Какие стали называются автоматными

Что такое автоматная сталь и как ее обрабатывают?

  1. Что это такое?
  2. Плюсы и минусы
  3. Маркировка и основные марки
  4. Легирование и обработка
  5. Применение

Людям, интересующимся рынком металлической продукции обязательно стоит выяснить, что такое автоматная сталь, какие у нее бывают марки и что показывает маркировка, какие стали называют автоматными и почему. Не меньшего внимания заслуживают структура и ГОСТ, то, какими свойствами она должна обладать. Еще требуется изучить применение стали автоматного типа.

Что это такое?

Разумеется, автоматной сталью называются не те сплавы, которые используются для производства автоматического оружия. Это конструкционный металл, применяемый в получении заготовок на станках-автоматах. Все такие материалы должны обладать свойствами, упрощающими обработку и при этом обеспечивающими экономичность дальнейшей эксплуатации. Очень важно также высокое качество готовой продукции. Во многом оно определяется структурой металла и его химическим составом. Они даже более значимы, чем профессионализм специалистов и совершенство применяемого оборудования. Самым ценным практическим свойством является стабильная обрабатываемость резанием. Именно ее оговаривают в любом договоре о поставке автоматной стали.

ГОСТ на традиционную конструкционную сталь предусматривает стабильную прочность и стойкость к пониженной, повышенной температурам. Там прописывается и отсутствие примесей выше критического порога. Но всего это недостаточно для автоматной стали, более того, для нее подобные свойства могут стать недостатками. Для изготовления сложно устроенных малогабаритных деталей на автоматическом станке не нужно использовать особо прочные материалы. Пластичность существенно упрощает обработку. Автоматную сталь в России выпускают согласно стандарту 1414 от 1975 года. Она должна иметь поверхность с малой шероховатостью, чтобы деталь получила однородное строение.

Еще одним ключевым свойством является небольшой износ режущих приспособлений и станков, пригодность для разрезания на повышенных скоростях.

Плюсы и минусы

Как нетрудно понять, автоматные стали режутся легко и быстро. При манипуляциях с ними стружка отделяется хорошо, а сам материал отличается высокой теплопроводностью. Это сравнительно мягкий материал. При контакте с ним ресурс резца любого станка расходуется медленно.

Такие преимущества гарантируют повышение производительности и рентабельности производства в несколько раз. Однако присутствие заметных серы и фосфора, которые обеспечивают обрабатываемость, ведет и к проблемам: добиться высоких вязких и пластических свойств непросто.

Маркировка и основные марки

Любые автоматные стали маркируют индексами, начинающимися с «А». Эта буква ставится даже перед процентным содержанием углерода. Наряду с углеродом, серой и фосфором могут применяться другие добавки. Присутствие свинца показывают символом «С», а введение кальция — знаком «Ц». Со свинцом поставляют:

  • АС14;
  • АС40;
  • АС35Г2;
  • АС45Г2;
  • АС30ХМ.

Концентрация углерода в них составляет 0,14%, 0,4%, 0,35%, 0,45% и 0,3%, соответственно. Доля свинца колеблется от 0,15 до 0,3%. Кальцинирование проводится в очень небольших дозах — максимум 0,007%. Речь идет про сплавы АЦ20, АЦ40, АЦ35Г2, АЦ30ХМ. Селен употребляется в количестве максимум десятой доли процента. О нем свидетельствует буква «Е» в конце, например, А35Е, А45Е или А40ХЕ.

Легирование и обработка

Согласно ГОСТу, концентрация серы может быть не меньше 0,08% и не больше 0,2%. В ее присутствии появляются сульфиды марганца. Эти компоненты обеспечивают лучший надлом стружки и уменьшают шероховатость обработанных поверхностей. Дополнительно они как бы смазывают инструмент и повышают его ресурс (вернее, понижают расходование ресурса). Фосфора там содержится от 0,06 до 0,15%, в сочетании с серой он помогает лучше резать металл. Введение свинца гарантирует увеличение стойкости инструментов до 3 раз. Благодаря нему резание проводится быстрее как минимум на 1/4. Концентрация селена варьируется от 0,04 до 0,1%. Кальций в области разреза формирует специальный слой, толщина которого не превышает нескольких микрон. Такой слой является своеобразной внутренней смазкой и ослабляет износ применяемого инструмента.

