Автоматные стали
Обработка резанием – основной способ изготовления большинства деталей машин и приборов. Обрабатываемость стали зависит от ее механических свойств, теплопроводности, микроструктуры и химического состава.
Повышение обрабатываемости резанием достигается технологическими и металлургическими приемами. Более эффективны металлургические приемы. Они предусматривают введение в конструкционную сталь серы, селена, теллура, кальция, изменяющих состав и количество неметаллических включений; свинца, создающего собственные металлические включения; фосфора, изменяющего свойства металлической основы.
Эти включения создают в очаге резания внутреннюю смазку – тончайший слой, препятствующий схватыванию материала инструмента с
материалом обрабатываемой детали, вследствие чего легче отделяется стружка. Легирование стали 0,15–0,3 % Рb повышает скорость резания на 20–35 %.
Сера в количестве 0,08–0,3 % находится в воде сульфидов марганца, вытянутых в направлении прокатки. Сульфиды оказывают смазывающее действие, нарушая при этом сплошность металла.
Фосфор в количестве 0,06 % повышает хрупкость феррита, облегчая отделение стружки металла во время процесса резания.
Таблица 11.1
Химический состав и механические свойства автоматных сталей
| Марка стали | Содержание основных элементов, % | ||||||||||
| С | S | P | Pb | Se | другие | ||||||
| А12 | 0,12 | 0,08–0,20 | 0,08 – 0,15 | – | – | 0,7–1,0 Mn | |||||
| А40Г | 0,40 | 0,18–0,30 | ≤0,05 | – | 1,2–1,55 Mn | ||||||
| АС40 | 0,40 | ≤0,04 | ≤0,04 | 0,15 – 0,30 | – | ||||||
| А35Е | 0,35 | 0,06–0,12 | ≤0,046 | – | 0,04 – 0,10 | – | |||||
| А40ХЕ | 0,40 | 0,06–0,12 | ≤0,035 | – | 0,8 – 1,1 Cr | ||||||
| АС12ХН | 0,12 | ≤0,035 | ≤0,035 | 0,15 – 0,30 | – | 0,4–0,7 Сr; 0,5–0,8 Ni | |||||
| АС30ХМ | 0,30 | – | 0,8–1,1 Сr; 0,15–0,25 Mo | ||||||||
| Марка стали | σ0,2 | σВ | δ | ψ | КCU МДж/м2 | ||||||
| МПа | % | ||||||||||
| А12 | – | – | |||||||||
| А40Г | – | – | |||||||||
| АС40 | – | – | |||||||||
| А35Е | – | – | |||||||||
| А40ХЕ | 0,6 | ||||||||||
| АС12ХН | – | 0,9 | |||||||||
| АС30ХМ | – | 0,10 | |||||||||
Оба элемента способствуют уменьшению налипания стружки на режущий инструмент и получению гладкой блестящей обрабатываемой поверхности. Однако повышенное содержание этих элементов ухудшает механические свойства, поэтому такие стали используют для изготовления изделий неответственного назначения.
Стали с повышенным содержанием серы и фосфора относятся к группе автоматных сталей и маркируются буквой А и цифрами, показывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента. Если автоматная сталь легирована свинцом, то обозначение марки начинается с сочетания букв «АС». Буква Е в марке стали говорит о том, что в состав входит селен.
Химический состав и механические свойства некоторых автоматных сталей приведены в таблице 11.1.
Применение автоматных сталей обеспечивает снижение сил резания на 20–25 %, уменьшение износа инструмента в два – десять раз, повышение скорости резания на 20–40 % при сохранении стойкости инструмента.
12. КОРРОЗИОННОСТОЙКИЕ, ЖАРОСТОЙКИЕ
И ЖАРОПРОЧНЫЕ СТАЛИ И СПЛАВЫ