Acciaio al carbonio 12L14: composizione chimica, proprietà, metodi di lavorazione e campi di applicazione
- Walter
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Panoramica
12L14 è una lega di acciaio auto-tagliante nota per la sua eccellente lavorabilità. L'acciaio al carbonio 12L14 è una scelta popolare per applicazioni che richiedono eccezionale lavorabilità e precisione. La sua composizione, con aggiunta di zolfo e fosforo, facilita una lavorazione efficiente, rendendolo un materiale prezioso per la produzione di piccoli componenti complessi in vari settori industriali.
Cos'è l'acciaio al carbonio?
Acciaio al carbonio è un acciaio in cui il ferro e il carbonio sono gli elementi più presenti, mentre gli altri elementi sono presenti in quantità minori. L'acciaio al carbonio con contenuto medio di carbonio, ovvero da 0,05% a 2,0%, viene prodotto a seconda della qualità e dell'applicazione. L'acciaio al carbonio è considerato per la sua resistenza, durezza e resistenza a lungo termine, che lo rendono ampiamente utilizzato in diversi settori come l'edilizia, la produzione, l'automobile e le infrastrutture. L'acciaio è diviso in quattro tipi in base al contenuto e alle caratteristiche di carbonio, come acciaio a basso tenore di carbonio (acciaio dolce), acciaio a medio carbonio e acciaio ad alto tenore di carbonio. Oltre al fatto che l'acciaio al carbonio può essere ulteriormente legato (miscelato) con elementi come manganese, silicio e zolfo per migliorare alcuni attributi come resistenza, duttilità e lavorabilità. Poiché è uno dei tipi di acciaio più resistenti e convenienti utilizzati nella produzione di parti, componenti, parti di macchinari, tubi, telai di automobili e altre applicazioni.
Quali sono le caratteristiche dell'acciaio al carbonio 12L14?
12L14 noto come acciaio ad alto contenuto di zolfo e piombo è famoso per la sua elevata lavorabilità. Questa aggiunta di solfuri di manganese alla composizione standard del grado Fe conferirà caratteristiche di rompitruciolo durante il processo di taglio dei metalli e ridurrà drasticamente l'usura della fresa per produrre un'eccellente finitura superficiale delle parti lavorate. Questo acciaio non è resistente come altri acciai al carbonio, ma fornisce comunque un'eccellente resistenza e duttilità per l'uso in diverse applicazioni dell'acciaio inossidabile. Seguendo le procedure convenzionali può essere saldato, ma sono necessarie alcune precauzioni, in quanto l'elemento contiene zolfo e piombo. Questo acciaio è conveniente ed è noto per il suo ampio utilizzo in componenti automobilistici, boccole, raccordi e dispositivi di fissaggio. Pertanto le sue esigenze sono elevate a causa della lavorazione precisa e delle elevate capacità produttive.
Qual è la base di denominazione per l'acciaio al carbonio 12L14?
La base della denominazione per l'acciaio al carbonio 12L14 deriva dalla sua composizione e conformazione alla standardizzazione nel sistema AISI (American Iron and Steel Institute). Il “12” in 12L14 indica il contenuto medio di carbonio, circa 0,12%. La ′L′ indica che l'altro elemento che è il piombo è presente nella lega. Riassumendo, la cifra “14” mostra uno zolfo pari a circa 0,14%. Una designazione numerica di natura alfanumerica offre un metodo standardizzato per identificare e classificare gli acciai al carbonio in base alla loro composizione e proprietà. Ciò consente di migliorare la comunicazione e la comprensione tra gli operatori del settore.
Composizione chimica dell'acciaio al carbonio 12L14
Elemento | Contenuto (%) |
Ferro, Fe | 97,91 – 98,7 |
Manganese, Mn | 0,85 – 1,15 |
Zolfo, S | 0,260 – 0,35 |
Piombo, Pb | 0,15 – 0,35 |
Carbonio, C | 0.15 |
Fosforo, P | 0,040 – 0,090 |
L'influenza della composizione dell'acciaio al carbonio 12L14 sulle sue proprietà
L'acciaio al carbonio 12L14 è ampiamente utilizzato come materiale di base perché può essere utilizzato in una varietà di applicazioni. Contiene circa 0,12 % del carbonio che gli conferisce resistenza e durezza, pur mantenendo la sua modellabilità. Il manganese contribuisce alla temprabilità e alla resistenza dell'acciaio, mentre lo zolfo, circa 0,15%, migliora la lavorabilità formando solfuri di manganese riducendo i costi di produzione e prolungando la durata di qualsiasi utensile. Viene aggiunto anche piombo per migliorare ulteriormente la lavorabilità agendo come lubrificante, quindi è in grado di ridurre l'attrito tra l'utensile da taglio e il pezzo da lavorare. La composizione di 12L14 è controllata con precisione per fornire eccezionali caratteristiche di lavorabilità che lo rendono perfetto per applicazioni orientate alla lavorazione meccanica nell'industria in cui la precisione è massima e i volumi di produzione sono elevati, quindi adatto per componenti e elementi di fissaggio automobilistici.
