Platforma Inżynierska
Stal automatowa1.0715EN 10087

Stal automatowa 11SMn30 1.0715

11SMn30 jest niskowęglową stalą automatową przeznaczoną przede wszystkim do obróbki skrawaniem. Jej podwyższona zawartość siarki poprawia skrawalność, ułatwia łamanie wióra i pozwala na wydajną produkcję małych oraz średnich elementów na automatach tokarskich i obrabiarkach CNC. Jest to stal przeznaczona przede wszystkim do produkcji seryjnej. W porównaniu ze zwykłymi stalami konstrukcyjnymi oferuje znacznie lepszą skrawalność, ale kosztem części właściwości mechanicznych, przede wszystkim udarności i spawalności.

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.1.0715
ENOznaczenie normy europejskiej, budowane ze składu chemicznego.11SMn30
DINStarsze oznaczenie niemieckie, wciąż spotykane w dokumentacji.9SMn28
PNOznaczenie polskie — to zwykle jest na rysunku i w rozmowie na hali.A10X
AISIOznaczenie amerykańskie, częste w katalogach narzędzi i literaturze.1215
UNSUjednolicony numer amerykański (ASTM/SAE), np. S30400 dla stali 304 — spotykany w normach ASTM i atestach hutniczych.G12150
Nazwa handlowaJak materiał nazywa się w praktyce warsztatowej i w sklepie.11SMn30

Właściwości

Właściwości
WłaściwośćSymbolWartośćŹródło
Gęstośćρ7850 kg/m³EN 10087
Wytrzymałość na rozciąganieRm540 MPaEN 10087
Moduł YoungaE210 GPaEN 10087
Liczba Poissonaν0,3EN 10087
Twardość BrinellaHB112–169 HBEN 10087
Rozszerzalność cieplnaα12 10⁻⁶/KEN 10087
Przewodność cieplnaλ48–50 W/(m·K)EN 10087
Ciepło właściwec460 J/(kg·K)EN 10087
Temperatura topnieniaTm1420–1460 °CEN 10087
Maksymalna temperatura pracyTmax100 °CEN 10087
Rezystywnośćϱ0,19–0,2 µΩ·mEN 10087

Granica plastyczności zależy od grubości wyrobu:

Granica plastyczności
GrubośćWartośćŹródło
5–10 mm440 MPaEN 10087
10–16 mm410 MPaEN 10087
16–40 mm375 MPaEN 10087
40–63 mm305 MPaEN 10087
63–100 mm245 MPaEN 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
maks. 0,14 %
Si
maks. 0,05 %
Mn
0,90–1,30 %
P
maks. 0,11 %
S
0,27–0,33 %
Fe
98,08–98,68 %
Mn ≈ 1,1 %S ≈ 0,3 %Fe ≈ 98,4 %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 °Ckontrolowane chłodzenie—
NormalizowaniePo kuciu albo walcowaniu: rozdrabnia ziarno, które obróbka na gorąco pozostawiła, i ujednolica strukturę przed hartowaniem.870–910 °Cpowietrze—
Wyżarzanie zmiękczająceStan dostawy i stan, w którym stal się obrabia. Twardość podana jako górna granica.650–700 °Cpiec107–169 HB
Wyżarzanie odprężającePo obróbce zgrubnej, przed wykańczającą — zdejmuje naprężenia, które inaczej wyjdą przy hartowaniu.180–200 °Cpowietrze—
HartowanieTemperatura austenityzowania i ośrodek chłodzący.—nie stosuje się—
OdpuszczanieWyższa temperatura to niższa twardość i większa ciągliwość. Zakres zbiorczy, gdy karta gatunku nie dzieli odpuszczania na niskie i wysokie.—nie stosuje się—
Odpuszczanie niskieOkoło 150–250 °C. Zdejmuje naprężenia hartownicze i kruchość, zostawiając twardość prawie nietkniętą — stan narzędzi skrawających.—nie stosuje się—
Odpuszczanie wysokieOkoło 500–650 °C. Oddaje twardość za udarność — ulepszanie cieplne części maszyn, nie narzędzi skrawających.—nie stosuje się—
Twardość roboczaTwardość gotowego narzędzia — to ona decyduje, jak długo trzyma krawędź.——107–169 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

Elementy toczone

tuleje, tulejki, pierścienie, dystanse, małe wałki, trzpienie, sworznie, podkładki, kołnierze, elementy gwintowane

Produkcja seryjna

detale wykonywane z prętów, części wykonywane na automatach tokarskich, elementy CNC, małe i średnie elementy produkowane wielkoseryjnie, detale wymagające dużej liczby operacji skrawania

Elementy złączne

nakrętki, drobne śruby, wkręty, trzpienie gwintowane, elementy mocujące o umiarkowanych wymaganiach mechanicznych

Hydraulika i pneumatyka

złączki, króćce, tuleje, drobne elementy zaworów, elementy armatury

Elementy mechaniczne

części przyrządów, elementy mechanizmów, dystanse, niewielkie osie i trzpienie, elementy wymagające dokładnej obróbki skrawaniem

Obróbka skrawaniem

Bardzo dobra skrawalność jest podstawową zaletą 11SMn30.