Также в автоматных сталях присутствуют:

  • теллур;
  • никель;
  • хром;
  • висмут (смазывающий участок резки);
  • марганец (его доля составляет от 0,7 до 1,7%).

Вхождение серы и фосфора ограничивают очень жестко. Хотя они и позволяют улучшать характеристики автоматной стали, с определенного момента преимущества будут перевешивать. Углеродистые сплавы с доэвтектоидной структурой прокатывают либо куют в горячем состоянии. Дальше их остужают на воздухе, что приводит к появлению пластинчатого перлита и незначительной части феррита.

Если такую обработку применяют к заэвтектоидным сплавам, получается пластинчатый перлит и избыток цементита.

Этот цементит формирует сетчатую структуру (монолитную или прерывающуюся) на периметре изменяющихся аустенитных зерен. Предварительно обрабатывать углеродистый инструментальный сплав надо путем отжига. В этот момент температура составляет от 740 до 760 градусов. В итоге отожженный металл будет состоять из зернистого псевдоперлита. Именно он обеспечивает максимальное единообразие характеристик во всем объеме и легкость механического воздействия. Финальная термообработка тоже важна. Закаливающую процедуру ведут при 780-810 градусах. Критический темп закаливания для автоматного углеродистого сплава очень велик. Из-за этого охлаждение должно идти максимально быстро, чтобы исключить частичное разрушение аустенита и образование размягченных участков. Аустенит распадается максимально скоро, если углеродистую сталь нагревают до 500-550 градусов. Иногда процесс проходит за считанные секунды.

Лишь приспособления с небольшим сечением допускается после закаливания в воде прокаливать насквозь. Но внутри них будут образовываться серьезные внутренние напряжения. Потому вероятность деформации достаточно велика. Большие предметы могут закаливаться не только в воде, но и в водных растворах других веществ (кислот, щелочей, солей).

Такой способ отвода тепла более эффективен. При подобном методе обработки мартенсит будет закален только непосредственно у поверхности. В глубине металла аустенит распадется так же, как он обычно распадается в перлитной температурной зоне. Центр инструмента, обработанного таким образом, менее хрупок, чем при классической мартенситной структуре. Подобное приспособление лучше переживет толчки и ударные воздействия в сравнении с закаленным на мартенсит. Углеродистая сталь должна использоваться для инструментов с сечением не более 0,5 см.

Их закаливают в масле и добивают прокаливанием насквозь. Допускается такой режим обработки для инструментов, чье сечение или минимальная толщина составляют от 1,8 до 2,5 см. В таком случае режущий блок должен находиться лишь на поверхности. Речь идет о зенкерах, напильниках и метчиках. Углеродистая сталь инструментального класса должна быть отпущена максимум при 200 градусах. Этот момент обусловлен необходимостью сохранять твердость. У правильно обработанного термически инструмента твердость составляет от 56 до 64 единиц по шкале HB. Углеродистый автоматный подкласс инструментальной категории ценится за сравнительную дешевизну и обрабатывается (как давлением, так и резанием) без проблем.

Однако такой материал режет сравнительно медленно. Малая эффективность прокаливания накладывает жесткие ограничения на размер вырабатываемого инструмента. При водной закалке деформации будут крайне сильны.

Применение

Сфера использования автоматных сталей невелика. В основном их отгружают на производство крепежа (метизов). Допускается выпуск и других изделий, к которым не предъявляются повышенные требования. Речь идет про некоторые детали автомобилей и мелкие объекты с малой нагрузкой. Автоматные стали заказывают производители:

  • болтов;
  • шурупов;
  • гаек;
  • валиков;
  • участков цепей и тому подобных малонагруженных предметов.

На основе таких сплавов можно выпускать еще детали машин, имеющие усложненную геометрическую форму и конфигурацию. Речь идет про:

  • передающие механизмы зубчатого типа;
  • валики насосов, качающих масла;
  • кольца на полуосях автомобилей.

