Pružinová ocel c100s, 1.1274, AISI 1095, 2CS100, Ck101, vlastnosti, použití

Ocel C100S, uhlíková, nelegovaná pružinová ocel 1.1274 – dle PN-EN 10132-4 Ocel AISI 1095, 2CS100, CK101, XC100, C100RR, CS95

Stáhněte si popis ve formátu PDF

Materiály dostupné v Alfa-Tech C100S / 1.1274

Za studena válcované, tepelně zpracované pásy C100S / 1.1274
Za studena válcované pásy pro kalení C100S / 1.1274
Plechy C100S / 1.1274 – válcované za tepla, válcované za studena
Pásky a formáty řezané z pásek C100S / 1.1274

Číslo telefonu: +48 63 2610519
kontakt@alfa-tech.com.pl

Chemické složení oceli C100S ve srovnání s jejími náhražkami AISI 1095, 2CS100, 1.1274, CK101, XC100, C100RR, CS95

Charakteristiky oceli C100S (1.1274, C101E) 

je pružinová ocel s vysokým obsahem uhlíku, která se vyznačuje vysokým obsahem uhlíku a poskytuje vynikající elasticitu a odolnost proti oděru. Díky své mikrokrystalické struktuře se široce používá v součástech vyžadujících vysokou mechanickou pevnost a elasticitu. Tato ocel splňuje evropskou normu EN 10132-4 a je klasifikována jako pružinová ocel s vysokým obsahem uhlíku. Díky svým mechanickým vlastnostem a chemickému složení je vhodná pro použití v náročných pružinových součástech a nástrojích pracujících s vysokým zatížením.

Vysoký obsah uhlíku v oceli C100S, 1.1274 (nad 0,95 %) významně ovlivňuje její vlastnosti:

• Zvýšená tvrdost a odolnost proti oděru: Díky vysokému obsahu uhlíku získává ocel C100S po kalení vysokou tvrdost, díky čemuž je vhodná pro výrobu pružin, lopatek a řezných nástrojů.
• Křehký lom: Zvýšený obsah uhlíku snižuje rázovou houževnatost oceli, takže je náchylnější k praskání při nárazu nebo dynamickém zatížení.
• Snížená svařitelnost: Vysoký obsah uhlíku ztěžuje proces svařování kvůli riziku vzniku trhlin v tepelně ovlivněné zóně.
• Možnost kalení: Díky vysokému obsahu uhlíku ocel C100S dokonale reaguje na proces kalení a popouštění, což jí umožňuje dosáhnout optimálních mechanických vlastností.

Ocel C100S, 1.1274, se používá hlavně k výrobě pružin, lopatek, ručního nářadí a dalších součástí vyžadujících vysokou tvrdost a odolnost proti opotřebení.

Fyzikální a mechanické vlastnosti oceli C100S, 1.1274

Ocel C100S, 1.1274 , používaná v součástech vystavených vysokému dynamickému zatížení. Její vysoký obsah uhlíku (přibližně 1,0 %) určuje její tvrdost, odolnost proti oděru a omezenou tažnost.

Hlavní mechanické vlastnosti

Odolnost proti oděru a tvrdost po vytvrzení

Ocel C100S, 1.1274, se vyznačuje výjimečnou odolností proti oděru díky vysokému obsahu uhlíku a prokalitelnosti. Po tepelném zpracování (kalení a popouštění) dosahuje tvrdosti 58-64 HRC , což z ní činí ideální materiál pro aplikace jako například:

• Čepele a řezné nástroje.
• Vysoce pevné pružiny.
• Prvky vystavené intenzivnímu tření (např. průmyslové nože).

Tvrdost po kalení závisí na podmínkách tepelného zpracování a stupni popouštění. Vysoká tvrdost zvyšuje odolnost proti opotřebení, ale také snižuje rázovou houževnatost a tažnost.

Omezení plasticity a svařitelnosti

Plasticita:

• Díky vysokému obsahu uhlíku má pružinová ocel C100S omezená plasticita, což se projevuje nízkou schopností plastické deformace.
• Typické prodloužení při přetržení (A5) je max 5%, což znamená, že materiál je křehký a náchylný k praskání při dynamickém zatížení.

Svařitelnost:

• Velmi nízká svařitelnost v důsledku rizika zpevnění v tepelně ovlivněné zóně (HAZ), což vede k praskání za studena.
• Aby se minimalizovalo riziko vzniku trhlin během svařování, je nutné:
  • Předehřívání (přibližně 250–300 °C).
  • Pomalé chlazení po svařování.
  • Použití elektrod s nízkým obsahem vodíku.

