1.0718 Сталь (11SMnPb30): Свойства и основные применения

Сталь 1.0718 (11SMnPb30) является низколегированной сталью, в первую очередь классифицируемой как свободнообрабатывающая сталь. Она характеризуется отличной обрабатываемостью, что делает ее предпочтительным выбором для применений, где точность и эффективность обработки критически важны. Основные легирующие элементы в 1.0718 включают марганец (Mn) и свинец (Pb), которые улучшают ее механические свойства и обрабатываемость. Наличие свинца значительно улучшает обрабатываемость стали, позволяя проводить более плавную резку и снижая износ инструмента.

1 Всеобъемлющий обзор

Сталь 1.0718 известна своим уникальным сочетанием свойств, что делает ее подходящей для различных инженерных приложений. Ее ключевые характеристики включают высокую прочность, хорошую пластичность и отличную обрабатываемость. Добавление свинца не только улучшает обрабатываемость, но и способствует способности стали поддерживать размерную стабильность в процессе обработки.

Свойство	Описание
Классификация	Низколегированная свободнообрабатывающая сталь
Основные легирующие элементы	Марганец (Mn), Свинец (Pb)
Ключевые характеристики	Высокая прочность, отличная обрабатываемость, хорошая пластичность

Преимущества:
- Исключительная обрабатываемость благодаря содержанию свинца.
- Хорошее соотношение прочности к весу.
- Подходит для прецизионных компонентов и сложных геометрий.

Ограничения:
- Содержание свинца может вызывать экологические и здоровье-опасные проблемы во время обработки.
- Низкая коррозионная стойкость по сравнению с нержавеющими сталями.
- Ограниченные показатели при высокой температуре.

Исторически 1.0718 была широко использована в автомобильной и производственной отраслях для производства компонентов, таких как зубчатые колеса, валы и прецизионные fittings. Ее рыночная позиция сильна благодаря обладанию благоприятным соотношением цены и производительности, что делает ее распространенным выбором в различных приложениях.

2 Альтернативные названия, стандарты и эквиваленты

Стандартная организация	Обозначение/Градация	Страна/Регион происхождения	Примечания/Заметки
UNS	11SMnPb30	США	Ближайший эквивалент AISI 1212
AISI/SAE	1212	США	Незначительные изменения в составе
DIN	1.0718	Германия	Часто используется в Европе
EN	11SMnPb30	Европа	Обозначение свободнообрабатывающей стали
JIS	S12PB	Япония	Похожие свойства, разные стандарты
ISO	11SMnPb30	Международный	Стандартизированное обозначение

Различия между этими эквивалентными градациями часто заключаются в специфических процентах легирующих элементов, которые могут повлиять на такие свойства, как обрабатываемость и прочность. Например, хотя AISI 1212 является схожей, она может не содержать такого же уровня свинца, что влияет на ее обрабатываемость.

3 Ключевые свойства

3.1 Химический состав

Элемент	Процентный диапазон (%)
C (Углерод)	0.10 - 0.15
Mn (Марганец)	1.20 - 1.50
Pb (Свинец)	0.15 - 0.35
Si (Кремний)	0.15 - 0.40
P (Фосфор)	≤ 0.04
S (Сера)	≤ 0.05

Основные легирующие элементы в стали 1.0718 играют важные роли:
- Марганец (Mn): Увеличивает прочность и твердость, улучшая закаляемость.
- Свинец (Pb): Существенно улучшает обрабатываемость, позволяя проводить более плавную резку и снижая износ инструмента.
- Углерод (C): Способствует общей прочности и твердости, однако в меньших количествах по сравнению с другими легированными сталями.

3.2 Механические свойства

Свойство	Условие/Обработка	Типичное значение/диапазон (метр)	Типичное значение/диапазон (империя)	Справочный стандарт для метода испытаний
Удлинение	Отожженное	600 - 700 МПа	87 - 102 ksi	ASTM E8
Упругая прочность (0.2% смещение)	Отожженное	350 - 450 МПа	51 - 65 ksi	ASTM E8
Удлинение	Отожженное	20 - 30%	20 - 30%	ASTM E8
Твердость (Бринелля)	Отожженное	150 - 180 HB	150 - 180 HB	ASTM E10
Ударная прочность (Шарпи)	-40°C	30 - 40 Дж	22 - 30 фут-фунтов	ASTM E23

Механические свойства стали 1.0718 делают ее особенно подходящей для приложений, требующих высокой прочности и хорошей пластичности. Ее отличная обрабатываемость позволяет эффективно производить сложные детали, в то время как ее упругая прочность обеспечивает прочность конструкции под нагрузкой.

3.3 Физические свойства

Свойство	Условие/Температура	Значение (метр)	Значение (империя)
Плотность	-	7.85 г/см³	0.284 фунт/дюйм³
Температура плавления	-	1420 - 1460 °C	2590 - 2660 °F
Теплопроводность	20°C	45 Вт/м·К	31 BTU·дюйм/(ч·фут²·°F)
Удельная теплоемкость	20°C	460 Дж/кг·К	0.11 BTU/фунт·°F
Электрическое сопротивление	20°C	0.0006 Ω·м	0.000035 Ω·дюйм

Ключевые физические свойства, такие как плотность и теплопроводность, важны для приложений, где критичны вес и рассеивание тепла. Плотность стали 1.0718 делает ее подходящей для легких компонентов, в то время как ее теплопроводность позволяет эффективно управлять теплом в механических системах.

