Stal automatowa 46S20 1.0726
46S20 to stal automatowa siarkowa, przeznaczona przede wszystkim do produkcji elementów obrabianych skrawaniem, szczególnie przez toczenie. W porównaniu ze stalą 44SMnPb28 nie jest stalą ołowiową — jej skrawalność poprawia głównie siarka.
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. | 1.0727 |
| ENOznaczenie normy europejskiej, budowane ze składu chemicznego. | 46S20 |
| DINStarsze oznaczenie niemieckie, wciąż spotykane w dokumentacji. | 45S20 |
| PNOznaczenie polskie — to zwykle jest na rysunku i w rozmowie na hali. | ZST 30-02≈ odpowiednik przybliżony |
| AISIOznaczenie amerykańskie, częste w katalogach narzędzi i literaturze. | 1146 |
| UNSUjednolicony numer amerykański (ASTM/SAE), np. S30400 dla stali 304 — spotykany w normach ASTM i atestach hutniczych. | G11460 |
| Nazwa handlowaJak materiał nazywa się w praktyce warsztatowej i w sklepie. | 46S20 |
≈ Zbliżony gatunek, nie ten sam. Do zamiany w produkcji wymaga sprawdzenia w karcie materiałowej.
Właściwości
| Właściwość | Symbol | Wartość | Źródło |
|---|---|---|---|
| Gęstość | ρ | 7850 kg/m³ | 10087 |
| Moduł Younga | E | 210 GPa | 10087 |
| Liczba Poissona | ν | 0,3 | 10087 |
| Twardość Brinella | HB | 166–225 HB | 10087 |
| Rozszerzalność cieplna | α | 11–12 10⁻⁶/K | 10087 |
| Przewodność cieplna | λ | 32–34,3 W/(m·K) | 10087 |
| Ciepło właściwe | c | 460 J/(kg·K) | 10087 |
| Temperatura topnienia | Tm | 1420–1480 °C | 10087 |
| Maksymalna temperatura pracy | Tmax | 300 °C | 10087 |
| Rezystywność | ϱ | 0,15 µΩ·m | 10087 |
Granica plastyczności zależy od grubości wyrobu:
| Stan | Grubość | Wartość | Źródło |
|---|---|---|---|
| Stan +QT+SH – hartowany i odpuszczany, następnie łuszczony | 16–40 mm | 430 MPa | 10087 |
| Stan +QT+SH – hartowany i odpuszczany, następnie łuszczony | 40–63 mm | 370 MPa | 10087 |
| Stan +QT+SH – hartowany i odpuszczany, następnie łuszczony | 63–100 mm | 370 MPa | 10087 |
| Stan +QT+C – hartowany i odpuszczany, następnie ciągniony na zimno | 5–10 mm | 595 MPa | 10087 |
| Stan +QT+C – hartowany i odpuszczany, następnie ciągniony na zimno | 10–16 mm | 560 MPa | 10087 |
| Stan +QT+C – hartowany i odpuszczany, następnie ciągniony na zimno | 16–40 mm | 490 MPa | 10087 |
| Stan +QT+C – hartowany i odpuszczany, następnie ciągniony na zimno | 40–63 mm | 490 MPa | 10087 |
| Stan +QT+C – hartowany i odpuszczany, następnie ciągniony na zimno | 63–100 mm | 455 MPa | 10087 |
Wytrzymałość na rozciąganie zależy od grubości wyrobu:
| Stan | Grubość | Wartość | Źródło |
|---|---|---|---|
| Stan +SH – walcowany i/lub toczony | 5–10 mm | 590–800 MPa | 10087 |
| Stan +SH – walcowany i/lub toczony | 10–16 mm | 590–780 MPa | 10087 |
| Stan +SH – walcowany i/lub toczony | 16–40 mm | 590–760 MPa | 10087 |
| Stan +SH – walcowany i/lub toczony | 40–63 mm | 580–730 MPa | 10087 |
| Stan +SH – walcowany i/lub toczony | 63–100 mm | 560–710 MPa | 10087 |
| Stan +C – ciągniony na zimno | 5–10 mm | 740–980 MPa | 10087 |
| Stan +C – ciągniony na zimno | 10–16 mm | 690–930 MPa | 10087 |
| Stan +C – ciągniony na zimno | 16–40 mm | 640–880 MPa | 10087 |
| Stan +C – ciągniony na zimno | 40–63 mm | 610–850 MPa | 10087 |
| Stan +C – ciągniony na zimno | 63–100 mm | 580–820 MPa | 10087 |
| Stan +QT+SH – hartowany i odpuszczany, następnie łuszczony | 16–40 mm | 650–800 MPa | 10087 |
| Stan +QT+SH – hartowany i odpuszczany, następnie łuszczony | 40–63 mm | 630–780 MPa | 10087 |
| Stan +QT+SH – hartowany i odpuszczany, następnie łuszczony | 63–100 mm | 630–780 MPa | 10087 |
| Stan +QT+C – hartowany i odpuszczany, następnie ciągniony na zimno | 5–10 mm | 850–1000 MPa | 10087 |
| Stan +QT+C – hartowany i odpuszczany, następnie ciągniony na zimno | 10–16 mm | 800–950 MPa | 10087 |
| Stan +QT+C – hartowany i odpuszczany, następnie ciągniony na zimno | 16–40 mm | 700–850 MPa | 10087 |
| Stan +QT+C – hartowany i odpuszczany, następnie ciągniony na zimno | 40–63 mm | 700–850 MPa | 10087 |
| Stan +QT+C – hartowany i odpuszczany, następnie ciągniony na zimno | 63–100 mm | 650–850 MPa | 10087 |
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
- 0,42–0,50 %
- Mn
- 0,70–1,70 %
- S
- 0,15–0,25 %
- Si
- maks. 0,40 %
- P