Pružinová ocel C100S, 1.1274, je materiál s výjimečnou tvrdostí a odolností proti oděru po kalení, ale s omezeními v tažnosti a svařitelnosti. Díky svým vlastnostem se široce používá v řezných nástrojích, pružinách a součástech, kde je klíčová trvanlivost a odolnost proti opotřebení. Vzhledem ke své křehkosti však vyžaduje pečlivé tepelné zpracování a pečlivé svařování.

Ocel C100S, 1.1274 – tepelné zpracování 

Ocel C100S, 1.1274, je pružinová ocel s vysokým obsahem uhlíku, proto tepelné zpracování hraje klíčovou roli při formování jejích mechanických vlastností, jako je tvrdost, odolnost proti oděru a elasticita. Procesy tepelného zpracování zahrnují žíhání na měkko , kalení a popouštění.

Žíhání na měkko

Účelem žíhání na měkko je snížení tvrdosti oceli, což usnadňuje její tváření a obrábění. Tento proces vytváří perlitickou strukturu s vysokou tažností.

• Teplotní rozsah: 680 - 720 ° C
• Chlazení: Pomalé ochlazování v peci, obvykle rychlostí asi 10–20 °C/h na teplotu asi 500 °C, následované ochlazováním na vzduchu.
• Účinek: Snížení tvrdosti na 200-220 HB, zlepšení obrobitelnosti.

Kalení

Kalení je proces zahřívání oceli nad její kritickou teplotu a její rychlé ochlazování, což vede ke vzniku martenzitické struktury s vysokou tvrdostí.

• Teplotní rozsah: 780 – 820 °C (austenitizační teplota)
• Chladicí médium:
  • Kalící olej (doporučuje se pro rovnoměrné chlazení).
  • Voda (agresivnější chlazení, riziko praskání).
• Účinek: Vznik martenzitické struktury s velmi vysokou tvrdostí v rozmezí 58-64 HRC.

Pustit jít

Popouštění se provádí po kalení, aby se snížilo vnitřní pnutí a zlepšila rázová houževnatost oceli. Tento proces ovlivňuje tvrdost v závislosti na použité teplotě.

• Teplotní rozsah:
  • 150 – 200 °C: Minimální snížení tvrdosti, maximální tvrdost 58-64 HRC.
  • 200 – 300 °C: Snížení tvrdosti na přibližně 50-55 HRC, zlepšená rázová houževnatost.
  • 300 – 400 °C: Další snížení tvrdosti, zlepšení elasticity.
• Čas: Obvykle 1-2 hodiny v závislosti na průřezu detailu.
• Účinek: Snížená křehkost, zlepšená odolnost proti lomu, lepší rázová houževnatost.

Důležitost regulace teploty v tepelných procesech

Regulace teploty během tepelného zpracování oceli C100S, 1.1274 je klíčová, protože:

• Příliš nízká teplota kalení: Může vést k neúplné austenitizaci, což má za následek neúplné kalení a nižší konečnou tvrdost.
• Příliš vysoká teplota kalení: Způsobuje růst austenitových zrn, což má za následek křehkost materiálu a zvýšené riziko praskání.
• Nesprávné chlazení: Příliš rychlé ochlazování může způsobit praskliny, zatímco příliš pomalé ochlazování vede k tvorbě struktur s nižší tvrdostí (např. bainit nebo perlit).
• Přesná regulace během temperování: Umožňuje dosáhnout požadované rovnováhy mezi tvrdostí a rázovou houževnatostí.

Ocel C100S vyžaduje pečlivé tepelné zpracování pro dosažení optimálních mechanických vlastností. Mezi klíčové kroky patří žíhání na měkko , kalení a popouštění . Řízení teploty a rychlosti ochlazování je zásadní pro dosažení správné mikrostruktury a maximální trvanlivosti materiálu.

Použití oceli C100S, 1.1274

Ocel C100S je pružinová ocel s vysokým obsahem uhlíku, jejíž mechanické vlastnosti, jako je vysoká tvrdost a odolnost proti oděru, ji předurčují k průmyslovým aplikacím vyžadujícím trvanlivost a pevnost.

Příklady průmyslových aplikací

Výroba talířových a spirálových pružin

Ocel C100S se často používá k výrobě talířových a spirálových pružin, které pracují při vysokém dynamickém zatížení.

Proč?

• Vysoká tvrdost po kalení (58-64 HRC).
• Velmi dobrá elasticita.
• Odolnost vůči trvalé deformaci.

výhody:

• Dobrá odolnost při intenzivním dynamickém zatížení, zachování elastických vlastností i při vysokých tlacích.

Omezení:

• Křehkost při intenzivním rázovém zatížení, omezená odolnost proti korozi (nutnost použití ochranných povlaků).

Řezné nástroje a průmyslové nože

Díky své vysoké tvrdosti se ocel C100S používá v řezných nástrojích, jako jsou průmyslové nože, nůžky na plech a řezné kotouče.