Stal nadaje się szczególnie do:

toczenia, wiercenia, rozwiercania, gwintowania, frezowania, rowkowania, przecinania.

Szczególnie korzystne jest zastosowanie na:

automatach tokarskich, tokarkach CNC, obrabiarkach wielowrzecionowych, zautomatyzowanych liniach produkcyjnych. Toczenie

Wtrącenia MnS ułatwiają kontrolowane łamanie wióra. W porównaniu ze zwykłą stalą niskowęglową ogranicza to powstawanie długich, ciągłych wiórów.

Daje to możliwość:

zwiększenia produktywności, ograniczenia przestojów, łatwiejszej automatyzacji, poprawy bezpieczeństwa procesu, uzyskania dobrego wykończenia powierzchni.

W porównaniu z 11SMnPb30 skrawalność może być nieco gorsza, ponieważ 11SMn30 nie zawiera dodatku ołowiu.

Obróbka cieplna

11SMn30 nie jest typową stalą do ulepszania cieplnego.

Ze względu na bardzo niską zawartość węgla klasyczne hartowanie nie pozwala uzyskać wysokiej twardości charakterystycznej np. dla C45 czy 42CrMo4.

Hartowanie

Nie jest standardowym sposobem poprawy właściwości mechanicznych tego gatunku.

Odpuszczanie

Nie jest typową operacją technologiczną dla 11SMn30.

Wyżarzanie

Może być stosowane odpowiednio do stanu dostawy i wymaganych właściwości materiału, jednak w typowych zastosowaniach najważniejsza pozostaje obróbka skrawaniem.

Hartowanie powierzchniowe

11SMn30 nie jest odpowiednią stalą do typowego hartowania indukcyjnego.

Niska zawartość węgla ogranicza możliwość uzyskania wysokiej twardości warstwy martenzytycznej.

Jeżeli wymagane są:

wysoka twardość powierzchni, odporność na zużycie, zwiększona odporność zmęczeniowa,

należy zastosować stal przeznaczoną do hartowania powierzchniowego, np. C45, 41Cr4 lub 42CrMo4, albo odpowiednią stal do nawęglania.

Nawęglanie

11SMn30 nie jest typową stalą do nawęglania, mimo niskiej zawartości węgla.

Do elementów wymagających twardej warstwy powierzchniowej i ciągliwego rdzenia stosuje się stale specjalnie przeznaczone do cementowania, np.:

16MnCr5, 20MnCr5, 18CrNiMo7-6.

Podwyższona zawartość siarki w 11SMn30 dodatkowo ogranicza jej zastosowanie w odpowiedzialnych elementach nawęglanych.

Azotowanie

11SMn30 nie jest stalą przeznaczoną do azotowania.

Nie zawiera odpowiedniej ilości pierwiastków stopowych tworzących trwałe azotki.

Do azotowania stosuje się m.in.:

31CrMoV9, 34CrAl6, 34CrAlNi7.

Spawalność

Spawalność 11SMn30 jest ograniczona.

Pomimo niskiej zawartości węgla podwyższona zawartość siarki i fosforu może powodować problemy podczas spawania.

Możliwe problemy obejmują:

zwiększoną podatność na pękanie, pogorszenie właściwości połączenia, niekorzystny wpływ wtrąceń siarczkowych.

Dlatego 11SMn30 nie jest zalecana jako pierwszy wybór do odpowiedzialnych konstrukcji spawanych.

Jeżeli najważniejsza jest spawalność, należy zastosować odpowiednią stal konstrukcyjną, np. S235, S275 lub S355, zależnie od wymagań projektu.

Obróbka plastyczna

Obróbka plastyczna 11SMn30 jest ograniczona w porównaniu ze zwykłymi stalami konstrukcyjnymi.

Podwyższona zawartość siarki może pogarszać:

ciągliwość, udarność, odporność na pękanie podczas intensywnego odkształcania.

Materiał jest przede wszystkim przeznaczony do produkcji prętów do obróbki skrawaniem.

Nie jest typowym materiałem do wykonywania wysoko obciążonych odkuwek.

Powłoki powierzchniowe

11SMn30 może być poddawana odpowiednio dobranym procesom zabezpieczania powierzchni, zależnie od wymagań zastosowania.

Możliwe są m.in.:

cynkowanie, niklowanie, powłoki chemiczne, inne powłoki ochronne.

Dobór procesu powinien uwzględniać konkretny gatunek, stan materiału i wymagania dotyczące powierzchni.

Podobne materiały

Szukaj na platformie

Kalkulatory, materiały, pytania z forum i firmy