Proprietà fisiche dell'acciaio al carbonio 12L14
Proprietà | metrico | Imperiale |
Densità | 7,87 g/cm3 | 0,284 libbre/pollici³ |
Proprietà meccaniche dell'acciaio al carbonio 12L14
Proprietà | metrico | Imperiale |
Acciaio 12L14 Resistenza alla trazione | 540 MPa | 78300 psi |
Forza di snervamento | 415 MPa | 60200 psi |
Modulo di volume (tipico per l'acciaio) | 140 GPa | 20300 ksi |
Modulo di taglio (tipico per l'acciaio) | 80,0 GPa | 11600 ksi |
Modulo elastico | 190-210 GPa | 27557-30458 ksi |
rapporto di Poisson | 0.27-0.30 | 0.27-0.30 |
Allungamento a rottura | 10% | 10% |
Riduzione dell'area | 35% | 35% |
Durezza, Brinell | 163 | 163 |
Durezza, Knoop (convertito da durezza Brinell) | 184 | 184 |
Durezza, Rockwell B (convertito da durezza Brinell) | 84 | 84 |
Durezza, Vickers (convertito da durezza Brinell) | 170 | 170 |
Lavorabilità (basata su 100 lavorabilità per acciaio AISI 1212) | 160 | 160 |
Proprietà termiche dell'acciaio al carbonio 12L14
Proprietà | metrico | Imperiale |
Coefficiente di espansione termica (@ 20°C/68°F, tipico acciaio) | 11,5 µm/m°C | 6,39 µpollici/pollici°F |
Conduttività termica (tipico acciaio) | 51,9 W/mK | 360 BTU pollici/ora.ft².°F |
Materiali equivalenti all'acciaio al carbonio 12L14
Numero UNS | G12144 |
Nome americano | AISI 12L14, 12L13, 12L15 secondo ASTM A29, ASTM A510, ASTM A519, ASTM A576, SAE J403 |
IT nome | 11SMnPb37, 11SMnPb30, 9SMnPb28 secondo BS EN 10087, BS EN 10277; S300Pb secondo NF A35 561 |
Numero EN | 1.0737, 1.0718, 1.9718 |
Nome JIS (giapponese). | SUM24L a JIS G4804 |
Quali metodi di lavorazione sono adatti per l'acciaio al carbonio 12L14?
Gli acciai 12L14 sono altamente versatili nella produzione perché si lavorano bene con facilità e hanno una resistenza moderata. In particolare, gestisce principalmente operazioni sostanziali tra cui tornitura, fresatura, foratura e filettatura grazie alla sua ricchezza di piombo e zolfo che può tagliare i trucioli e ridurre l'usura degli utensili. Inoltre, può essere inoltre formato mediante processi di formatura a freddo come ad esempio piegatura e stampaggio senza preriscaldamento e ricottura. Tuttavia, è necessario compiere sforzi per evitarlo a causa del suo contenuto relativamente più elevato di zolfo e piombo. I processi di trattamento termico, utilizzati per alterare le proprietà, sono solitamente un'eccezione poiché il 12L14 viene raramente indurito da questo processo. Nel complesso, l'acciaio al carbonio 12L14 è il materiale preferito laddove è richiesta un'elevata precisione nella lavorazione e anche la resistenza è un fattore critico.
Quali sono i limiti dell'acciaio al carbonio 12L14?
L'estrema precisione della lavorabilità e la resistenza moderata fanno sì che l'acciaio al carbonio 12L14 presenti alcune limitazioni. L'acciaio al carbonio, caratterizzato da resistenza e tenacità relativamente basse, non è molto adatto per applicazioni che richiedono elevata resistenza o resistenza all'usura. Inoltre, lo zolfo utile per la lavorabilità può rendere fragile il metallo, il che può provocare problemi come la fessurazione. La saldabilità viene affrontata a causa del contenuto di zolfo e piombo superiore al normale, in quanto richiede alcune tecniche particolari per non provocare fessurazioni e/o scarsa qualità della saldatura. Inoltre, l’acciaio 12L14 ha una trattabilità termica molto limitata ed è necessario l’uso di misure di protezione aggiuntive per mitigare la corrosione in alcuni ambienti speciali. In questo modo, i principali vantaggi di questa tecnologia per la lavorazione di componenti dovrebbero essere valutati rispetto ai suoi limiti nella scelta dei materiali.