Какие стали называются автоматными и где они применяются

У классической конструкционной стали высокая прочность, устойчивость к охлаждению и перегреву, отсутствие вредных примесей. Однако эти преимущества могут легко превратиться в недостатки материала в том случае, если речь идет об изготовлении метизов. Для решения этой проблемы инженерами была разработана так называемая автоматная сталь (автомат-сталь).

Читайте также  Как закалить сталь в домашних условиях

В состав этого сплава дополнительно вносятся сера или фосфор, а также различные дополнительные элементы — селен, свинец, теллур и некоторые другие. Это делает материал более ломким, поэтому работать с ним на станках гораздо легче.

Автоматные стали имеют специальную маркировку, которая позволяет однозначно отличить материал от других сплавов. Но какие стали называются автоматными? Какими химическими и физическими свойствами обладает автоматная сталь? Как маркируется этот материал и в каких сферах металлургии он используется чаще всего? В нашей статье мы в деталях рассмотрим все эти вопросы.

Что такое конструкционная сталь?

С точки зрения металлургии автомат-сталь является подвидом конструкционной стали, поэтому сперва рассмотрим этот материал, чтобы понять основные отличия сплавов. Конструкционная сталь — это стальной сплав на основе железа и углерода. Особенность этих сплавов с химической точки зрения — минимальное содержание серы и фосфора (во время выплавки используется специальные техники очистки, которые позволяют искусственным способом понизить содержание этих элементов).

Почему металлургам так важно избавиться от этих присадок? Дело все в том, что сера и фосфор снижают физические свойства стального сплава:

  • Сера — этот элемент делает сплав хрупким и ломким, а во время холодной обработки такой материал может серьезно растрескаться, что сделает его бесполезным в использовании.
  • Фосфор — этот элемент также снижает прочность стального сплава + при тепловой обработке из-за фосфора также могут появиться трещины в материале.

Согласно нормам ГОСТ содержание фосфора и серы в конструкционной стали должно составлять не более 0,05%, хотя встречаются и более качественные прочные сплавы с содержанием вредных примесей в более низкой концентрации. Такие материалы называют качественным (концентрация серы и фосфора — до 0,035 %), высококачественными (до 0,025%) и сверхвысококачественными (до 0,015%).

Что такое автоматная сталь?

Как мы уже выяснили ранее, фосфор и сера — это вредные примеси, содержание которых стараются минимизировать в итоговом сплаве, поскольку они ухудшают качество стали. Однако существует особый класс стальных конструкционных сплавов, где фосфор и сера могут содержаться в значительных количествах — это класс называют автоматной сталью.

Дело все в том, что при изготовлении сложных небольших деталей на станках-автоматах не требуется сверхпрочный материал — зато нужен пластичный материал, который легко и быстро обрабатывать.

Именно поэтому в автоматной стали допускается повышенное содержание примесей — фосфора или серы + различных дополнительных элементов (хрома, никеля, селена, свинца и других). Оптимальная температура ковки автоматной стали — от +950 до +1200 градусов по Цельсию.

Автомат-сталь используется для поточного производства метизов — болтов, гаек, шурупов, осей, валиков, фрагментов цепей и так далее. Также этот материал подходит для производства мелких автомобильных деталей сложной формы и конфигурации — зубцовых передаточных механизмов, колец полуосей машин, валиков масляного насоса и так далее. Выплавка автоматной стали контролируется государственным нормами ГОСТ 1414-75. Согласно ГОСТ автоматная сталь должна удовлетворять следующим требованиям:

  • Высокое качество надлома стружки (при обработке на станке очень важно быстро удалять стружку, которое образуется в больших количествах во время работы).
  • Низкая шероховатость поверхности (в противном случае деталь может получиться неоднородной по своей структуре, что критично при изготовлении мелких деталей сложной формы, где каждый изгиб имеет определенное конструктивное значение).
  • Минимальный износ режущего инструмента (в противном случае режущий станок очень быстро придет в негодность, что сделает себестоимость деталей очень высокой).
  • Есть возможность резать объект на высокой скорости (это позволяет снизить конечную стоимость детали, что минимизирует расходы на электричество и улучшает себестоимость такого способа обработки).

