Автоматная сталь

В статье есть список источников, но не хватает сносок. Без сносок сложно определить, из какого источника взято каждое отдельное утверждение. Вы можете улучшить статью, проставив сноски на источники, подтверждающие информацию. Сведения без сносок могут быть удалены. (5 ноября 2017)

Автоматная сталь — разновидность конструкционной стали, разработанная для наиболее эффективного массового производства неответственных деталей на станках-автоматах при высокой скорости резания. Эти стали содержат повышенное количество серы и фосфора^[1], обладают хорошей обрабатываемостью резанием.

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

• лёгким надломом стружки для её быстрого удаления;
• малой шероховатостью получаемой поверхности;
• обеспечивать наименьший износ режущего инструмента;
• допускать резание деталей на повышенных скоростях для увеличения производительности.

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

Для получения необходимых свойств в автоматные стали вводят следующие легирующие добавки (ГОСТ 1414-75 регламентирует химический состав автоматных сталей):

• Сера (0,08—0,2 %) — введение серы приводит к созданию в сплаве сульфидов марганца, способствующих улучшению надлома стружки (дисперсные сульфидные включения нарушают сплошность сплава, в результате стружка ломается, а не навивается на деталь и инструмент), получению низкой шероховатости обработанной поверхности, а также оказывает смазывающее действие (эффект «сухой смазки»), уменьшая трение между обрабатываемой поверхностью, стружкой и инструментом, что повышает стойкость режущего инструмента.
• Фосфор (0,06—0,15 %) — наряду с серой улучшает обработку резанием;
• Свинец (0,15—0,30 %) — повышает стойкость инструмента в 3 раза, а допустимую скорость резания на 25—50 %;
• Селен (0,04—0,10 %);
• Кальций — образует в зоне резания кальцийсодержащий слой толщиной несколько микрометров, играющий роль внутренней смазки и препятствующий адгезии; кроме того, наличие кальция в стали при определённых скоростях резания приводит к возникновению на поверхности обрабатывающего инструмента отложений, предотвращающих и компенсирующих износ;
• Теллур;
• Висмут — обладает способностью смазки в зоне резки;
• Никель;
• Хром;
• Марганец (0,7—1,7 %).

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

Для улучшения свойств автоматная сталь дополнительно подвергается:

• диффузионному отжигу при температуре 1100—1150 °С, для устранения ликвации (неоднородности содержания по объёму) серы;
• цементации;
• цианированию;
• закалке с высоким отпуском.

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.

Наличие серы и фосфора в повышенных количествах снижает вязкость и пластичность автоматных сталей, поэтому они имеют пониженную прочность и склонны к разрушению. Кроме того фосфор и сера придают такой стали красноломкость и хладноломкость, отрицательно влияющие на её свойство. Для преодоления этих недостатков применяют кальцийсодержащие автоматные стали, лишённые вышеуказанных недостатков.

Автоматная сталь обладает плохой свариваемостью.

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.

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.

Стали А30 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).

• Автоматная сталь. Марки автоматных сталей. Термообработка автоматной стали.
• Конструкционные стали и инструментальные материалы

• Ривлин Ю. И., Коротков М. А., Чернобыльский В. Н. Металлы и их заменители. — М.: Металлургия, 1973. — 440 с.
• Лахтин Ю. М. Основы металловедения. — М.: Металлургия, 1988. — 320 с.
• Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3 т. Т. 1. — 9-е изд., перераб. и доп./ под ред. И. Н. Жестковой. — М.: Машиностроение, 2006. — 928 с. — ISBN 5-217-03343-6 (Т. 1)
• Degarmo, E. Paul; Black, J T.; Kohser, Ronald A. (2003), Materials and Processes in Manufacturing (9th ed.), Wiley, ISBN 0-471-65653-4.