pracy | Tmax | 300 °C | EN 10277:2018 |
| Rezystywność | ϱ | 0,22 µΩ·m | EN 10277:2018 |
Granica plastyczności zależy od grubości wyrobu:
| Stan | Grubość | Wartość | Źródło |
|---|---|---|---|
| Stan ciągniony (+C) | 5–10 mm | 600 MPa | EN 10277:2018 |
| Stan ciągniony (+C) | 10–16 mm | 530 MPa | EN 10277:2018 |
| Stan ciągniony (+C) | 16–40 mm | 460 MPa | EN 10277:2018 |
| Stan ciągniony (+C) | 40–63 mm | 430 MPa | EN 10277:2018 |
| Stan ciągniony (+C) | 63–100 mm | 390 MPa | EN 10277:2018 |
| Stan ulepszony cieplnie (+QT) | 0–10 mm | 520 MPa | EN 10277:2018 |
| Stan ulepszony cieplnie (+QT) | 10–16 mm | 480 MPa | EN 10277:2018 |
| Stan ulepszony cieplnie (+QT) | 16–40 mm | 420 MPa | EN 10277:2018 |
| Stan ulepszony cieplnie (+QT) | 40–63 mm | 410 MPa | EN 10277:2018 |
| Stan ulepszony cieplnie (+QT) | 63–100 mm | 400 MPa | EN 10277:2018 |
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
- 0,40–0,48 %
- Si
- maks. 0,40 %
- Mn
- 1,30–1,70 %
- P
- maks. 0,06 %
- S
- 0,24–0,33 %
- Fe
- 97,03–98,06 %
- X
- maks. 1,00 %
- Q
- maks. 1,00 %
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. | 950–1230 °C | Chłodzenie po procesie | — |
| KucieZakres temperatur kucia — zwykle najszerszy z wszystkich. Kucie poniżej dolnej granicy rozrywa materiał, powyżej górnej przepala go. | 950–1230 °C | powietrze | — |
| NormalizowaniePo kuciu albo walcowaniu: rozdrabnia ziarno, które obróbka na gorąco pozostawiła, i ujednolica strukturę przed hartowaniem. | 860–890 °C | Powietrze | — |
| Wyżarzanie zmiękczająceStan dostawy i stan, w którym stal się obrabia. Twardość podana jako górna granica. | 650–700 °C | Powietrze | — |
| Wyżarzanie odprężającePo obróbce zgrubnej, przed wykańczającą — zdejmuje naprężenia, które inaczej wyjdą przy hartowaniu. | 550–620 °C | Powietrze | — |
| HartowanieTemperatura austenityzowania i ośrodek chłodzący. | 840–870 °C | Olej lub woda | 54–57 HRC |
| Odpuszczanie niskieOkoło 150–250 °C. Zdejmuje naprężenia hartownicze i kruchość, zostawiając twardość prawie nietkniętą — stan narzędzi skrawających. | 150–250 °C | Powietrze | 52–55 HRC |
| Odpuszczanie wysokieOkoło 500–650 °C. Oddaje twardość za udarność — ulepszanie cieplne części maszyn, nie narzędzi skrawających. | 540–680 °C | Powietrze | 22–32 HRC |
| Twardość roboczaTwardość gotowego narzędzia — to ona decyduje, jak długo trzyma krawędź. | — | — | 22–57 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 maszyn
wałki i osie, sworznie i trzpienie, tuleje i pierścienie, elementy mechanizmów, części wykonywane z prętów na automatach tokarskich
Przemysł motoryzacyjny
elementy mocujące, części mechanizmów, elementy produkowane wielkoseryjnie, komponenty obrabiane na tokarkach automatycznych.
Produkcja seryjna
części wymagające dobrej łamliwości wióra, elementy, w których istotne są wydajność skrawania i powtarzalność produkcji, detale, których właściwości można uzyskać przez hartowanie i odpuszczanie. Dobór gatunku powinien uwzględniać obciążenia udarowe i zmęczeniowe — bardzo dobra skrawalność nie oznacza automatycznie wysokiej odporności na każde obciążenie.
