какой особенностью обладают автоматные стали

Утверждения, не подкреплённые источниками, могут быть поставлены под сомнение и удалены. Вы можете улучшить статью, внеся более точные указания на источники.

— разновидность конструкционной стали, разработанная для наиболее эффективного массового производства деталей на станках-автоматах.

Требования к свойствам

Для массового производства метизов (болтов, гаек, шпилек и пр.), а также деталей сложной формы были разработаны автоматные стали, допускающие производство с наименьшей себестоимостью и соответственного качества при производстве станками-автоматами. Для этого такие стали должны обладать наилучшей обрабатываемостью резанием (поскольку большинство операций производится именно таким образом), а значит обладать следующими свойствами:

Принцип действия элементов, содержащихся в автоматных сталях

Применяемые для данных целей легирующие элементы не особенно хорошо сказываются на механических характеристиках сплавов. Улучшая обрабатываемость, они снижают эксплуатационные свойства материала, поэтому использовать его рекомендуется только для металлопродукции неответственного назначения.

В итоге можно сказать, что эти сплавы обладают:

Изготовление

Свойства автоматных сталей обусловливается легирующими примесями и их количеством, а также последующей обработкой.

Легирование

Для получения необходимых свойств вводят следующие легирующие добавки (ГОСТ 1414-75

регламентирует химический состав автоматных сталей):

Содержание фосфора и серы в автоматных сталях должно быть строго ограничено из-за отрицательных свойств, которые они придают сплаву.

Обработка

Для улучшения свойств автоматная сталь дополнительно подвергается:

Автоматную сталь выплавляют как в мартеновских печах, так и конвертерным способом.

Для повышения механических свойств и улучшения обрабатываемости резанием прокат автоматической стали поставляют в нагартованном виде.

Автоматные стали

Механическая обработка резанием — основной технологический процесс изготовления большинства деталей машин. Обрабатываемость резанием определяется химическим составом и термической обработкой стали, от которых зависит структура и свойства заготовок. Для хорошего теплоотвода при обработке большое значение имеет такое физическое свойство, как теплопроводность.
Неудовлетворительной обрабатываемостью резанием характеризуются высоколегированные стали аустенитного класса. Они имеют низкий предел текучести и высокую пластичность, поэтому при резании образуется вязкая стружка, плохо отделяемая от заготовки. Аустенитные стали имеют низкую теплопроводность, что вызывает перегрев инструмента и снижение его эксплуатационной стойкости.

Обрабатываемость резанием особенно важна в тех производствах, где применяют автоматические линии механической обработки. Специально для них разработаны так называемые автоматные стали

, содержащие микродобавки: серу S, свинец Pb, селен Se, кальций Ca. Эти добавки улучшают обрабатываемость резанием благодаря различному воздействию на структуру сталей:

• сера образует химические соединения — сульфиды MemSn, которые оказывают смазывающее действие и повышают хрупкость стали, облегчая отделение и измельчение стружки;

• селен образует такие химические соединения, как селениды MemSen и сульфоселениды Mem(S,Se)n, которые обволакивают твердые частицы в сталях и устраняют их истирающее действие на инструмент;

• свинец не растворяется в сталях, он служит эффективным измельчителем стружки, а также снижает трение между заготовкой и инструментом;

• кальций образует включения, которые способны размягчаться и проявлять смазывающее действие; используется в сталях, предназначенных для обработки твердосплавным инструментом при высоких скоростях резания, когда возникают высокие температуры в зоне резания.

Автоматные стали маркируют согласно ГОСТ 1414—75:

стали (0,08…0,30 % S) маркируют буквой А и числом, означающим среднее содержание углерода (умноженное на 100), — A11, А20, А35, А40Г; количество марганца в сталях составляет 0,70…1,55 %;

— к маркировке селенсодержащих

сталей (0,04…0,12 % Se) добавляют букву E в углеродистых (А35Е, А45Е) и хромистой (А40ХЕ) сталях;

— в маркировке свинецсодержащих

сталей (0,15…0,35 % Pb) добавляют букву С, после которой указывают содержание углерода (умноженное на 100). Стали подразделяют на углеродистые с повышенным содержанием серы (AC 14, АС40, АС35Г2, АС45Г2) и легированные (АС12ХН, АС14ХГН, АС40ХГНМ и др.);

автоматные стали (0,002…0,008 % Ca) в маркировке содержат букву Ц (АЦ20, АЦ40Х и др.).

