1117 Сталь: Обзор свойств и ключевых применений

Сталь 1117 классифицируется как среднеуглеродистая легированная сталь, известная своим отличным обработкой и хорошими механическими свойствами. Она содержит сбалансированный состав углерода, марганца и других легирующих элементов, которые улучшают ее работу в различных применениях. Основные легирующие элементы в стали 1117 включают:

• Углерод (C): Обычно примерно 0,13% до 0,20%, что способствует твердости и прочности.
• Марганец (Mn): Приблизительно 0,60% до 0,90%, что улучшает закаливаемость и прочность на растяжение.
• Железо (Fe): Баланс состава, предоставляющий основную структуру стали.

Характеристики и свойства

Сталь 1117 характеризуется хорошей пластичностью, прочностью и ударной вязкостью, что делает ее подходящей для широкого спектра инженерных применений. Ее врожденные свойства включают:

• Высокая обрабатываемость: Эта марка стали часто используется в прецизионной обработке из-за своих благоприятных резательных характеристик.
• Хорошая свариваемость: Хотя ее можно сваривать, часто рекомендуется предварительный прогрев и термическая обработка после сварки для избежания трещин.
• Умеренная закаливаемость: Ее можно закаливать для достижения более высоких уровней твердости, что делает ее универсальной для различных применений.

Преимущества и ограничения

Преимущества (Плюсы)	Ограничения (Минусы)
Отличная обрабатываемость	Ограниченная коррозионная стойкость
Хорошая свариваемость	Умеренная закаливаемость по сравнению с более легированными сталями
Подходит для термической обработки	Не идеальна для высокотемпературных процессов

Сталь 1117 занимает значительное место на рынке благодаря сбалансированным свойствам и экономической эффективности. Она обычно используется в производстве автомобильных компонентов, деталей машин и различных строительных приложений.

Альтернативные названия, стандарты и эквиваленты

Стандартная организация	Обозначение/Группа	Страна/Регион происхождения	Заметки/Комментарии
UNS	G11170	США	Ближайший эквивалент AISI 1018
AISI/SAE	1117	США	Незначительные отличия в составе по сравнению с AISI 1015
ASTM	A108	США	Стандартная спецификация для холоднокатаных углеродных сталей
EN	1.0718	Европа	Эквивалент C45E
JIS	S45C	Япония	Похожие свойства, но с другим содержанием углерода

В таблице выше выделены различные обозначения и стандарты, связанные со сталью 1117. Примечательно, что хотя такие марки, как AISI 1018 и 1117, часто считаются эквивалентными, у 1117 обычно немного выше содержание марганца, что может улучшить ее закаливаемость и прочность.

Ключевые свойства

Химический состав

Элемент (Символ и название)	Диапазон процентов (%)
C (Углерод)	0,13 - 0,20
Mn (Марганец)	0,60 - 0,90
Fe (Железо)	Баланс

Основные легирующие элементы в стали 1117 играют ключевую роль в определении ее свойств. Углерод увеличивает твердость и прочность, в то время как марганец улучшает закаливаемость и прочность на растяжение, что делает ее подходящей для приложений, требующих хорошей износостойкости.

Механические свойства

Свойство	Условие/Температура	Типичное значение/Диапазон (метрическая)	Типичное значение/Диапазон (имперская)	Справочный стандарт для метода испытания
Прочность на растяжение	Отожженная	450 - 650 МПа	65 - 95 ksi	ASTM E8
Прочность на текучесть (с 0,2% остатка)	Отожженная	250 - 400 МПа	36 - 58 ksi	ASTM E8
Удлинение	Отожженная	20 - 30%	20 - 30%	ASTM E8
Твердость (по Роквеллу B)	Отожженная	80 - 90 HRB	80 - 90 HRB	ASTM E18
Ударная вязкость (по Шарпи)	-40°C	30 - 50 Дж	22 - 37 фут-фунт	ASTM E23

Сочетание этих механических свойств делает сталь 1117 особенно подходящей для приложений, требующих хорошей прочности и пластичности, таких как в автомобилестроении и машиностроении. Ее умеренная прочность на текучесть и прочность на растяжение позволяет ей выдерживать значительные механические нагрузки, сохраняя при этом структурную целостность.

Физические свойства

Свойство	Условие/Температура	Значение (метрическая)	Значение (имперская)
Плотность	-	7,85 г/см³	0,284 фунт/дюйм³
Температура плавления	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Теплопроводность	20°C	50 Вт/м·К	34,5 BTU·дюйм/ч·фт²·°F
Удельная теплоемкость	-	460 Дж/кг·К	0,11 BTU/фунт·°F

Плотность и температура плавления стали 1117 указывают на ее пригодность для высокотемпературных приложений, в то время как ее теплопроводность предполагает эффективное рассеивание тепла, что полезно в процессе обработки.

Коррозионная стойкость

Коррозионный агент	Концентрация (%)	Температура (°C)	Рейтинг стойкости	Заметки
Хлориды	3-5	25	Умеренная	Риск точечной коррозии
Серная кислота	10-20	20	Плохо	Не рекомендуется
Гидроксид натрия	5-10	25	Умеренная	Подвержена коррозионным трещинам под напряжением

Сталь 1117 демонстрирует умеренную коррозионную стойкость, особенно в средах с хлоридами и щелочными веществами. Однако ее не рекомендуется использовать в высококоррозионных средах, таких как среды с сильными кислотами. По сравнению с нержавеющими сталями, такими как 304 или 316, сталь 1117 значительно менее устойчива к коррозии, что делает ее менее подходящей для применения в жестких условиях.

