Сталь DIN 1651 35SPb20: Холодтянутая, закалённая и отпущенная автоматная сталь для точной обработки

Обзор материала

Сталь 35SPb20 (по DIN 1651) — это качественная конструкционная сталь со средним содержанием углерода, легированная свинцом (Pb) для улучшения режущих свойств. Это полностью закисленная сталь (killed steel), предназначенная для массового производства деталей средней прочности с невысокими требованиями к вязкости, особенно по поперечному сечению.

Добавление свинца (0,15–0,35%) способствует образованию микропримесей, разрушающих стружку и снижающих сила резания, износ инструмента и температуру в зоне реза. Сталь поставляется в виде холоднодеформированных прутков (холодная прокатка/калибровка) после закалки и высокой отжимки.

Химический состав (масс.%)

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0,32 – 0,39
Свинец (Pb)	0,15 – 0,35
Марганец (Mn)	0,7 – 1,1
Сера (S)	0,18 – 0,25
Фосфор (P)	≤ 0,06
Кремний (Si)	0,1 – 0,3

Примечание: Pb и S создают сульфидные и свинцовые включения, улучшающие режущие свойства.

Механические свойства (в закаленном и отпущенном состоянии, холоднодеформированном)

Свойство	Температура	Значение	Примечание
Модуль упругости (E)	20 °C	210 ГПа
	200 °C	193 ГПа
	300 °C	185 ГПа
	400 °C	175 ГПа
Относительное удлинение при разрыве (A)	20 °C	13 – 17 %
Коэффициент Пуассона (ν)	23 °C	0,29	Типично для среднеуглеродистой стали
Модуль сдвига (G)	20 °C	81 ГПа
Предел прочности при растяжении (Rm)	20 °C	540 – 760 МПа
Предел текучести (ReH)	20 °C	325 – 420 МПа

Физические и термические свойства

Свойство	Температура	Значение	Примечание
Коэффициент линейного теплового расширения (α)	100 °C	1,10·10⁻⁵ 1/К
	200 °C	1,18·10⁻⁵ 1/К
	400 °C	1,32·10⁻⁵ 1/К
Макс. рабочая температура	—	500 °C	Типично для углеродистой стали
Температура плавления	—	1380 – 1514 °C	Типично для среднеуглеродистой стали
Удельная теплоёмкость (c)	20 °C	420 Дж/(кг·К)
	100 °C	490 Дж/(кг·К)
	200 °C	530 Дж/(кг·К)
	400 °C	610 Дж/(кг·К)
Теплопроводность (λ)	20 °C	49 Вт/(м·К)

Электрические свойства

Свойство	Температура	Значение
Электрическое сопротивление (ρ)	20 °C	1,2·10⁻⁷ Ом·м

Общие свойства

Свойство	Температура	Значение
Плотность	20 °C	7,85 г/см³

Технологические особенности и применение

Режущие свойства: Отличные (класс режучести ~80–90% от эталонной автоматной стали 11SMnPb30). Свинец и сера обеспечивают ломание стружки, низкое трение, высокую скорость резания.
Основные области: Автомобилестроение (болты, шпильки, оси, втулки), станкостроение, приборостроение (винты, гайки, мелкие детали), массовое производство на автоматах и станках с ЧПУ.
Тепловая обработка: Закалка 830–860 °C (вода/масло) + отжимка 550–650 °C. Холодная деформация (тяга/калибровка) после отжимки повышает прочность за счет упрочнения деформации.
Сварка: Не рекомендуется из-за высокого содержания S и Pb (риск горячих трещин, пористости). При необходимости — специальные технологии (низкое тепло, предварительный нагрев).
Поверхностное упрочнение: Хорошо подходит для цементации, азотирования, индукционного закалки для повышения износостойкости поверхности.

Аналоги и соответствия

EN 10277-3: 11SMnPb30 (1.0718) — ближайший аналог по режучести, но с более низким C.
ASTM/SAE: 12L14 (по режучести), 1035 (по составу без Pb)
ГОСТ: 35СПб (по ГОСТ 1050-2013 / ГОСТ 4543-71)
JIS: SUM24L

Экологические и безопасностные аспекты

Свинец — токсичный элемент. При обработке (плавка, сварка, шлифовка) требуются системы втяжки и ПДК контроля.
В ЕС (RoHS, ELV) и ряде других юрисдикций использование Pb в новых конструкциях ограничено/запрещено. Рассматривайте альтернативы (например, 35S20 с Bi, или свободные от Pb стали типа 38MnVS6).
Утилизация обрезков и стружки — как свинцосодержащий лом.

Ключевые преимущества

Максимальная производительность резания среди конструкционных сталей.
Стабильные размеры за счет холодной деформации (калибровка).
Хорошая равномерность свойств по сечению.
Низкая стоимость детали в массовом производстве за счет скорости обработки и срока службы режущего инструмента.

Сталь DIN 17245 GS-22Mo4: Закалённая и отпущенная сталь для турбинных деталей и давительных сосудов Сталь DIN 1651 35SPb20: Точенная, закалённая и отпущенная сталь для высоконадежных деталей

Металл