Platforma Inżynierska
Stal automatowa1.0722EN ISO 683-4

Stal automatowa 10SPb20 1.0722

10SPb20 jest niskowęglową stalą automatową z dodatkiem ołowiu (Pb), przeznaczoną przede wszystkim do produkcji elementów obrabianych skrawaniem, szczególnie na automatach tokarskich i obrabiarkach CNC. Połączenie niskiej zawartości węgla, siarki oraz dodatku ołowiu zapewnia bardzo dobrą skrawalność, łatwe łamanie wióra i możliwość prowadzenia wydajnej obróbki seryjnej. Ołów poprawia warunki skrawania poprzez działanie smarujące i ułatwianie powstawania oraz odłamywania wióra.

Oznaczenia

Ten sam materiał pod nazwami, których używa się w różnych normach i krajach. Wpisanie dowolnej z nich w wyszukiwarce prowadzi na tę stronę.

Oznaczenia
SystemOznaczenie
Werkstoff-NrNumer materiałowy — tak gatunki opisują huty i dostawcy w Europie.1.0722
ENOznaczenie normy europejskiej, budowane ze składu chemicznego.10SPb20
DINStarsze oznaczenie niemieckie, wciąż spotykane w dokumentacji.10SPb20
AISIOznaczenie amerykańskie, częste w katalogach narzędzi i literaturze.11L08 /11L09
UNSUjednolicony numer amerykański (ASTM/SAE), np. S30400 dla stali 304 — spotykany w normach ASTM i atestach hutniczych.G11080
Nazwa handlowaJak materiał nazywa się w praktyce warsztatowej i w sklepie.10SPb20

Właściwości

Właściwości
WłaściwośćSymbolWartośćŹródło
Gęstośćρ7850 kg/m³EN ISO 683-4
Moduł YoungaE210 GPaEN ISO 683-4
Liczba Poissonaν0,3EN ISO 683-4
Twardość BrinellaHB107–160 HBEN ISO 683-4
Rozszerzalność cieplnaα11,5 10⁻⁶/KEN ISO 683-4
Przewodność cieplnaλ47 W/(m·K)EN ISO 683-4
Ciepło właściwec440 J/(kg·K)EN ISO 683-4
Temperatura topnieniaTm1500–1540 °CEN ISO 683-4
Maksymalna temperatura pracyTmax150 °CEN ISO 683-4
Rezystywnośćϱ0,15–0,2 µΩ·mEN ISO 683-4

Granica plastyczności zależy od grubości wyrobu:

Granica plastyczności
GrubośćWartośćŹródło
5–10 mm410 MPaEN ISO 683-4
10–16 mm390 MPaEN ISO 683-4
16–40 mm360 MPaEN ISO 683-4
40–63 mm295 MPaEN ISO 683-4
63–100 mm235 MPaEN ISO 683-4

Wytrzymałość na rozciąganie zależy od grubości wyrobu:

Wytrzymałość na rozciąganie
GrubośćWartośćŹródło
5–10 mm520–780 MPaEN ISO 683-4
10–16 mm490–740 MPaEN ISO 683-4
16–40 mm460–720 MPaEN ISO 683-4
40–63 mm410–660 MPaEN ISO 683-4
63–100 mm380–630 MPaEN ISO 683-4

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
0,07–0,13 %
Si
maks. 0,40 %
Mn
0,70–1,10 %
P
maks. 0,06 %
S
0,15–0,25 %
Pb
0,20–0,35 %
Fe
97,71–98,88 %
C ≈ 0,1 %Mn ≈ 0,9 %S ≈ 0,2 %Pb ≈ 0,275 %Fe ≈ 98,3 %Udziały liczone ze środka dopuszczonego zakresu, a przy „min.” — z gwarantowanego minimum. Pierwiastki podane jako „maks.” nie mają zawartości do pokazania, więc nie ma ich na pasku.

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.

Obróbka cieplna
ZabiegTemperaturaOśrodekTwardość
WalcowanieZakres temperatur walcowania na gorąco. Poniżej dolnej granicy stal przestaje płynąć i zaczyna pękać.950–1250 °Ckontrolowane chłodzenie—
KucieZakres temperatur kucia — zwykle najszerszy z wszystkich. Kucie poniżej dolnej granicy rozrywa materiał, powyżej górnej przepala go.950–1250 °C——
NormalizowaniePo kuciu albo walcowaniu: rozdrabnia ziarno, które obróbka na gorąco pozostawiła, i ujednolica strukturę przed hartowaniem.870–910 °C——
Wyżarzanie zmiękczająceStan dostawy i stan, w którym stal się obrabia. Twardość podana jako górna granica.650–700 °Cpiec105–156 HB
Wyżarzanie odprężającePo obróbce zgrubnej, przed wykańczającą — zdejmuje naprężenia, które inaczej wyjdą przy hartowaniu.180–200 °Cpowietrze—
HartowanieTemperatura austenityzowania i ośrodek chłodzący.880–910 °Cwoda25–35 HRCbez nawęglania
HartowanieTemperatura austenityzowania i ośrodek chłodzący.—olej25–35 HRCbez nawęglania
HartowanieTemperatura austenityzowania i ośrodek chłodzący.—woda/olej58–64 HRCPo nawęglaniu warstwa powierzchniowa może uzyskać 58-64Hrc
Odpuszczanie niskieOkoło 150–250 °C. Zdejmuje naprężenia hartownicze i kruchość, zostawiając twardość prawie nietkniętą — stan narzędzi skrawających.180–200 °Cpowietrze58–62 HRC
Odpuszczanie wysokieOkoło 500–650 °C. Oddaje twardość za udarność — ulepszanie cieplne części maszyn, nie narzędzi skrawających.———nie stosuje się z względu na niską zawartość węgla w składzie chemicznym
Twardość roboczaTwardość gotowego narzędzia — to ona decyduje, jak długo trzyma krawędź.——58–62 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 toczone

tuleje, sworznie, trzpienie, małe wałki, pierścienie, osie, rolki, elementy złączne, elementy mechanizmów

