Transcript SCHEDA TECNICA dell`acciaio 16 MnCr5

Dati tecnici dell’acciaio
16MnCr5
È un ottimo acciaio da cementazione, legato al MnCr, che
all’elevata durezza dello strato cementato e temprato unisce
un’eccellente tenacità del nucleo, tanto che può sostituire
gli acciai al CrNi e NiCr. Possiede temprabilità medio bassa
e perciò può dare buone caratteristiche a nucleo fino a spessori di circa 20 mm. È facilmente lavorabile a caldo e saldabile. Può esser modificato con aggiunta di boro (vedi
16MnCrB5), che migliora la temprabilità, la lavorabilità e
soprattutto la tenacità dello strato cementato e temprato. È
discretamente lavorabile alle macchine utensili allo stato
normalizzato (indice lavorabilità vs. SAE 1212 = 65 a
190÷220 HB), ma soprattutto allo stato ricotto isotermico
bianco e nero. A richiesta può essere fornito con tenore di
zolfo controllato (vedi 16MnCrS5) per migliorare la lavorabilità. È sensibile ai fiocchi. Pertanto bisogna evitare
l’assorbimento di troppo idrogeno e, dopo fucinatura o
stampaggio, raffreddare molto lentamente nell’intervallo tra
i 450 e 250°C. Per evitare fragilità a caldo nelle operazioni
con forte deformazione si consiglia di mantenere basso il
contenuto di rame e di stagno, per rispettare la formula empirica: % Cu + 10 % Sn - % Ni ≤ 0,30 %. Le precauzioni
suggerite per evitare fiocchi e fragilità valgono per tutti gli
acciai da cementazione legati al MnCr, NiCr e CrNi.
Corrispondenza tra designazione nazionale e straniere
UNI EN 10084
Designazione superata
simbolica numerica
Italia
Germania Francia
16MnCr5 1.7131 16MnCr5 16MnCr5
16MC5
16MnCrS5
16MnCrS5 1.7139
SAE
AISI
≈5117
-
Limiti di composizione chimica percentuale su prodotto,
secondo UNI EN 10084, già comprensivi delle tolleranze
ammesse rispetto ai limiti di colata.
C
Mn
Si
S §)
P
Ni
Cr
Mo
0,75
0,12 0,96
≤ 0,040
≤
≤
*
*
1,15
0,21 1,35 0,43 0,015÷0,045 0,040
(§) Il contenuto di zolfo controllato si riferisce all’acciaio a lavorabilità migliorata.
(*) I limiti di concentrazione degli elementi non indicati nella
norma di riferimento sono desumibili dalla norma UNI EN 10020.
Per esempio: Ni ≤ 0,30; Mo ≤ 0,05; Cu ≤ 0,40; V ≤ 0,05 %.
L’Al è normalmente aggiunto in concentrazione 0,015÷0,035 %
per calmare l’acciaio e per il controllo del grano austenitico.
Temperature consigliate per lavorazioni e trattamenti
termici
Operazione eseguita
Lavorazione plastica a caldo
Normalizzazione
Ricottura subcritica
Ricottura isotermica normale
Ricottura bianco e nero
normale
globulare
Cementazione
Tempra a nucleo
Tempra della superficie cementata
Rinvenimento di distensione
Temperatura
°C
1100÷900
870÷890
650÷700
850÷920
650 x 1 h
1000÷1100
650 x 1 h
700 x 8 h
880÷980
860÷900
780÷820
150÷200
Mezzo di
spegnimento
aria
aria
aria
aria
aria
olio - sali
olio - sali
aria
Caratteristiche meccaniche del nucleo (valori impegnativi su provette longitudinali)
Stato
Ø barrotto
mm
Naturale
Normalizzato
Ricottura subcritica
Ricottura globulare
Ricottura isotermica
Temprato e disteso a 200 °C
11
30
63
Rm
N/mm2
685 max
730 max
685 max
595 max
470÷685
1030÷1375
740÷1030
685÷930
Rp0,2 min
N/mm2
735
490
440
A5 min
%
8
9
10
KCU min
J
25
25
25
HB
205 max
220 max
205 max
175 max
140÷205
310÷420
225÷310
205÷285
50
Acciaio
Acciaio 16MnCr5
16MnCr5
Banda Jominy. Temperatura d’austenitizzazione 870 °C.
Durezza HRC
40
Figura 4.57. Banda Jominy dell’acciaio 16MnCr5 e 16MnCrS5
UNI EN 10084.
Entrambi gli acciai 16MnCr5 e 16MnCrS5 possono essere forniti
con banda normale (+H) o con banda ristretta 2/3 superiore
(+HH) o 2/3 inferiore (+HL).
30
20
0
5 10 15 20 25 30 35 40 45
Distanza dall’estremità temprata (mm)
Diagramma di rinvenimento
Rm - Rp02 (N/mm2)
Rp0,2
1100
66
Z
1000
Z (%)
28
75
24
65
100 20
55
80
16
45
60
12
35
40
8
25
20
4
15
64
HRC
strato cementato
900
62
A5
800
700
KCU
600
100
200
300
400
500
600
200
A+F
200
220
240
A+F+C
500
F+C
330
100
101
56
0
AC1
700
Ms
M
300 Durezza HV
60
58
A
AC3
Temperatura (°C)
HRC
1200
A5 (%)
1300
900
Rm
KCU (J)
1400
Diagramma TTT
700
102
103
104
Tempo in secondi
Temperatura di rinvenimento (°C)
Figura 4.58. Diagramma di rinvenimento dell’acciaio 16MnCr5 e
16MnCrS5 UNI EN 10084. Barrotto Ø 11 mm, temprato da 870
°C. Durata rinvenimento 2 ore.
Figura 4.59. Diagramma TTT dell’acciaio16MnCr5 e 16MnCrS5
UNI EN 10084.
Composizione: C 0,16, Mn 1,15, Si 0,20, S 0,020, P 0,020, Cr 1,05
%. Grossezza del Grano G = 7.
Austenitizzato a 870 °C per 30 minuti.
Punti Critici: AC1 ≈ 740 °C; AC3 ≈ 840 °C;
Ms nucleo ≈ 400 °C; Ms strato cementato ≈ 200 °C.
Diagramma CCT
AC3
800
AC1
F20 5060 65
P
1
5 10
B
400
5
Ms
60
65
M
65 72
35 28
23
27
60
35
25
72
200
7
423
0
10-1
100
412
305
182
165
260 207
268
230 188 180
101
102
103
Tempo in secondi
Durezza HV
600
2 5
% trasformazione
Temperatura (°C)
1000
A
105
104
Figura 4.60. Diagramma CCT dell’acciaio 16MnCr5 e 16MnCrS5 UNI EN 10084 (SAE 5115).
Composizione: C 0,16, Mn 1,12, Si 0,22, P 0,035, S 0,008, Cr 0,99 Mo, 0,02, Ni 0,12, Al 0,015, V 0,01 %.
Grossezza del Grano G = 7-8.
Austenitizzato a 870 °C per 30 minuti.
Punti Critici: AC1 ≈ 740 °C; AC3 ≈ 850 °C; Ms nucleo ≈ 400 °C; Ms strato cementato ≈ 200 °C.
105