Stal węglowa C60 1.0601
C60 (1.0601) to niestopowa stal konstrukcyjna o wysokiej zawartości węgla, przeznaczona do wykonywania elementów wymagających wysokiej wytrzymałości, twardości i odporności na zużycie. Zawartość węgla na poziomie około 0,57–0,65% pozwala na uzyskanie wysokiej twardości po hartowaniu i odpowiednim odpuszczaniu. C60 jest materiałem szczególnie dobrze nadającym się do obróbki cieplnej. W zależności od zastosowanego procesu można uzyskać zarówno stosunkowo wysoką wytrzymałość i twardość, jak i korzystną kombinację twardości oraz odporności na obciążenia dynamiczne. Ze względu na ograniczoną hartowność stali niestopowych wysoką twardość najłatwiej uzyskać w warstwach znajdujących się bliżej powierzchni elementu, szczególnie w przypadku większych przekrojów. W stanie zmiękczonym C60 może być obrabiana mechanicznie, jednak jej skrawalność jest gorsza niż w przypadku C35 czy C45. Po zahartowaniu materiał staje się bardzo twardy i jego konwencjonalna obróbka skrawaniem jest znacznie utrudniona. Wysoka zawartość węgla powoduje jednocześnie słabą spawalność oraz ograniczoną plastyczność. C60 nie jest więc odpowiednim materiałem do konstrukcji wymagających intensywnego spawania lub dużych odkształceń plastycznych. Stal znajduje zastosowanie między innymi do wykonywania wałków, osi, sworzni, kół, rolek, elementów maszyn, części odpornych na ścieranie oraz elementów poddawanych hartowaniu i odpuszczaniu.
Oznaczenia
Ta sama stal 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 stal opisują huty i dostawcy w Europie. | 1.0601 |
| ENOznaczenie normy europejskiej, budowane ze składu chemicznego. | C60 |
| DINStarsze oznaczenie niemieckie, wciąż spotykane w dokumentacji. | C60 |
| PNOznaczenie polskie — to zwykle jest na rysunku i w rozmowie na hali. | 60≈ odpowiednik przybliżony |
| AISIOznaczenie amerykańskie, częste w katalogach narzędzi i literaturze. | 1060 |
| Nazwa handlowaJak stal nazywa się w praktyce warsztatowej i w sklepie. | C60 |
≈ Zbliżony gatunek, nie ten sam. Do zamiany w produkcji wymaga sprawdzenia w karcie materiałowej.
Właściwości
| Właściwość | Symbol | Wartość | Źródło |
|---|---|---|---|
| Gęstość | ρ | 7850 kg/m³ | 10083-2 |
| Granica plastyczności | Re | 300 MPa | 10083-2 |
| Wytrzymałość na rozciąganie | Rm | 620 MPa | 10083-2 |
| Moduł Younga | E | 210 GPa | 10083-2 |
| Liczba Poissona | ν | 0,3 | 10083-2 |
| Twardość Brinella | HB | 217 HB | 10083-2 |
| Rozszerzalność cieplna | α | 11,5–12 10⁻⁶/K | 10083-2 |
| Przewodność cieplna | λ | 45–50 W/(m·K) | 10083-2 |
| Ciepło właściwe | c | 460–480 J/(kg·K) | 10083-2 |
| Temperatura topnienia | Tm | 1410–1460 °C | 10083-2 |
| Rezystywność | ϱ | 0,18 µΩ·m | 10083-2 |
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
- 0,57–0,65 %
- Si
- maks. 0,40 %
- Mn
- 0,60–0,90 %
- P
- maks. 0,045 %
- S
- maks. 0,045 %
- Cr
- maks. 0,40 %
- Ni
- maks. 0,40 %
- Mo
- maks. 0,10 %
- Fe
- 97,50–98,20 %
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 |
|---|---|---|---|
| HartowanieTemperatura austenityzowania i ośrodek chłodzący. | 800–840 °C | Woda, Olej | 58–63 HRC |
| OdpuszczanieWyższa temperatura to niższa twardość i większa ciągliwość. Zakres zbiorczy, gdy karta gatunku nie dzieli odpuszczania na niskie i wysokie. | 550–660 °C | powietrze | 25–35 HRC |
| Wyżarzanie zmiękczająceStan dostawy i stan, w którym stal się obrabia. Twardość podana jako górna granica. | 680–720 °C | Piec | 170–220 HB |
| Wyżarzanie odprężającePo obróbce zgrubnej, przed wykańczającą — zdejmuje naprężenia, które inaczej wyjdą przy hartowaniu. | 550–650 °C | piec/powietrze | 180–240 HB |
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
Narzędzia i elementy tnące
Noże i ostrza, piły, szczypce i śrubokręty
Elementy pracujące pod obciążeniem i zużyciem
rolki i walce, elementy sprężyste i sprężyny
Elementy maszyn i połączeń
sworznie i trzpienie, pierścienie sprężynowe
Elementy napędowe i przenoszenie ruchu
wały i osie, wrzeciona, koła i elementy przekładni
Spawalność
C60 zawiera około 0,57–0,65% węgla, dlatego jej spawalność jest bardzo ograniczona. Wysoka zawartość węgla sprzyja powstawaniu twardej i kruchej struktury w strefie wpływu ciepła, a tym samym zwiększa ryzyko pękania.
Spawanie wymaga starannego przygotowania technologicznego, w tym odpowiedniego podgrzewania wstępnego, kontroli temperatury oraz powolnego chłodzenia. W praktyce C60 nie jest dobrym materiałem do wykonywania konstrukcji spawanych.
Obróbka cieplna
C60 bardzo dobrze reaguje na hartowanie i odpuszczanie. Stosunkowo wysoka zawartość węgla umożliwia osiąganie wysokiej twardości i dobrej odporności na zużycie.
Możliwe jest stosowanie:
wyżarzania zmiękczającego, normalizowania, wyżarzania odprężającego, hartowania, odpuszczania, ulepszania cieplnego.
W przypadku hartowania większych elementów należy jednak pamiętać, że stal niestopowa ma ograniczoną hartowność — wysoka twardość niekoniecznie zostanie uzyskana w całym przekroju.
Plastyczność
C60 ma mniejszą plastyczność niż C35, C45 czy C55. W stanie zmiękczonym może być obrabiana plastycznie, szczególnie na gorąco, jednak wraz ze wzrostem twardości jej podatność na odkształcenia szybko maleje.
Po hartowaniu materiał charakteryzuje się wysoką twardością, ale jednocześnie mniejszą ciągliwością i odpornością na uderzenia.
Obróbka skrawaniem
W stanie wyżarzonym C60 może być obrabiana typowymi metodami skrawania. W porównaniu z C35 i C45 wymaga jednak większych sił skrawania i bardziej odpornego narzędzia.
Toczenie, frezowanie i wiercenie są możliwe, ale parametry należy dobrać odpowiednio do stanu materiału.
Po zahartowaniu konwencjonalna obróbka skrawaniem staje się trudna i często stosuje się szlifowanie lub specjalistyczną obróbkę materiałów hartowanych.