Инструментальная сталь является самым твёрдым из всех видов сплавов. Она применяется для изготовления инструментов. К таким металлам относится нелегированная сталь У7. В ней нет дополнительных примесей или они находятся в очень маленьком количестве. Спрос на сталь У7 довольно высок, благодаря её твёрдости и износостойкости.
Расшифровка маркировки
Состав стали стараются кратко внести в её название. Для стали У7А наименование содержит следующие данные:
- первая буква «У» говорит, что перед нами высокопрочная и нелегированная сталь;
- следующая цифра «7» означает процентное содержание углерода в сплаве, в конкретном случае, оно составляет 0,7%;
- последняя буква «А» сообщает нам о высококачественном материале с содержанием вредных примесей, фосфора и серы в минимальном количестве, не более 0,025%.
Реже встречаются маркировки «АА» или «А-А», так обозначается наиболее чистый сплав с вредной долей примесей до 0,015%. Допустимое значение примесей в сплаве У7, без дополнительных маркировок составляет 0,035%. Некоторые разновидности инструментальных нелегированных сталей с повышенным содержанием марганца, могут дополнительно помечаться буквой «Г», и наименование будет выглядеть так – У8ГА.
Химический состав стали
Как уже было озвучено, наиболее твёрдыми из видов стали являются инструментальные марки. Понятно, что из неё делают инструмент, к примеру пассатижи или клещи. Но конечно из стали 7УА изготавливают не весь инструмент. Минимальное количество фосфора и серы помогает быть сплаву менее хрупким. В таблице можно рассмотреть химический состав сплава:
| C,% | Si,% | Mn,% | Ni,% | S,% | P,% | Cr,% | Cu,% |
| 0,66 — 0,73 | 0,17 — 0,33 | 0,17 — 0,33 | до 0,25 | до 0,028 | до 0,03 | до 0,2 | до 0,25 |
Сера негативно сказывается на характеристиках сплава в целом. Она делает его хрупким. А фосфор способствует укрупнению зернистости, что придаёт большую склонность к отломам, сколам и трещинам. Высокий спрос на сталь У7А поддерживается благодаря её высокой жаростойкости и жаропрочности.
Состав сплава У7А позволяет сохранить металлу его режущие свойства при некотором перегреве. Обычная же сталь в таких условиях превратилась бы в «пластилин» и при этом потеряла бы свою остроту.
Если получится удалить, почти совсем серу и фосфор, то производственный процесс получит экономию на отпуске стали. Его проводят для уменьшения зернистости сплава. Но к сожалению, полностью их удалить нет возможности, такую сталь можно встретить лишь в лаборатории и то в не больших количествах.
| Химические элементы и их значение в составе стали для ножей: | |
| Углерод (C) | без достаточного количества углерода очень сложно получить подходящую твердость. Это самый важный элемент в стали, он повышает её прочность. |
| Хром (Cr) | придаёт сплаву повышенные антикоррозийные свойства, карбиды хрома увеличивают износостойкость и прокаливаемость. Большое содержание хрома в сплаве влияет на его его хрупкость. |
| Марганец (Mn) | повышает износостойкость и прочность. Его содержание положительно влияет на зерновую структуру сплава, а также способствует отличной прокаливаемости. |
| Молибден (Mo) | предотвращает возникновение ломкости стали, позволяет сохранять прочность при высоких температурах. Также увеличивает устойчивость к коррозии, прочность, ударную вязкость. |
| Кремний (Si) | увеличивает прочность и износоустойчивость стали, как и марганец, он делает сталь более стабильной и надежной. |
| Ванадий (V) | формирует структуру карбидов таким образом, чтобы повысить сопротивление износу, живучесть и прокаливаемость. |
| Никель (Ni) | повышает устойчивость к коррозии, предотвращает гниение стали. Повышает прочность стали. |
| Ниобий (Nb) | лучший формирователь карбидов, который обеспечивает коррозионностойкость, пластичность, износостойкость. |
| Вольфрам (W) | увеличивает износостойкость стали, повышает её стабильность при закалке и стойкость к высоким температурам. |
| Кобальт (Co) | усиливает эффекты других отдельных элементов в более сложных сплавах. Повышает прочность и твердость. |
| Сера (S) | является вредной примесью, приводит к образованию трещин и надрывов. Обычно содержание серы в высококачественной стали ограничено. Наличие сульфидов недопустимо для ответственных деталей. |
| Фосфор (P) | ухудшает пластические свойства сплава, вызывая явление хладноломкости. В сталях допускается содержание фосфора в очень малых количествах. |
Характеристики стали
| Значение |
| Аналоги — CT70, C70W, Y170, C70KU, K970, 19132, N7, T7, SK7 |
| Сталь инструментальная углеродистая |
| Сортовой прокат, в том числе фасонный, калиброванный пруток, шлифованный пруток и серебрянка, полоса, лента, поковки и кованые заготовки |
| Закалка 810- 820 oC, воздух, масло; отпуск: 300 — 600 oC |
| Охлаждение в ямах, на воздухе |
| Ac1 = 730 , Ac3(Acm) = 770 , Ar1 = 700 , Mn = 280 |
Физические свойства стали У7А
Сталь У7 и У7А не используют для сварки он не свариваемый. Шлифуется сплав довольно хорошо. Но он подвержен отпускной хрупкости, а также металл склонен к поражению флокенами. Ковка заготовок начинает производиться при температуре в 1150 °C с последующим понижением её до 800 °C.