Proč? Vysoká tvrdost a odolnost proti oděru, schopná dosáhnout velmi ostré řezné hrany.

Výhody: Dlouhotrvající ostrost břitu, odolnost proti opotřebení i při intenzivním používání.

Omezení: Vysoká tvrdost ztěžuje ostření, omezená odolnost proti nárazu (náchylné k odštípnutí).

Oděruvzdorné strojní součásti

Pružinová ocel C100S se používá ve strojních součástech, které pracují v podmínkách intenzivního tření, jako jsou ozubená kola, vodítka a třecí destičky.

Proč? Vysoká tvrdost po kalení. Dobrá rozměrová stabilita po tepelném zpracování.

Výhody: Vynikající odolnost proti oděru, prodloužená životnost za sucha i za mokra.

Omezení: Omezená odolnost proti korozi, nízká tažnost, která zvyšuje riziko vzniku trhlin při rázovém zatížení.

Shrnutí: Výhody a omezení oceli C100S

Ocel C100S je materiál určený pro aplikace vyžadující vysokou tvrdost a odolnost proti opotřebení, avšak její omezená plasticita a náchylnost ke korozi vyžadují použití vhodné ochrany a tepelného zpracování.

Pružinová ocel C100S, 1095, C90S srovnání vysokouhlíkových jakostí: 

Vysokouhlíkové oceli jako C100S, 1095 a C90S mají podobné použití, ale mírně se liší chemickým složením, tvrdostí po tepelném zpracování a specifickými mechanickými vlastnostmi.

Rozdíly ve složení:

• C100S a AISI 1095 mají podobný obsah uhlíku s minimálním rozdílem ve prospěch C100S.
• C90S má o něco nižší obsah uhlíku, díky čemuž je tvárnější, ale méně tvrdý.
• C90S obsahuje více manganu, což zlepšuje kalitelnost a pevnost.

Tvrdost po popouštění:

• • C100S: 58–64 HRC
  • AISI 1095: 57–62 HRC
  • C90S: 55–60 HRC

Rozdíly v tvrdosti:

• C100S dosahuje po kalení nejvyšší tvrdosti díky vyššímu obsahu uhlíku.
• AISI 1095 je o něco pružnější a zároveň si zachovává vysokou tvrdost.
• C90S Je méně tvrdý, ale odolnější vůči nárazům než C100S.

Používání:

• C100S: Spirálové a talířové pružiny, průmyslové nože, díly odolné proti oděru.
• AISI 1095: Lovecké nože, pilové listy, ruční nářadí s vysokou tvrdostí.
• C90S: Ruční pily, pružiny s vysokou rázovou silou, elastické prvky se středním zatížením.

Rozdíly v aplikacích:

• C100S používá se tam, kde je klíčová maximální tvrdost a odolnost proti oděru.
• AISI 1095 ideální pro čepele s vysokou odolností při řezání, ale méně odolné vůči zlomení než C90S.
• C90S preferováno v aplikacích vyžadujících lepší rázovou houževnatost na úkor tvrdosti.

Shrnutí rozdílů:

• C100S: Nejvyšší tvrdost a odolnost proti oděru, ale zároveň nejkřehčí.
• AISI 1095: Kompromis mezi tvrdostí a plasticitou.
• C90S: Nejlepší rázová houževnatost, nejnižší tvrdost.

Každá z těchto ocelí nachází své uplatnění v průmyslu v závislosti na požadavcích na tvrdost, odolnost proti oděru a pružnost.

Výhody a nevýhody oceli C100S

výhody:

• Vysoká tvrdost a odolnost proti oděru: Díky vysokému obsahu uhlíku (cca 1,0 %) dosahuje pružinová ocel C100S po kalení tvrdosti 58–64 HRC, což zajišťuje mimořádnou trvanlivost a odolnost proti opotřebení.
• Dobrá leštitelnost: Ocel C100S se vyznačuje dobrou schopností dosáhnout hladkých povrchů po obrábění, což je důležité při výrobě řezných nástrojů a průmyslových čepelí.
• Vysoká elasticita: Ocel C100S se používá při výrobě pružin díky své schopnosti udržovat si pružnost i při intenzivním zatížení.
• Vynikající prokalitelnost: Možnost dosažení velmi vysoké tvrdosti po správném tepelném zpracování.

nevýhody:

• Nízká odolnost proti korozi: Absence legujících přísad, jako je chrom nebo nikl, ho činí vysoce náchylným k rezivění ve vlhkém a korozivním prostředí.
• Problémy při zpracování plastů: Díky své vysoké tvrdosti a nízké plasticitě je pružinová ocel C100S, 1.1274 obtížně kovatelná, válcovaná a podrobovaná jiným plastickým procesům.
• Problémové svařování: Vysoký obsah uhlíku způsobuje riziko vzniku trhlin za studena a zpevnění v tepelně ovlivněné zóně, což vyžaduje použití speciálních technik (např. předehřev).
• Křehkost: Po kalení se ocel C100S stává extrémně tvrdou, ale také náchylnou k praskání při nárazu nebo dynamickém zatížení.