Физические свойства и изготовление автоматной стали

Физические свойства автомат-стали очень похожи на свойства обыкновенной конструкционной стали. Отличительные свойства автоматных сталей обуславливаются вхождением в состав материала различных примесей — в первую очередь это сера и фосфор, однако в состав автомат-стали могут входить и некоторые другие добавки (свинец, селен, кальций, марганец, теллур и другие). Также большое значение имеет способ выплавки и последующей обработки (диффузный отжиг, цементация, закалка и другие). Ниже мы кратко рассмотрим все основные примеси и способы правильной обработки.

Легирующие добавки

Согласно регулирующему ГОСТ 1414-75 в состав автоматной стали могут входить следующие добавки:

  • Сера (не более 0,2%). Улучшает надлом стружки за счет снижения прочности сплава, что делает возможным станочную обработку стального материала. Помимо этого сера оказывает вяжущий и смазывают эффект, что снижает шероховатость поверхности. В большинстве случаев сера вводится в состав сплава в виде марганцевых сульфидов, поэтому достаточно часто автоматные стали помимо серы содержат марганец.
  • Фосфор (до 0,15%). По своим свойствам очень похож на серу — улучшает надлом стружки, снижает шероховатость и так далее.
  • Селен. Позволяет дополнительно повысить надлом, но одновременно и сохранить высокую прочность сплава. К тому же селен позволяет сохранить режущий инструмент острым, что положительно сказывается на сроке годности автомат-станка.
  • Свинец. Повышает стойкость режущего инструмента станка, а также увеличивает срок обработки материала, что благоприятно сказывается на себестоимости деталей.
  • Кальций. Во время резки кальций создает на поверхности металла тонкий слой, который улучшает резку и скорость обработки. Некоторые дополнительные свойства кальция — снижает вероятность прилипания стружки к металлу, увеличивает срок годности режущего инструмента и так далее.
  • Марганец. Практически не влияет на свойства автоматной стали, однако содержится во многих автоматных сплавах, поскольку сера в сплав вносится в виде марганцевого сульфида, а после расплавки марганец остается в материале в виде добавочного компонента в небольших концентрациях (обычно не более 0,01%).

Физическая обработка

При выплавке помимо внесения дополнительных компонентов автоматная сталь обычно подвергается обжигу при температуре около 1300 градусов по Цельсию. Цель подобного обжига — обеспечить равномерное распределение фосфора и серы по всему объему стального сплава (в противном случае некоторые фрагменты металла будут хрупкими, а некоторые фрагменты — сверхтвердыми).

Также во время обработки материал может подвергаться цементированию и закалке — это позволяет получить более прочным пластичный материал, который будет легко резаться + он не будет портить режущую поверхность автомат-станка. Основные методы выплавки автомат-стали — мартеновский метод и конвертерная техника.

Преимущества и недостатки автоматной стали

Преимущества автоматной стали:

  • Простота обработки с помощью автомат-станков — можно получить как обычные детали (болты, гайки, шурупы), так и различные объекты сложной формы и конфигурации (различные шестерни, сложные валики с выемками, различные передаточные механизмы и так далее).
  • Высокая скорость обработки, отличное качество резки и низкая степень порчи резаков на станках. Это снижает себестоимость деталей.
  • Некоторые другие плюсы — простота выплавки, неплохая прочность, большой срок годности деталей, возможность внесения различных присадок для изменения физических свойств материала и так далее.

Главные минусы — наличие серы и фосфора, что снижает вязкость и пластичность конечных деталей. Особенно критично это в случае автомобильных деталей, когда поломка того или иного агрегата может представлять угрозу для жизни человека. К тому же нужно помнить, что фосфор и сера делают материал хрупким при резком перепаде температур, поэтому детали из автоматной стали использовать в помещениях со стабильными температурами.

Маркировка автомат-стали

Согласно нормирующим требования ГОСТ 1414-75 обозначается с помощью большой буквы A, которая указывает на то, что данный материал рекомендуется использоваться для обработки с помощью автоматных станков. После буквы А обычно ставится число, которое указывает на общую концентрацию углерода (единицы измерения — сотые доли процента). Если в состав материала входят какие-либо дополнительные присадки (марганец, селен, хром или свинец), то в таком случае это также указывается в названии материала согласно номенклатуре ГОСТ.

