Cosa sono gli acciai AISI 1018 e 1045
AISI 1018 e AISI 1045 sono acciai semplici al carbonio descritti dal sistema di designazione SAE a quattro-cifre, in cui le ultime due cifre indicano il contenuto nominale di carbonio in centesimi di percentuale. Il grado 1018 è un acciaio a basso-carbonio con circa lo 0,18% di carbonio; il grado 1045 è un acciaio al carbonio medio- con circa lo 0,45% di carbonio. Entrambi sono prodotti come barre laminate a caldo, barre trafilate a freddo, tubi senza saldatura e forme forgiate, ed entrambi sono ampiamente esportati dalla Cina in dimensioni metriche e imperiali.
La sola designazione rivela all'acquirente il fatto più importante relativo al grado: il 1018 è selezionato per formabilità, saldabilità e finitura lavorata uniforme, mentre il 1045 è selezionato perché può essere raffreddato e rinvenuto a un livello di resistenza molto più elevato. Nessuno dei due gradi contiene aggiunte deliberate di lega oltre al manganese, quindi le loro proprietà derivano dal contenuto di carbonio e dal modo in cui lo stabilimento o l'utente finale li elabora.
Composizione chimica e proprietà meccaniche
Gli intervalli di composizione riportati di seguito seguono la chimica standard AISI/SAE per i due gradi. I valori meccanici sono valori tipici delle comuni condizioni di consegna e vengono citati per mostrare il comportamento relativo dei due materiali piuttosto che per sostituire un certificato di fabbrica.
| Articolo | AISI1018 | AISI1045 |
|---|---|---|
| Carbonio | 0.15-0.20% | 0.43-0.50% |
| Manganese | 0.60-0.90% | 0.60-0.90% |
| Fosforo/zolfo | 0,040% massimo ciascuno | 0,040% massimo ciascuno |
| Durezza tipica, laminazione a caldo | circa 126 HB | circa 163-200 HB |
| Resistenza alla trazione tipica | circa 440 MPa allo stato trafilato a freddo | circa 565-600 MPa laminati a caldo o normalizzati |
| Carico di snervamento tipico | circa 370 MPa trafilati a freddo | circa 310 MPa laminati a caldo, lievitati dopo tempra e rinvenimento |
| Saldabilità | Eccellente, normalmente non è necessario il preriscaldamento | Solitamente sono necessari un giusto preriscaldamento e un raffreddamento controllato |
| Risposta al trattamento termico | Limitato; solo cementazione | Forte; mediante tempra e tempra ad induzione |
| Gradi europei equivalenti | C15 / 1.1141 | C45/1.1191, GB/T 699 grado 45 |
Trattamenti termici, lavorabilità e saldatura
Il 1018 non può essere rafforzato mediante tempra in alcun modo utile perché il suo contenuto di carbonio è troppo basso. Può essere cementato per conferire un rivestimento duro e resistente all'usura-su un nucleo resistente e normalmente viene fornito trafilato a freddo con una durezza controllata in modo da poter essere lavorato in modo pulito su torni automatici. I trucioli si rompono facilmente, l'usura dell'utensile è bassa e la stabilità dimensionale dopo la lavorazione è buona, ecco perché 1018 è la scelta predefinita per i pezzi torniti ad alto volume-.
1045 risponde fortemente al trattamento termico. La tempra in acqua o polimero seguita dal rinvenimento produce un'ampia gamma di combinazioni di resistenza e tenacità, mentre la tempra per induzione o alla fiamma può localizzare la durezza sulle superfici soggette ad usura come i perni degli alberi. Nello stato-fornito laminato a caldo, il 1045 è più duro e meno duttile del 1018, quindi richiede velocità di taglio inferiori, utensili rigidi e maggiore attenzione al controllo del truciolo. È anche più sensibile alle cricche: la saldatura 1045 richiede preriscaldamento nell'ordine di 150-250 gradi Celsius, temperatura di interpass controllata e raffreddamento lento, mentre 1018 può essere saldato con le normali procedure dell'acciaio al carbonio utilizzando un riempitivo che corrisponda alla resistenza della base.