Термическая стойкость

Свойство/Предел	Температура (°C)	Температура (°F)	Заметки
Макс. температура непрерывной работы	400	752	Подходит для умеренных температур
Макс. интермиттирующая температура	500	932	Может выдерживать кратковременное воздействие
Температура окаливания	600	1112	Риск окисления выше этой температуры

При повышенных температурах сталь 1117 сохраняет свою прочность, но может подвергаться окислению при длительном воздействии. Ее производительность в высокотемпературных применениях ограничена по сравнению с более легированными сталями.

Свойства обработки

Сварка

Процесс сварки	Рекомендуемый наполнитель (классификация AWS)	Типичный защитный газ/покой	Заметки
MIG	ER70S-6	Аргон + CO2	Рекомендуется предварительный прогрев
TIG	ER70S-2	Аргон	Может потребоваться термическая обработка после сварки

Сталь 1117 обычно хорошо сваривается, но нужно быть осторожным, чтобы избежать трещин. Предварительный прогрев перед сваркой и термическая обработка после сварки могут помочь уменьшить эти риски, обеспечивая прочное сварное соединение.

Обрабатываемость

Параметр обработки	Сталь 1117	AISI 1212	Заметки/Советы
Относительный индекс обрабатываемости	100	130	1117 менее обрабатываема, чем 1212
Типичная скорость резания (фрезерование)	50 м/мин	60 м/мин	Регулируйте скорости в зависимости от инструмента

Сталь 1117 предлагает хорошую обрабатываемость, хотя она чуть менее обрабатываема, чем AISI 1212. Для достижения лучших результатов следует использовать оптимальные скорости резания и инструменты.

Формуемость

Сталь 1117 демонстрирует хорошую формуемость, что делает ее подходящей для процессов холодной и горячей обработки. Ее можно сгибать и формовать без значительного риска трещин, хотя следует быть осторожным, чтобы избежать чрезмерной работы закалки.

Термическая обработка

Процесс обработки	Диапазон температур (°C/°F)	Типичное время выдержки	Метод охлаждения	Основная цель / Ожидаемый результат
Отжиг	600 - 700 / 1112 - 1292	1 - 2 часа	Воздух	Улучшить пластичность и снизить твердость
Закалка	800 - 900 / 1472 - 1652	30 минут	Масло или вода	Увеличить твердость и прочность
Нормализация	400 - 600 / 752 - 1112	1 час	Воздух	Снизить хрупкость и улучшить ударную вязкость

Процессы термической обработки значительно влияют на микроструктуру и свойства стали 1117. Отжиг улучшает пластичность, в то время как закалка увеличивает твердость. Нормализация крайне важна для балансировки твердости и ударной вязкости.

Типичные применения и конечные использования

Отрасль/Сектор	Конкретный пример применения	Ключевые свойства стали, используемые в этом применении	Причина выбора (кратко)
Автомобильная	Валы привода	Высокая прочность, хорошая обрабатываемость	Необходима для долговечности
Машиностроение	Кривошипы	Ударная вязкость, пластичность	Необходима для устойчивости к ударам
Строительство	Структурные компоненты	Прочность, свариваемость	Критическая для структурной целостности

Другие применения стали 1117 включают:

• Производство крепежных элементов и болтов
• Производство прецизионных обработанных деталей
• Использование в компонентах автомобильной подвески

Выбор стали 1117 в этих приложениях в первую очередь обусловлен ее сбалансированными свойствами, обрабатываемостью и свариваемостью, что делает ее универсальным выбором для различных инженерных нужд.

Важные соображения, критерии выбора и дальнейшие замечания

Особенность/Свойство	Сталь 1117	AISI 1018	AISI 4140	Краткая заметка о плюсах/минусах или компромиссах
Ключевое механическое свойство	Умеренная прочность	Низкая прочность	Высокая прочность	1117 предлагает сбалансированные свойства
Ключевой аспект коррозии	Умеренная	Умеренная	Хорошая	4140 имеет лучшую коррозионную стойкость
Свариваемость	Хорошая	Хорошая	Умеренная	4140 может требовать предварительного прогрева
Обрабатываемость	Хорошая	Отличная	Умеренная	1117 проще обрабатывать, чем 4140
Формуемость	Хорошая	Хорошая	Умеренная	4140 менее формуемая из-за более высокого содержания легирующих элементов
Приблизительная относительная стоимость	Умеренная	Низкая	Высокая	1117 экономически эффективна для многих применений
Типичное наличие	Общее	Очень общее	Общее	1117 широко доступна в различных формах

При выборе стали 1117 следует учитывать ее экономическую эффективность, наличие и пригодность для конкретных приложений. Хотя она предлагает хорошие механические свойства, она может быть не лучшим выбором для сред с высоким требованием к коррозионной стойкости или экстремальным температурам. Ее обрабатываемость и свариваемость делают ее предпочтительным вариантом для прецизионных компонентов в различных отраслях.