Читайте также  Пайка стали твердым припоем

Основные марки автомат-стали

Марка Дополнительные примеси (помимо фосфора и серы) Основные детали, которые делают из этого сплава
А11 Отсутствуют Болты, гайки, цепи, вилки для автомобильных механизмов сцепления
А12 Отсутствуют Оси, валики, болты, шурупы, гайки и различные мелкие изделия сложной формы, которые нуждаются в точной обработке
А20 Отсутствуют Мелкие детали различных машин и механизмов сложной формы, которым нужна точная обработка
А30 Отсутствуют Детали сложной формы и размеров, различные метизы (это могут быть шурупы, болты, гайки, кольца, шестерни и так далее)
А35 Отсутствуют Различные детали круговой или сложной формы, которые нуждаются в точной обработке на автомат-станках (шестерни, шурупы, болты, кольца, цепи и другие)
А35Е Селен Матрицы и бандажи
АС14ХГН Свинец, марганец, хром, никель, кремний Различные автомобильные детали (втулки, валы, передаточные механизмы)
АС19ХГН Свинец, марганец, хром, никель, кремний Зубцовые передаточные механизмы
АС35Г2 Марганец, никель, кремний; в небольших количествах — медь, хром, свинец Валики масляного насоса
АС40Х Хром + в небольших количествах — свинец, медь, никель Кольца полуосей легковых машин

Заключение

Давайте подведем итоги. Автоматная сталь — это особый тип конструкционной стали, с повышенным содержанием фосфора и серы в материале. Из-за содержания примесей автомат-сталь становится более хрупкой, поэтому из подобного материала можно делать различные небольшие метизы простой или сложной формы — гайки, шурупы, матрицы, валики, оси, втулки, валы и так далее. Для производства метизов обычно используются специальные станки, которые не годятся для работы с обычной конструкционной сталью (ведь такой материал является очень прочным, что серьезно усложняет его обработку).

Состав и физические свойства автоматной стали регулируются государственными нормами ГОСТ 1414-75. Согласно этому документу в состав автомат-стали помимо серы и фосфора могут входить и некоторые другие добавки в небольших количествах — селен, свинец, марганец, кальций и другие. Автомат-сталь должна удовлетворять следующим требованиям — высокая степень надлома стружки, минимальная шероховатость, высокая степень обработки станковыми способом и так далее.

Автоматная сталь обладает как преимуществами, так и недостатками, что нужно учитывать при выборе материала для изготовления метизов. Согласно нормам ГОСТ для маркировки автомат-стали используется заглавная буква А и число, которое указывает на общее содержание углерода в материале. При наличии дополнительных примесей (свинец, селен, марганец и другие) могут указываться и некоторые другие буквы маркировки.

Автоматная сталь – из нее получаются отличные метизы!

Любая автоматная сталь представляет собой специальный сплав, который максимально эффективно обрабатывается на металлорежущем оборудовании.

1 Особенности автоматных сплавов – зачем их выпускают?

Известно, что добавка в металлургические сплавы фосфора и серы ухудшает механические качества получаемой стали. Но хорошая обрабатываемость резанием, которой характеризуются автоматные стали (АС), достигается именно за счет введения в них повышенного количества указанных элементов. В таких сплавах фосфора может содержаться до 0,15 %, серы – до 0,35.

Кроме того, в них добавляют кальций, свинец, теллур и селен, которые модифицируют неметаллические включения (их состав) в описываемых сталях. За счет всех этих добавок АС и получают свои особые свойства. Их легко обрабатывать на различных металлорежущих станках.

АС используются для производства шпилек, гаек, всевозможных болтов и иных крепежных элементов. Также они незаменимы для выпуска на автоматических линиях изделий с небольшими геометрическими размерами. Все автоматные стали имеют следующие достоинства:

  • малый износ режущих приспособлений при их обработке;
  • легкий надлом металлической стружки (благодаря этому свойству отходы металлорежущего производства очень быстро удаляются с поверхности обрабатываемых изделий);
  • малый показатель шероховатости метизов, изготавливаемых из автоматных сплавов.

