Czym jest stal łożyskowa 1.3505 i jakie ma właściwości
Stal łożyskowa to wysokowęglowa stal chromowa, której zadaniem jest przenoszenie bardzo dużych nacisków kontaktowych w łożyskach tocznych. Najpopularniejszym gatunkiem jest 1.3505 (100Cr6 / ŁH15). Zawiera ok. 1% węgla i 1,35-1,60% chromu, dzięki czemu po hartowaniu i niskim odpuszczaniu osiąga twardość rzędu 60-64 HRC.
Przed obróbką cieplną materiał musi jednak dać się obrabiać, dlatego dostarcza się go zwykle po wyżarzaniu sferoidyzującym (+AC) lub w stanie poprawiającym skrawalność (+S). Sferoidalny cementyt w miękkiej osnowie ułatwia skrawanie, a twardość w stanie dostawy jest wyraźnie niższa niż po hartowaniu.
O trwałości łożyska decyduje także czystość metalurgiczna, ponieważ wtrącenia niemetaliczne mogą inicjować pęknięcia zmęczeniowe. Przed wdrożeniem partii do produkcji technolog powinien więc sprawdzić jej parametry w świadectwie 3.1.
Wpływ twardości i odporności na zużycie elementów tocznych
Hartowanie i niskie odpuszczanie stali łożyskowej do 60-64 HRC zapewnia odporność na zmęczenie stykowe i ogranicza zużycie ścierne elementów tocznych.
Pod cyklicznym naciskiem kontaktowym w warstwie podpowierzchniowej powstają mikropęknięcia, które prowadzą do łuszczenia i wykruszeń (spalling). Wysoka twardość, drobne węgliki i niska zawartość wtrąceń opóźniają ten proces, dlatego bieżnie i pierścienie wymagają takiej struktury.
Zastosowania przemysłowe stali łożyskowej w podzespołach
Stal łożyskowa stosowana jest głównie do wytwarzania pierścieni, bieżni, wałeczków, igiełek, tulei precyzyjnych oraz elementów prowadnic liniowych. Wykorzystuje się ją także w prowadnicach maszynowych i przyrządach pomiarowych, gdzie liczy się stabilna, twarda powierzchnia.
Stal łożyskowa pracuje przede wszystkim pod naciskami kontaktowymi, dlatego jej właściwości dobiera się inaczej niż w stalach narzędziowych, przeznaczonych na narzędzia tnące i kształtujące, czy w stalach konstrukcyjnych, z których wykonuje się elementy nośne. Ograniczeniem jest brak odporności na korozję oraz bardzo ograniczona spawalność, więc w środowisku agresywnym lub przy konstrukcjach spawanych zwykle wybiera się inne materiały. Pręty po cięciu poddaje się zazwyczaj obróbce skrawaniem, hartowaniu i szlifowaniu.
W razie wątpliwości co do doboru materiału warto skonsultować się z doradcą Multistal, który pomoże określić gatunek, formę, wymiar i wariant dostawy.
Jeśli projekt wymaga odporności na korozję lub spawania, warto sprawdzić pozostałe gatunki stali dostępne w ofercie Multistal.
Klasyfikacja hutnicza i oznaczenia gatunku 100Cr6 / 1.3505
Gatunek 1.3505 funkcjonuje na rynku pod kilkoma oznaczeniami: 100Cr6 wg EN ISO 683-17, ŁH15 wg PN, AISI/SAE 52100 w specyfikacji amerykańskiej oraz SUJ2 w normie japońskiej.
Ponieważ w dokumentacji technicznej i na rysunkach występują one zamiennie, łatwo o pomyłkę przy zamawianiu. Są to odpowiedniki stosowane rynkowo, dlatego przed zamianą należy porównać wymagania normy i specyfikacji zamówienia, w tym dotyczące czystości, stanu dostawy i zakresu badań.
Zapytanie w Multistal można złożyć przez formularz lub bezpośrednio u doradcy. Dla sprawnej wyceny warto w nim wskazać gatunek, formę wyrobu, średnicę lub przekrój, długość, ilość, stan dostawy, wymagany dokument jakościowy oraz ewentualne cięcie. Dostępność i zakres wymiarów są potwierdzane dla konkretnego zamówienia, a przy szacowaniu ilości pomocny będzie kalkulator masy stali.