- maks. 0,04 %
- Fe
- 97,69–98,73 %
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 | 207–234 HB |
| KucieZakres temperatur kucia — zwykle najszerszy z wszystkich. Kucie poniżej dolnej granicy rozrywa materiał, powyżej górnej przepala go. | 950–1200 °C | Powietrze | — |
| NormalizowaniePo kuciu albo walcowaniu: rozdrabnia ziarno, które obróbka na gorąco pozostawiła, i ujednolica strukturę przed hartowaniem. | 850–880 °C | 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. | 540–680 °C | Chłodzenie: Powolne, wraz z piecem | —czas od 1 do 2 godzin |
| HartowanieTemperatura austenityzowania i ośrodek chłodzący. | 840–870 °C | Woda lub olej | 55–60 HRC |
| Odpuszczanie niskieOkoło 150–250 °C. Zdejmuje naprężenia hartownicze i kruchość, zostawiając twardość prawie nietkniętą — stan narzędzi skrawających. | 150–250 °C | powietrze | 50–58 HRC |
| Odpuszczanie wysokieOkoło 500–650 °C. Oddaje twardość za udarność — ulepszanie cieplne części maszyn, nie narzędzi skrawających. | 540–680 °C | powietrze | 20–40 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
śruby i nakrętki, sworznie i trzpienie, wałki i osie, tuleje, małe elementy mechanizmów, części wykonywane z prętów
Przemysł motoryzacyjny
seryjnie produkowane elementy mocujące, drobne części mechaniczne, komponenty wykonywane na automatach tokarskich
Produkcja wielkoseryjna
detale o powtarzalnej geometrii, elementy wymagające dobrej łamliwości wióra, części, dla których ważne są krótki czas obróbki i powtarzalność procesu
Spawalność
Spawalność: słaba; spawanie nie jest zalecanym zastosowaniem.
Podwyższona zawartość węgla i siarki zwiększa ryzyko pękania oraz utrudnia uzyskanie niezawodnej spoiny. Stal nie jest dobrym wyborem do konstrukcji spawanych.
Jeżeli element ma być spawany, należy rozważyć gatunek o niższej zawartości siarki i odpowiedniej spawalności.
Obróbka skrawaniem
Siarka poprawia łamliwość wióra i pozwala zwiększać wydajność obróbki. 46S20 jest przeznaczona do pracy na automatach tokarskich i w produkcji seryjnej.
Zalety:
dobra łamliwość wióra,
korzystne warunki toczenia,
wysoka wydajność produkcji,
możliwość uzyskania powtarzalnych rezultatów przy właściwym doborze parametrów.
W porównaniu z odmianą 46SPb20 stal 46S20 nie zawiera wymaganego dodatku ołowiu, dlatego zachowanie podczas skrawania nie musi być identyczne.
Obróbka plastyczna
Obróbka plastyczna na gorąco jest możliwa w odpowiednich warunkach. Ze względu na podwyższoną zawartość siarki stal nie jest optymalna do intensywnego kształtowania na zimno.
Obróbka cieplna
46S20 jest stalą automatową do bezpośredniego hartowania i odpuszczania. Hartowanie indukcyjne
Możliwe, ale zależne od zastosowania.
Zawartość węgla 0,42–0,50% pozwala uzyskać twardą warstwę powierzchniową. Hartowanie indukcyjne można rozważyć dla wałków, czopów i powierzchni narażonych na zużycie.
Wysoka zawartość siarki może jednak ograniczać przydatność materiału do elementów o bardzo wysokich wymaganiach zmęczeniowych. Głębokość warstwy i twardość należy potwierdzić próbami technologicznymi.
Nawęglanie
Przy zawartości węgla 0,42–0,50% 46S20 nie jest klasycznym wyborem do nawęglania, które służy do uzyskania twardej warstwy przy zachowaniu bardziej ciągliwego rdzenia.
Do takich zastosowań lepiej nadają się:
16MnCr5,
20MnCr5,
20NiCrMo2-2.
Azotowanie
Nie jest typową stalą do specjalistycznego azotowania.
46S20 nie zawiera kontrolowanego zestawu dodatków stopowych charakterystycznych dla stali azotujących. Do wymagających zastosowań warto rozważyć np. 31CrMoV9 lub 34CrAlNi7.
Odporność na korozję
Niska.
46S20 jest stalą niestopową i nie ma odporności korozyjnej charakterystycznej dla stali nierdzewnych. W środowisku wilgotnym wymaga zabezpieczenia, np. olejowania, malowania, fosforanowania lub odpowiedniej powłoki.
Przydatne tablice
Gwinty metryczne
Skok, średnica otworu pod gwint, otwór przelotowy i klucz dla gwintów M1–M64, zwykłych i drobnozwojnych.
Przelicznik twardości
Przeliczenie HRC, HV, HB i HRB oraz orientacyjna wytrzymałość Rm dla stali niestopowych i niskostopowych.
Prędkości skrawania Vc
Zalecane Vc dla materiału i narzędzia, osobno dla toczenia, frezowania i wiercenia. Każda komórka liczy obroty.