Applicazioni tipiche
1018: alberi, perni, mandrini, prigionieri, tiranti, raccordi idraulici, staffe, piastre di fissaggio, grezzi per ingranaggi a basso-stress e parti di macchinari generali in cui la buona finitura e la saldabilità contano più della resistenza.
1045: assi, alberi di trasmissione, ingranaggi, ruote dentate, alberi a gomiti, giunti, bulloni e prigionieri, parti di aratri ed erpici e qualsiasi componente che sarà raffreddato e temperato o temprato a induzione.
Come scegliere tra i due gradi
Iniziare dalla forza richiesta e dal percorso di produzione. Se la parte è prodotta principalmente mediante lavorazione meccanica e saldatura e non necessita di una durezza superiore a circa 200 HB, 1018 offre il costo totale più basso perché viene lavorato rapidamente e non necessita di trattamento termico. Se la parte deve sopportare carichi elevati, resistere all'usura o essere indurita dopo la lavorazione, il 1045 è la scelta economica perché sviluppa le proprietà richieste attraverso il trattamento termico anziché tramite lega. Laddove un progetto richiede sia una superficie dura che un nucleo resistente, una parte in 1018 con carburazione è spesso preferita rispetto a una parte in 1045 con tempra completa perché il nucleo rimane duttile. Laddove la distorsione dopo il trattamento termico deve essere ridotta al minimo, verificare la temprabilità e il ciclo di rinvenimento con il laminatoio prima di impegnarsi con 1045 e considerare una ricottura in atmosfera controllata-prima della lavorazione.
Entrambi i gradi sono ordinati in base alla composizione chimica e alle condizioni di consegna, pertanto le specifiche di acquisto dovrebbero sempre indicare la condizione, la classe di tolleranza e la finitura superficiale oltre al nome del grado.
Domande frequenti
D: 1045 è più forte di 1018?
Nello stato di fornitura-il 1045 è più resistente, con una resistenza alla trazione di circa 565-600 MPa contro i circa 440 MPa del 1018 trafilato a freddo. Dopo lo spegnimento e il rinvenimento, il 1045 può raggiungere diverse volte la resistenza del 1018, che non può essere indurito mediante tempra.
D: È possibile rafforzare il 1018?
Il 1018 non può essere indurito perché il suo contenuto di carbonio è troppo basso. Può essere cementato o carbonitrurato per produrre uno strato superficiale duro mentre il nucleo rimane morbido e resistente.
D: Il 1045 è saldabile?
1045 è saldabile ma richiede attenzione. Il preriscaldamento di circa 150-250 gradi Celsius, l'apporto di calore controllato e il raffreddamento lento dopo la saldatura vengono utilizzati per evitare una zona interessata dal calore dura e soggetta a crepe. Un trattamento di rinvenimento post-saldatura è comune per i giunti critici.
D: Quale macchina di qualità è migliore?
Le macchine 1018 sono migliori allo stato trafilato a freddo perché sono più morbide e producono -trucioli ben rotti. 1045 le macchine funzionano bene allo stato ricotto o trafilato a freddo ma necessitano di velocità e avanzamenti inferiori, soprattutto dopo la normalizzazione.
D: Qual è l'equivalente cinese dell'acciaio 1045?
L'acciaio GB/T 699 grado 45 è l'equivalente cinese più vicino ed è il grado normalmente indicato per gli ordini di esportazione che specificano una barra di carbonio allo 0,45%. Per 1018 gli equivalenti comuni più vicini sono C15 e GB/T 699 gradi 15 o 20.
D: I modelli 1018 e 1045 sono disponibili sia come tubi che come barre?
SÌ. Entrambi i prodotti chimici sono prodotti come tubi senza saldatura e come tubi trafilati a freddo e possono essere forniti come tubi saldati e trafilati dove sono necessari un foro liscio e una tolleranza di parete ridotta.