Важно и то, что АС разрешается обрабатывать на очень высоких скоростях работы станков. Это позволяет значительно увеличить их производительность.

Чаще всего автоматные сплавы режутся на автоматических быстроходных линиях, применяемых для выпуска массовой продукции.

Обратите внимание! Автоматными могут быть и легированные, и углеродистые сплавы. Не стоит думать, что АС производятся исключительно для получения из них метизов. Они используются для изготовления:

  • различных деталей для тракторной и автомобильной техники (хромоникелевые и хромистые АС с добавкой кальция и свинца);
  • шестерен, валов и аналогичных им элементов (стали с высоким содержанием кальция).

2 Легирование и обработка автоматных сплавов – как металлурги улучшают их?

Особые свойства АС достигаются за счет введения в них таких легирующих элементов:

  • фосфора и серы;
  • висмута;
  • кальция;
  • свинца;
  • марганца;
  • никеля;
  • селена;
  • хрома.

Свинца вводится не более 0,3 %. Эта добавка увеличивает на 25–50 % разрешенную скорость обработки стали и почти в 3 раза износостойкость инструмента на фрезерном станке либо на другом металлорежущем агрегате.

Висмут добавляется для того, чтобы область обработки сталей не перегревалась. А кальций формирует в зоне резки особый слой, который не дает возможности образовываться адгезии и выступает в роли внутреннего смазочного компонента.

Содержание всех легирующих элементов в АС строго регламентируется стандартом 1414–75. Требования этого документа всегда должны соблюдаться неукоснительно, так как даже незначительное превышение количества той или иной добавки в автоматный сплав может кардинально изменить (и не в лучшую сторону) его свойства.

Технические характеристики рассматриваемых сталей улучшаются и следующими способами:

  • Цементацией. В ходе такой процедуры, предполагающей диффузионное поверхностное насыщение углеродом металла, увеличивается износостойкость готовой стали.
  • Диффузионным отжигом. Операция дает возможность устранить явление неоднородности включения серы в сталь. Отжиг производится при температуре около 1150°.
  • Закалке и следующим за ним отпуском (высоким). После такой обработки АС становятся менее вязкими и пластичными и более хрупкими, зато обретают существенно большую твердость.
  • Цианированию – насыщению (диффузионному) АС смесью азота и углерода. Операция выполняется при температурах около 950°.

Заметим, что в большинстве случаев АС поставляют потребителям в нагартованном виде. Такие стали обладают максимальной обрабатываемостью и высокими механическими характеристиками.

3 Маркировка автоматных сплавов – все просто

Узнать АС несложно. Ее обозначают литерой А. Эта буква ставится в самом начале марки сплава. Далее указывается:

  • объем углерода (сотые части процента);
  • наличие и содержание легирующих элементов.

Выше мы описывали химэлементы, которые добавляют в АС. Обозначаются они стандартно (так же, как и в конструкционных сталях, разновидностью которых являются рассматриваемые в статье сплавы):

  • Ц – кальций (его объем в АС – не выше 0,007 %);
  • С – свинец (до 0,3 %);
  • Х – хром (до 0,25 %);
  • Г – марганец (до 1 %);
  • Н – никель (до 0,25 %).

Литерой Е обозначают селен. Его всегда указывают в конце маркировки. Количество этого элемента минимальное (не выше десятой части процента). Поэтому цифру после буквы Е не ставят.

Таким образом, маркировка АС выглядит следующим образом:

  • А30, А20, А10 – сернистая углеродистая сталь;
  • АС14, АС40, АС11 – содержащая свинец, АС45Г2, АС35Г2 – свинец и марганец;
  • АЦ60, АЦ40 – содержащая кальций, АЦ35Г2 – кальций и марганец;
  • А45Е, А35Е – содержащая селен.

Как видим, маркировка АС четко показывает, что перед нами именно автоматный сплав с определенным содержанием легирующих компонентов.