Elementy nawęglane

małe koła zębate, tuleje, sworznie, rolki, wałki, elementy mechanizmów, elementy wymagające odpornej na zużycie powierzchni

Produkcja seryjna

Szczególnie dobrze nadaje się do: automatów tokarskich, tokarek CNC, wielowrzecionowych automatów tokarskich, automatycznych linii produkcyjnych

Elementy wymagające twardej powierzchni

Po nawęglaniu i hartowaniu można uzyskać:

Spawalność

Spawalność 10SPb20 jest ograniczona.

Podwyższona zawartość siarki oraz obecność ołowiu są korzystne podczas skrawania, ale niekorzystne podczas spawania.

Dlatego 10SPb20 nie jest zalecana do typowych konstrukcji spawanych.

Jeżeli priorytetem jest spawalność, odpowiedniejsze będą np.:

S235JR, S275JR, S355JR.

Obróbka skrawaniem

Jest to jedna z głównych przyczyn zastosowania 10SPb20.

Podwyższona zawartość siarki oraz dodatek Pb ułatwiają:

tworzenie krótkiego wióra, łamanie wióra, odprowadzanie wióra, zmniejszenie tarcia w strefie skrawania, ograniczenie tworzenia narostu, zwiększenie wydajności obróbki.

Szczególnie dobrze nadaje się do:

toczenia, wiercenia, gwintowania, rozwiercania, produkcji wielkoseryjnej.

Obróbka plastyczna

Możliwa, ale ograniczona w porównaniu ze zwykłymi stalami niskowęglowymi.

Możliwe są m.in.:

walcowanie, ciągnienie, gięcie, formowanie na gorąco.

Podczas intensywnego odkształcania należy uwzględnić obecność wtrąceń siarczkowych oraz ołowiowych, które mogą powodować anizotropię właściwości.

Obróbka cieplna

10SPb20 jest stalą przeznaczoną również do obróbki cieplnej związanej z nawęglaniem. Hartowanie

Po nawęglaniu stosuje się hartowanie odpowiednie do wymaganej struktury rdzenia i warstwy powierzchniowej.

Dla 10SPb20 można spotkać zakres:

hartowanie rdzenia: 890–910°C, hartowanie warstwy: 780–820°C.

Dobór temperatury zależy od zastosowanej technologii i wymaganych właściwości.

Odpuszczanie

Po hartowaniu stosuje się odpuszczanie niskie, typowo w zakresie około:

150–200°C

Celem jest przede wszystkim zmniejszenie naprężeń po hartowaniu przy zachowaniu wysokiej twardości warstwy nawęglonej.

Hartowanie indukcyjne

10SPb20 nie jest typowym gatunkiem do hartowania indukcyjnego.

Głównym sposobem uzyskania twardej powierzchni dla tego gatunku jest nawęglanie i następnie hartowanie.

Jeżeli wymagane jest typowe hartowanie indukcyjne, odpowiedniejsze będą stale o większej zawartości węgla, np.:

C45, 41Cr4, 42CrMo4.

Nawęglanie

Tak – 10SPb20 jest stalą przeznaczoną do nawęglania.

Niska zawartość węgla umożliwia uzyskanie stosunkowo ciągliwego rdzenia, natomiast powierzchnia jest wzbogacana w węgiel.

Typowy proces:

nawęglanie → hartowanie → odpuszczanie niskie

Dla 10SPb20 podawany zakres temperatury nawęglania wynosi około 880–980°C.

Celem jest uzyskanie:

wysokiej twardości powierzchni, zwiększonej odporności na zużycie, dobrej odporności na naciski powierzchniowe, odpowiednio ciągliwego rdzenia.

Trzeba jednak pamiętać, że obecność siarki i Pb, korzystna dla skrawalności, powoduje pewne ograniczenia względem bardziej typowych stali do nawęglania.

Azotowanie

10SPb20 nie jest typową stalą do azotowania.

Nie zawiera odpowiedniej ilości pierwiastków stopowych, takich jak Al, Cr, Mo czy V, które są stosowane w stalach przeznaczonych do uzyskiwania wysokiej twardości warstwy azotowanej.

Do azotowania odpowiedniejsze są np.:

31CrMoV9, 34CrAl6, 34CrAlNi7.

Odporność na korozję

10SPb20 nie jest stalą nierdzewną ani odporną na korozję atmosferyczną.

Wymaga zabezpieczenia odpowiedniego do środowiska pracy.

Możliwe są m.in.:

cynkowanie, oksydowanie, fosforanowanie, niklowanie, powłoki ochronne.

Podobne materiały

Szukaj na platformie

Kalkulatory, materiały, pytania z forum i firmy