Spawalność
Spawalność: niezalecana do typowych zastosowań konstrukcyjnych.
Wysoka zawartość siarki i podwyższona zawartość węgla zwiększają ryzyko problemów podczas spawania. Producent wskazuje, że stale automatowe do bezpośredniego hartowania nie są zalecane do spawania ze względu na wysoką zawartość siarki i fosforu.
Jeżeli konstrukcja wymaga spawania, lepiej wybrać stal przeznaczoną do tego celu.
Obróbka skrawaniem
Bardzo dobra.
Główną zaletą 44SMn28 jest wysoka zawartość siarki, która ułatwia tworzenie i łamanie wióra. Gatunek jest przeznaczony do wydajnej obróbki na obrabiarkach, zwłaszcza przy produkcji seryjnej.
Zalety:
dobra łamliwość wióra, możliwość wydajnego toczenia, korzystne warunki pracy przy automatycznej obróbce prętów, wysoka powtarzalność procesu przy właściwym doborze narzędzi.
Obróbka plastyczna
Obróbka plastyczna na gorąco jest możliwa w odpowiednio dobranych warunkach. Ze względu na wysoką zawartość siarki nie jest to jednak optymalny gatunek do intensywnego kształtowania na zimno.
Orientacyjny zakres temperatur kucia podawany w kartach producentów wynosi 950–1230°C. Należy unikać przegrzania i zbyt niskiej temperatury końca kucia.
Obróbka cieplna
Hartowanie i odpuszczanie
44SMn28 jest stalą do bezpośredniego hartowania. Wybór temperatury austenityzowania oraz środka chłodzącego powinien uwzględniać przekrój, kształt elementu i ryzyko pęknięć lub odkształceń.
Odpuszczanie w zakresie 540–680°C pozwala regulować kompromis pomiędzy wytrzymałością a ciągliwością. Konkretne parametry należy potwierdzić próbą technologiczną lub kartą dostawcy dla danego wyrobu.
Hartowanie indukcyjne
Możliwe, ale zastosowanie wymaga weryfikacji dla konkretnego detalu.
Zawartość węgla 0,40–0,48% umożliwia uzyskanie twardej warstwy powierzchniowej. Hartowanie indukcyjne może być rozważane dla wałków, czopów i powierzchni narażonych na zużycie.
Należy jednak uwzględnić wysoką zawartość siarki oraz fakt, że stal automatowa nie musi zapewniać takiej samej odporności zmęczeniowej jak stal specjalnie dobrana do hartowania powierzchniowego. Wymaganą głębokość warstwy, twardość i parametry procesu należy ustalić doświadczalnie.
Nawęglanie
Nie jest typowym zastosowaniem 44SMn28.
Przy zawartości węgla 0,40–0,48% stal nie jest standardowym wyborem do nawęglania, którego celem jest uzyskanie twardej warstwy i ciągliwego, niskowęglowego rdzenia.
Do takich zastosowań lepiej nadają się np.:
16MnCr5, 20MnCr5, 20NiCrMo2-2.
Azotowanie
Nie jest typowym gatunkiem do azotowania.
44SMn28 nie zawiera kontrolowanego zestawu dodatków azotkotwórczych charakterystycznych dla stali przeznaczonych do uzyskiwania specjalnych warstw azotowanych. Do wymagających zastosowań azotowanych lepiej rozważyć np. 31CrMoV9 lub 34CrAlNi7.
Odporność na korozję
Niska.
44SMn28 jest stalą niestopową i nie ma odporności korozyjnej charakterystycznej dla stali nierdzewnych. W środowisku wilgotnym wymaga ochrony, np. przez olejowanie, malowanie, fosforanowanie lub odpowiednią powłokę ochronną.