Автоматная сталь в Москве

Акции

Вас могут заинтересовать

Производство автоматной стали

Автоматная сталь производится в виде специального сплава, который хорошо обрабатывается резанием, что достигается благодаря повышенному содержанию серы и фосфора. Добавление в состав стали кальция, свинца, теллура и селена способствует получению особых свойств. Высокопроизводительное металлорежущее оборудование позволяет изготавливать из автоматной стали болты, гайки, шпильки и другие крепежные элементы. Массовое производство изделий с применением автоматических линий сопровождается получением точных размеров каждой выпускаемой детали.

Читайте также  Химическое никелирование стали

Свойства автоматной стали

Широкое использование различных марок автоматных сталей обусловлено следующими преимуществами:

  • небольшим износом режущего инструмента в процессе обработки материала;
  • легким надломом стальной стружки и быстрым удалением отходов с обрабатываемых поверхностей;
  • обеспечением высокой чистоты поверхностей метизов.

Важной особенностью считается обработка сталей на самых высоких скоростях резания.

Из легированных и углеродистых автоматных сталей производятся не только метизы. Материалы являются подходящими для изготовления деталей автомобилей и тракторов, всевозможных валов и шестерен.

Технические характеристики автоматных сталей

Технические характеристики сплавов значительно улучшаются, когда в состав вводятся висмут, марганец, никель и хром. Добавление свинца в количестве не более 0,3% позволяет увеличить скорость механической обработки приблизительно на 25-50 %. При этом режущий инструмент становится более износостойким и долговечным.

Обрабатываемый участок детали не перегревается благодаря добавлению висмута. Наличие кальция способствует формированию особого слоя в зоне резания, который препятствует образованию адгезии и является внутренним смазочным компонентом. Все легирующие элементы добавляются в состав на основании стандарта ГОСТ 1414-75. Требования данного документа должны быть полностью соблюдены, поскольку даже при незначительном превышении количества добавок свойства автоматной стали ухудшаются.

Для улучшения характеристик выпускаемых сталей также используются следующие эффективные способы:

  • цементация с диффузионным поверхностным насыщением металла углеродом, существенно влияющая на повышение износостойкости готовой продукции;
  • диффузионный отжиг, устраняющий неоднородность, вызванную включением серы. Температура отжига составляет около 1150°;
  • закалка и высокий отпуск. В результате проведения такой термической обработки автоматная сталь становится менее вязкой и пластичной. Приобретая повышенную хрупкость, материал обладает увеличенной твердостью;
  • цианирование, при котором сталь насыщается азотом и углеродом. Для выполнения операции требуется создать температуру около 950°.

Потребителям, в основном, поставляются нагартованные автоматные стали. Отличительными особенностями считаются максимально удобная обрабатываемость и высокие механические характеристики.

Марки автоматных сталей

В обозначении автоматных сталей используется литера А. Далее указываются данные объема углерода в сотых частях процента и легирующие элементы. Наиболее распространенными марками являются сернистые углеродистые стали А10, А20, А30, содержащие определенное количество свинца АС11, АС14, АС40, поставляемые с добавлением свинца и марганца АС35Г2 и АС45Г2.

Стали с содержанием кальция имеют маркировку АЦ40, АЦ60, с кальцием и марганцем – АЦ35Г2. Селен присутствует в автоматных сталях марок А35Е и А45Е. Используя точную маркировку, производители металлических изделий выбирают соответствующие режимы обработки материалов.

Работа на металлорежущих станках-автоматах при изготовлении деталей из автоматно стали производится без частой смены инструмента, участие оператора сводится к минимуму. Стабильное крупносерийное или массовое производство обеспечивается за счет образования хрупкой стружки, легко удаляемой из зоны резания. Высокопроизводительное изготовление метизов различных конфигураций и размеров для промышленности и строительства из качественной автоматной стали удовлетворяет потребности многочисленных заказчиков.