Kryteria doboru chemicznego stali łożyskowej 100Cr6
O właściwościach stali łożyskowej decyduje przede wszystkim skład chemiczny. Węgiel na poziomie ok. 1% odpowiada za twardość i tworzenie węglików, a chrom i mangan wspierają hartowność, dzięki czemu po hartowaniu powstaje martenzyt z drobnymi węglikami. Równie istotne są limity zanieczyszczeń, ponieważ siarka i fosfor sprzyjają wtrąceniom, które mogą inicjować pęknięcia zmęczeniowe.
Skład stali 1.3505 obejmuje: C 0,93-1,05%, Cr 1,35-1,60%, Mn 0,25-0,45% i Si 0,15-0,35%, a limity dla pozostałych pierwiastków wynoszą: P 0,025%, S 0,015%, Mo 0,10%, Cu 0,30% i Al 0,05%.
Porównanie stali łożyskowej i stali sprężynowej
Stal łożyskowa hartuje się na wskroś do 60-64 HRC, a stal sprężynowa ma wyższą sprężystość i niższą twardość, ok. 45-50 HRC. Poniżej zestawienie 100Cr6 ze stalami sprężynowymi: 51CrV4 i 65Mn.
| Cecha | Stal łożyskowa (100Cr6) | Stal sprężynowa (51CrV4, 65Mn) |
| Przeznaczenie | bieżnie, pierścienie, elementy toczne | sprężyny, resory |
| Kluczowa cecha | odporność na naciski kontaktowe i ścieranie | granica sprężystości, odkształcenia sprężyste |
| Twardość robocza | 60-64 HRC | ok. 45-50 HRC |
Stal łożyskowa pracuje przy naciskach powierzchniowych, sprężynowa przy zmiennych obciążeniach sprężystych. To odrębne grupy stali stopowych, nie są więc bezpośrednimi zamiennikami, a dobór wymaga sprawdzenia wymagań projektu.
Powiązane materiały
Oprócz stali łożyskowej w ofercie Multistal dostępne są także inne gatunki, które mogą być potrzebne w projekcie:
- stal do ulepszania cieplnego i hartowania: gatunki konstrukcyjne, którym wymaganą wytrzymałość i twardość nadaje obróbka cieplna;
- stal martenzytyczna nierdzewna: stal łącząca odporność na korozję z możliwością hartowania;
- stal sprężynowa: materiał o wysokiej granicy sprężystości, przeznaczony na elementy pracujące przy zmiennych obciążeniach.
Jeśli potrzebny jest inny gatunek, warto sprawdzić pełny asortyment stali jakościowej i wybrać materiał dopasowany do projektu.
Pytania i odpowiedzi
Jak zweryfikować atest 3.1 dla zakupionej stali łożyskowej 1.3505?
Weryfikację atestu 3.1 należy zacząć od porównania oznaczenia gatunku oraz numeru partii lub wytopu z oznaczeniem na materiale, etykietą i dokumentami dostawy. Następnie w świadectwie 3.1 wg EN 10204 sprawdza się skład chemiczny (np. C 0,93-1,05% i Cr 1,35-1,60% dla gatunku 1.3505) oraz wyniki badań wymagane w specyfikacji lub zamówieniu, na przykład twardość w stanie dostawy. W razie wątpliwości można skontaktować się z doradcą technicznym Multistal.
Czy stal łożyskowa 1.3505 nadaje się do produkcji wałeczków i igiełek do łożysk?
Tak, 100Cr6 jest typowym gatunkiem na wałeczki i igiełki. Wysoka zawartość węgla i chromu zapewnia głęboką hartowność w przekrojach do ok. 30 mm, a po hartowaniu i niskim odpuszczaniu twardość sięga 60-64 HRC, co ogranicza zużycie zmęczeniowe.
Czym różni się stal łożyskowa 1.3505 od stali narzędziowej 1.2379?
100Cr6 zawiera ok. 1% C i ok. 1,5% Cr, a stal narzędziowa 1.2379 (X153CrMoV12) ok. 1,5% C, ok. 12% Cr oraz dodatki Mo i V. Stal łożyskowa pracuje na naciski kontaktowe w elementach łożysk, a 1.2379 służy do narzędzi, np. matryc i wykrojników. Nie są to bezpośrednie zamienniki.
Czy stal łożyskowa 1.3505 może być dostarczona w postaci blachy lub płyty?
Standardowo gatunek 1.3505 oferowany jest w prętach okrągłych, w aktualnej ofercie o średnicach Ø10-252 mm. Blachy i płyty nie są typową formą tego gatunku, dlatego możliwość dostawy należy potwierdzić w zapytaniu. Większe średnice i wymiary niestandardowe także wymagają indywidualnego potwierdzenia. Multistal realizuje cięcie na wymiar.