В зависимости от химического состава автоматные стали применяют для изготовления различных деталей машин (табл. 14.13).

Применение

Из автоматных сталей изготовляют как различные метизы с невысокими требованиями к механическим свойствам (с повышенным содержанием серы и фосфора), так и более ответственные детали — валы, шестерни и др. (кальцийсодержащие стали), а легированные хромистые и хромоникелевые стали с присадкой свинца и кальция используются для изготовления нагруженных деталей в автомобильной и тракторной промышленности. Показатели прочности автоматных сталей соответствуют аналогичным конструкционным, но пластичность их из-за повышенного содержания серы и фосфора в 1,5—2 раза ниже. Ковка автоматных сталей производится в интервале температур 950—1200 °C.

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ

4.1. Химический состав стали определяют по ГОСТ 12344, ГОСТ 12345, ГОСТ 12346, ГОСТ 12347, ГОСТ 12348, ГОСТ 12350, ГОСТ 12352, ГОСТ 12354, ГОСТ 12355, ГОСТ 28473, ГОСТ 22536.0, ГОСТ 22536.1, ГОСТ 22536.2, ГОСТ 22536.3, ГОСТ 22536.4, ГОСТ 22536.5, ГОСТ 22536.7, ГОСТ 22536.8, ГОСТ 22536.9 или другими методами, обеспечивающими необходимую точность. Массовую долю свинца определяют по методу, приведенному в приложении.

При возникновении разногласий между потребителем и изготовителем химический состав стали определяют по указанным стандартам.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

4.2. Качество поверхности проверяют без применения увеличительных приборов. При необходимости производят светление или травление поверхности, а для проката со специальной отделкой поверхности диаметром до 3 мм включительно осмотр производят при увеличении до 10×.

Допускается применять неразрушающие методы контроля.

4.1. — 4.2. (Измененная редакция, Изм. № 1).

4.3. Контроль макроструктуры стали методом травления или по излому производят по ГОСТ 10243, а ультразвуком — по методике предприятия- изготовителя.

4.4. Отбор проб для механических испытаний производят по ГОСТ 7564.

4.5. Испытания на растяжение проводят по ГОСТ 1497 на продольных двух образцах. Допускается проводить испытания на натурных образцах из прутков сечением менее 20 мм.

Испытание на ударную вязкость при нормальной температуре проводят на двух образцах типа 1 ГОСТ 9454.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

4.6. Определение глубины обезуглероженного слоя производят методом М по ГОСТ 1763, на трех образцах.

4.7. Определение величины зерна аустенита проводят по ГОСТ 5639, на одном образце.

4.8. Определение твердости по Бринеллю производят по ГОСТ 9012.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

4.9. Прокаливаемость определяют методом торцовой закалки по ГОСТ 5657.

4.10. Сталь одной плавки, прошедшую испытания на макроструктуру, Прокаливаемость и механические свойства на крупных профилях проката, при поставке в более мелких профилях проката перечисленным испытаниям допускается не подвергать.

4.11. По согласованию изготовителя с потребителем допускается применять статистические и неразрушающие методы контроля механических свойств на растяжение по нормативно-технической документации, утвержденной в установленном порядке.

В спорных случаях испытания механических свойств на растяжение проводят по ГОСТ 1497.

Маркировка

Автоматные стали обозначают литерой А

, последующая цифра в маркировке обозначает содержание углерода в сотых долях процента, далее идёт буквенно-цифровое обозначение легирующих добавок (согласно общему обозначению марок конструкционных сталях).

Автоматные стали А12

,
А20
с повышенным содержанием серы и фосфора используются для изготовления малонагруженных деталей на станках-автоматах (болты, винты, гайки, мелкие детали швейных, текстильных и других машин). Эти стали обладают улучшенной обрабатываемостью резанием, поверхность деталей получается чистой и ровной. Износостойкость может быть повышена цементацией и закалкой.

и
А40Г
предназначены для деталей, испытывающих более высокие нагрузки.

Легированные хромистые и хромоникелевые стали с присадкой свинца и кальция АЦ45Г2

,
АСЦ30ХМ
,
АС20ХГНМ
используются для изготовления нагруженных деталей (закалка от 830—900 °С в масле и отпуск на требуемую твёрдость).

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).

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:

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:

Источник

Автоматная сталь. Марки автоматных сталей. Термообработка автоматной стали.