Ocel C100S je vynikající volbou pro aplikace vyžadující vysokou tvrdost a odolnost proti oděru, avšak její omezená tažnost, svařitelnost a odolnost proti korozi vyžadují opatrnost při výběru aplikací a vhodném tepelném zpracování.

Klíčové aplikace C100S, 1.1274

1. Talířové a spirálové pružiny: Vysoká tvrdost a elasticita vyžadovaná při intenzivním dynamickém zatížení.
2. Řezné nástroje a průmyslové nože: Nože na řezání papíru, kůže, kovu, řezné čepele.
3. Strojní součásti odolné proti oděru: Ozubená kola, vodítka, třecí destičky, hřídele.
4. Ruční pily a pilové listy: Díky vysoké tvrdosti a odolnosti břitů.
5. Prvky mechanických konstrukcí: Vystaveno vysokému statickému a dynamickému zatížení.

Uhlíkové konstrukční oceli – pružinová ocel

65 – uhlíková pružinová ocel 1.0603, C67S, 1.1231, 1.1230
75 – uhlíková pružinová ocel 1.0605, C75S, 1.0614, 1.1248
85 – uhlíková pružinová ocel 1.1269, C85S

Pružinová ocel dle PN-EN
Uhlíková pružinová ocel c100s, 2CS100, 1.1274, Ck101, AISI 1095

Rozměry pružinových pásů válcovaných za studena

• Vylepšené karbonové pružinové popruhyC55S, C67S, C75S, C85S, C100S – dostupné cívky, pásky, formáty.
• Pružinové nerezové pásy 1.4310, X10CrNi18-8 - k dispozici ve formě cívek, pásů, formátů
• Uhlíkové pružinové pásky pro kaleníC45E, C55S, C60S, C67S, C75S, C100S – dostupné cívky, pásky, formáty.
• Přesné pásy z nerezové oceli 1.4301, X5CrNi18-10, 1.4571, X6CrNiMoTi17-12-2– dostupné proužky, formáty, role.

Viz také
legované konstrukční oceli – pružinová ocel

Často kladené otázky (FAQ) o pružinové oceli C100S / 1.1274 / AISI 1095

Co je ocel C100S / 1.1274 / AISI 1095?

Jedná se o vysoce uhlíkovou pružinovou ocel s obsahem uhlíku přibližně 1 %, určenou pro výrobu součástí vyžadujících velmi vysokou tvrdost, elasticitu a odolnost proti oděru. Mezinárodním ekvivalentem je AISI 1095.

Jaké je chemické složení oceli C100S?

Typické chemické složení (%): C 0,95–1,05, Mn 0,30–0,60, Si 0,15–0,35, P a S do 0,025, stopy Cr, Ni, Mo do 0,10.

Jaké mechanické vlastnosti má ocel C100S?

• Pevnost v tahu (Rm): 1600–2200 MPa (po vytvrzení)
• Mez kluzu (Rp₀,₂): cca 900–1100 MPa
• Relativní prodloužení (A₅): 3–6 %
• Tvrdost po popouštění: 58–64 HRC

K čemu se používá pružinová ocel C100S?

Používá se při výrobě plochých a spirálových pružin, pružinových pásů, technických lopatek, vysoce zatěžovaných strojních součástí a součástí vyžadujících vysokou odolnost proti oděru.

Jaký je stav dodávek oceli C100S?

Nejčastěji se vyskytuje ve stavu válcované za studena (CR), žíhané na měkko pro další zpracování (žíhané) nebo kalené a popouštěné (QT) se stanovenou pracovní tvrdostí.

Jak se ocel C100S tepelně zpracovává?

Proces zahrnuje kalení při 780–820 °C s rychlým ochlazením v oleji a následné popouštění v rozmezí 150–300 °C v závislosti na požadované tvrdosti a elasticitě.

Jaké jsou výhody oceli C100S?

Vysoká tvrdost po kalení, velmi dobrá elasticita, rozměrová stálost po tepelném zpracování a odolnost proti oděru při správném kalení.

Jaká jsou omezení oceli C100S?

Není odolný vůči korozi, má omezenou svařitelnost a nízkou tažnost. Vyžaduje pečlivě kontrolovaný proces tepelného zpracování, aby se zabránilo křehkosti a praskání.

V jakých formách se ocel C100S dodává?

Nejčastěji se nabízí ve formě pružinových pásek, tenkých plechů, pásů a kalicích forem.