Какие стали называются автоматными

Конструкционные стали повышенной обрабатываеиости.(Автоматные стали)

Эти стали маркируют буквой А (автоматная) и цифрами, показывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента. Если автоматная сталь легирована свинцом, то обозначение марки начинается с сочетания букв «АС». Чтобы не проявлялась красноломкость, в сталях увеличено количество марганца. Добавление в автоматные стали свинца, селена и теллура позволяет в 2-3 раза сократить расход режущего инструмента.
Улучшение обрабатываемости достигается модифицированием кальцием (вводится в жидкую сталь в виде силикокальция), который глобулизирует сульфидные включения, что положительно влияет на обрабатываемость, но не так активно, как сера и фосфор.
Сера образует большое количество сульфидов марганца, вытянутых в направлении прокатки. Сульфиды оказывают смазывающее действие, нарушая при этом сплошность металла. Фосфор повышает хрупкость феррита, облегчая отделение стружки металла во время процесса резания. Оба эти элемента способствуют уменьшению налипания на режущий инструмент и получению гладкой блестящей обрабатываемой поверхности.
Однако необходимо помнить, что повышение содержания серы и фосфора снижает качество стали. Стали, содержащую серу, имеют ярко выраженную анизотропию механических свойств и пониженную коррозионную стойкость.
Стали А11, А12, А20 используют для крепежных деталей и изделий сложной формы, не испытывающих больших нагрузок, но к ним предъявляются высокие требования по точности размеров и чистоты поверхности.
Стали А30 и А40Г предназначены для деталей, испытывающих более высокие напряжения.
Свинец содержащие стали широко применяют для изготовления деталей двигателя.
В автоматных селено содержащих сталях повышается обрабатываемость за счет образования селенидов, сульфоселенидов, которые обволакивают твердые оксидные включения и тем самым устраняют их истирающее действие. Кроме того, селениды сохраняют глобулярную форму после обработки давлением, поэтому практически не вызывают анизотропии свойств и не ухудшают коррозионную стойкость стали, как сера. Применение этих сталей снижает расход инструмента в два раза и до 30 % повышает производительность.

Углеродистые качественные конструкционные стали

В машиностроении применяют углеродистые качественные стали, поставляемые по ГОСТ 1050-88. Маркируются эти стали двузначными цифрами: сталь 05, 08, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, обозначающими среднее содержание углерода в сотых долях процента.
Спокойные стали маркируют без индекса, полуспокойные и кипящие — с индексом соответственно «пс» и «кп». Кипящие стали производят марок 05кп, 08кп, 10кп, 15кп, 20кп, полуспокойные — 08пс, 10пс, 15пс, 20пс.
Качественные стали широко применяются в машиностроении и приборостроении, так как за счет разного содержания углерода в них, а соответственно и термической обработки можно получить широкий диапазон механических и технологических свойств.
Низкоуглеродистые стали 05кп, 08кп, 10кп, 15кп, 20кп отличаются малой прочностью и высокой пластичностью в холодном состоянии. Эти стали в основном производят в виде тонкого листа и используют после отжига или нормализации для холодной штамповки с глубокой вытяжкой. Они легко штампуются из-за малого содержания углерода и незначительного количества кремния, что и делает их очень мягкими. Их можно использовать в автомобилестроении для изготовления деталей сложной формы. Глубокая вытяжка из листа этих сталей применяется при изготовлении консервных банок, эмалированной посуды и других промышленных изделий.
Спокойные стали 08, 10 применяют в отожженном состоянии для конструкций невысокой прочности — емкости, трубы и т. д.
Стали 10, 15, 20 и 25 также относятся к низкоуглеродистым сталям, они пластичны, хорошо свариваются и штампуются. В нормализованном состоянии в основном их используют для крепежных деталей — валики, оси и т. д.
Для увеличения поверхностной прочности этих сталей их цементуют (насыщают поверхность углеродом) и применяют для деталей небольшого размера, например слабонагруженных зубчатых колес, кулачков и т. д.
Среднеуглеродистые стали 30, 35, 40, 45, 50 и аналогичные стали с повышенным содержанием марганца 30Г, 40Г и 50Г в нормализованном состоянии отличаются повышенной прочностью, но соответственно меньшей вязкостью и пластичностью. В зависимости от условий работы деталей из этих сталей к ним применяют различные виды термообработки: нормализацию, улучшение, закалку с низким отпуском, закалку ТВЧ и др.
Среднеуглеродистые стали применяют для изготовления небольших валов, шатунов, зубчатых колес и деталей, испытывающих циклические нагрузки. В крупногабаритных деталях больших сечений из-за плохой прокаливаемости механические свойства значительно снижаются.

Конструкционная углеродистая качественная сталь