Сталь Cm15 (DIN 1652-3) — Автоматная сталь с высокой обрабатываемостью и хорошей прочностью

Общие сведения

Сталь Cm15 (материал № 1.1141 с добавлением серы) согласно DIN 1652-3 — это автоматная (свободнорежущая) модификация стали C15/Ck15. Повышенное содержание серы (0,02–0,035%) образует сульфиды марганца (MnS), которые выступают в роли прерывателей стружки и твердых включений, снижающих износ режущего инструмента. Это обеспечивает отличную режущую способность при сохранении механических свойств базовой марки C15. Применяется для серийного изготовления деталей на автоматах и станках с ЧПУ: шестерни, шарниры, рычаги, болты, осевые детали. Оптимальный диаметр прутка — 5–10 мм. Минимальная рабочая температура — –25 °C.

Химический состав (масс.%)

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0,12 – 0,18
Марганец (Mn)	0,30 – 0,60
Кремний (Si)	≤ 0,40
Фосфор (P)	≤ 0,040
Сера (S)	0,020 – 0,035 (повышенная)

Физические и механические свойства

Общие свойства

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

Механические свойства (холоднокатаное состояние, +C)

Свойство	Температура	Значение
Временное сопротивление (Rm)	20 °C	370 – 540 MPa
Предел текучести (ReH / Rp0,2)	20 °C	200 – 440 MPa
Относительное удлинение (A)	20 °C	6 – 12 %
Твердость Бринелля (HB)	20 °C	143
Модуль Юнга (E)	20 °C	212 GPa
Коэффициент Пуассона (ν)	20 °C	0,28
Модуль сдвига (G)	23 °C	82 GPa (типично для низкоуглеродистых сталей)

Физические свойства (тепловые, электрические, магнитные) полностью соответствуют стали Ck15 (статья 1010040172), так как добавление серы в таких малых количествах не влияет на макросвойства.

Преимущества при механической обработке

Скорость резания: на 20–40% выше, чем для Ck15 без серы.
Стружкообразование: короткая ломастая стружка, исключающая запутывание и забивку канавок режущей пластины.
Износ инструмента: снижен за счет смазывающего действия MnS и меньшего трения.
Качество поверхности: ниже шероховатость (Ra 0,4–0,8 мкм) при точении и фрезеровании.
Срок службы пластины: увеличивается в 1,5–2 раза.

Ограничения и рекомендации

Сварка: Ухудшенная из-за серы (риск горячих трещин). Сварка не рекомендуется; при необходимости — используйте электроды с высоким Mn (например, E 42 2 Mn) и низкие тепловые вводы.
Цементация: Возможна, но сера может немного снизить качество зацементированного слоя на поверхности. Рекомендуется предварительное удаление декаרבонизированного слоя.
Коррозия: Сульфиды — инициаторы точечной коррозии в агрессивных средах. Детали требуют защитных покрытий (цинкование, фосфетирование, окраска).
Пластичность в поперечном направлении: Незначительно ниже из-за вытянутых сульфидов.

Сравнение: Ck15 vs Cm15

Характеристика	Ck15 (1.1141)	Cm15 (1.1141 + S)
Сера, %	≤ 0,035	0,020 – 0,035 (контролируемая)
Обрабатываемость	Хорошая	Отличная (автоматная)
Сварка	Хорошая	Ограниченная
Коррозионная стойкость	Стандартная	Сниженная (точечная коррозия)
Поперечная пластичность	Высокая	Чуть ниже
Применение	Общее машиностроение, сваренные узлы	Серийное точение на автоматах, детали без сварки

Сталь Ck15 (DIN 1652-3) — Холоднокатаный конструкционный сталь с повышенной прочностью и износостойкостью Сталь EN 10025 S235J2C — Нормализованная и нормализованно-деформированная (+N) для строительных конструкций

Металл