3.4 Коррозионная стойкость

Коррозионный агент	Концентрация (%)	Температура (°C/°F)	Рейтинг стойкости	Примечания
Хлориды	3-10	20-60 °C (68-140 °F)	Умеренный	Риск коррозии
Кислоты (Сера)	5-20	20-40 °C (68-104 °F)	Плохой	Подвержена SCC
Щелочные растворы	1-5	20-60 °C (68-140 °F)	Умеренный	Умеренная стойкость

Сталь 1.0718 демонстрирует умеренную коррозионную стойкость, особенно в средах с хлоридами и кислотными условиями. Она подвержена локализованной коррозии, такой как коррозия под напряжением и пitting. По сравнению с нержавеющими сталями, такими как AISI 304, которые предлагают превосходную коррозионную стойкость, 1.0718 менее подходяща для жестких условий.

4 Теплостойкость

Свойство/Предел	Температура (°C)	Температура (°F)	Примечания
Макс. температура непрерывной службы	300 °C	572 °F	Подходит для умеренных температур
Макс. температура прерывистого обслуживания	350 °C	662 °F	Только кратковременное воздействие
Температура растрескивания	400 °C	752 °F	Риск окисления за пределами этого предела

При повышенных температурах сталь 1.0718 сохраняет свою прочность, но может подвергаться окислению и растрескиванию. Не рекомендуется для приложений, требующих длительного воздействия высоких температур, поскольку механические свойства могут ухудшаться.

5 Свойства обработки

5.1 Сварочная способность

Процесс сварки	Рекомендуемый сварочный металл (классификация AWS)	Типичный защитный газ/флюс	Примечания
MIG	ER70S-6	Аргон + CO2	Рекомендуется подогрев
TIG	ER70S-2	Аргон	Хорошо для тонких секций
Электродная	E7018	-	Требует тщательного обращения

Сталь 1.0718, как правило, свариваема, но наличие свинца может усложнить процесс. Часто рекомендуется предварительный подогрев, чтобы минимизировать риск трещин. После сварки может потребоваться термообработка для снятия напряжений.

5.2 Обрабатываемость

Параметр обработки	Сталь 1.0718	AISI 1212	Примечания/Советы
Относительный индекс обрабатываемости	100	130	1.0718 немного менее обрабатываема
Типичная скорость резания (токарное)	80 м/мин	100 м/мин	Настройте инструменты для оптимальной работы

Сталь 1.0718 предлагает хорошую обрабатываемость, хотя она немного менее благоприятна, чем AISI 1212. Оптимальные скорости резания и инструменты должны быть выбраны для повышения производительности и снижения износа.

5.3 Формуемость

Сталь 1.0718 демонстрирует хорошую формуемость, что делает ее подходящей для холодных и жарких формовочных процессов. Однако следует проявлять осторожность, чтобы избежать чрезмерного упрочнения, что может привести к трещинам во время операций сгибания. Рекомендуемые радиусы изгиба должны соблюдаться для достижения оптимальных результатов.

5.4 Термообработка

Процесс обработки	Температурный диапазон (°C/°F)	Типичное время выдержки	Метод охлаждения	Основная цель / Ожидаемый результат
Отжиг	600 - 700 °C / 1112 - 1292 °F	1 - 2 часа	Воздух или вода	Смягчение, улучшение обрабатываемости
Закалка	850 - 900 °C / 1562 - 1652 °F	30 минут	Масло или вода	Закалка, повышенная прочность
Отпуск	400 - 600 °C / 752 - 1112 °F	1 час	Воздух	Снижение хрупкости, улучшение прочности

Процессы термообработки значительно влияют на микроструктуру и свойства стали 1.0718. Отжиг улучшает обрабатываемость, в то время как закалка и отпуск повышают прочность и стойкость.

6 Типичные приложения и конечные использования

Отрасль/Сектор	Пример конкретного применения	Ключевые свойства стали, используемые в этом применении	Причина выбора (кратко)
Автомобильный	Зубчатые колеса	Высокая прочность, отличная обрабатываемость	Прецизионные компоненты
Производство	Валы	Хорошая пластичность, прочность	Сложные геометрии
Авиакосмический	Крепежи	Высокое соотношение прочности к весу	Легкие и прочные

Другие применения включают:
- Прецизионные fittings
- Гидравлические компоненты
- Запчасти машин

Сталь 1.0718 выбирается для этих приложений благодаря благоприятному соотношению прочности, обрабатываемости и экономической эффективности, что делает ее идеальной для производства высокопрецизионных компонентов.

7 Важные соображения, критерии выбора и дальнейшие данные

Особенность/Свойство	Сталь 1.0718	AISI 1212	AISI 1045	Краткое примечание о преимуществах/недостатках или компромиссах
Ключевое механическое свойство	Хорошая прочность	Отличная обрабатываемость	Высшая прочность	1.0718 более экономически эффективна
Ключевой аспект коррозии	Умеренная стойкость	Хорошая стойкость	Умеренная стойкость	1.0718 менее устойчива к коррозии
Сварочная способность	Умеренная	Хорошая	Умеренная	1.0718 требует большего внимания при сварке
Обрабатываемость	Хорошая	Отличная	Умеренная	1.0718 легче обрабатывается, чем 1045
Формуемость	Хорошая	Умеренная	Хорошая	1.0718 имеет лучшую формуемость
Приблизительная относительная стоимость	Умеренная	Умеренная	Низкая	1.0718 имеет конкурентоспособную цену
Типичная доступность	Общая	Общая	Общая	Все градации легко доступны

При выборе стали 1.0718 нужно учитывать ее обрабатываемость, экономическую эффективность и пригодность для конкретных приложений. Хотя она может не предлагать такую же коррозионную стойкость, как нержавеющие стали, ее баланс свойств делает ее ценным выбором в многих инженерных контекстах. Кроме того, следует учитывать экологические последствия содержания свинца во время обработки и применения.