Количество примесей напрямую влияет на физические свойства сплава, рассмотрим их:
- избыток фосфора влияет на хрупкость стали при пониженных температурах, это свойство называется – хладноломкость;
- а вот избыток серы повышает хрупкость заготовки при повышенных температурах, это называется – красноломкость;
- марганец в составе сплава положительно влияет на ковкость материала, но при его процентном увеличении в стали приведёт к хрупкости и растрескиванию заготовки.
Плюсы и минусы стали У7 (У7А)
Характерные черты стали У7 проявляются в зависимости от содержания углерода, но основные характеристики присущи всем маркам линейки марки У7. Есть у неё достоинства и недостатки, как и у любой стали. Рассмотрим их:
Плюсы
- не высокая стоимость сплава сказывается на потребительском рынке изделий, ножи из металла могут приобрести любые слои населения;
- изделия из сплава хорошо сопротивляются пластической деформации, клинок никогда не изменит своей формы;
- сталь обладает одним отличным качеством, после отжига она не поддаётся хрупкости;
- оптимальное сочетание вязкости и твёрдости, позволяет быстро изготовить множество инструментов.
Минусы
- клинки из стали обладают не высокой износостойкостью;
- теплостойкость изделий также не высокая, при нагреве сплава до 200 °C, теряется твёрдость металла;
- крупное зерно влияет на прочность, она немного ниже, чем у быстрорежущих видов сталей.
Механические свойства стали У7/У7А
Поковка стали У7.
Процесс ковки начинается с разогрева заготовки выше необходимой. И только остыв до 1150 °C, начинают ковать заготовку. При площади сечения детали ниже 100 мм2 её оставляют остывать естественным образом. Размеры заготовки больших размеров 101-300 мм2, требуют постепенного остужения вместе с погашенной печью.
Это необходимо для хорошего прокаливания и отжига. Таким образом происходит и отпуск металла.
- Скалывание, случаи слома сплава, высокая коррозия в процессе эксплуатации, все эти негативные моменты случаются при нарушении технологии выплавки.
После правильной термической обработки и полного затвердевания и остывания заготовки, она хорошо поддаётся шлифованию. При повышении температуры до 900 °C теплопроводность стали снижается с 46 до 29 ватт на метр длины.
Экстремумов имеющих место при изменении закономерности с провалами в обратную сторону не наблюдается. Сплав имеет долгосрочную прочность на сжатие, а разрушается он при 180 МПа.
Термообработка
Для приобретения мелкозернистой структуры, закаливание стали У7А производят в воде. Но лучшим считается резкое остужение в масле. Закалку нельзя осуществлять в масляной отработке. Такое масло содержат в себе разрушенные молекулы углеводородов.
Они склонны полимеризоваться, таким образом, нарушается технологический процесс закаливания. Сталь может стать недозакалённой, либо опущенной. После закалки сплав У7 подвергается отпуску при температуре в 420 °C.
При условии правильного процесса термообработки сплав приобретает твёрдость в 65 HRC. Деформация при околопиковом воздействии в 500 МПа на заготовку увеличивает скорость её изменения формы до 1 см/мин. Отжиг деталей производится при температуре в 760 °C.
Сталь У7А плохосвариваема, поэтому сварные работы с ней необходимо проводить при предварительном подогреве деталей до 150 °C. Такая характеристика сплава связанна с минимальным количеством хрома, который формирует прочную оксидную плёнку на его поверхности.
Приходится зачищать и подогревать соединяемые заготовки. В противном случае сварочный шов будет ломким, а в ответственных конструкциях это недопустимо. Поэтому сплав не применяется в местах где присутствуют постоянные большие нагрузки.
По мере удаления точки измерений в разогретом до температуры закаливания состоянии от поверхности заготовки твёрдость опускается с 43 HRC, а ближе к середине и вовсе падает до 29 HRC. Но после правильно проведённого процесса термообработки сплав принимает твёрдость в 65 HRC.
Применение сплава У7 (У7А)
Сталь У7 применяется для изготовления различного инструмента. Взять, к примеру – топор. Им производится черновая обработка древесины. С его помощью производится рубка брёвен, распускание поленьев на щепы и лучины.
- Сплав имеет достаточные прочность, твёрдость и ударную вязкость, чтобы с его помощью расколоть, разрубить даже деревья твёрдых пород, как дуб и самшит.
Но следует отметить, что топор периодически необходимо подтачивать. Кроме таких изделий как топор, сплав применяют для изготовления: молотков, отвёрток, плоскогубцев, кусачек, стамесок и долото. Также из него делают пневматические инструменты, это бойки и отбойники. Из сплава ещё изготавливают иглы для швейных и технических машин.
Аналоги и сортамент
Для каждого вида продукции в России существует ГОСТ. Ленточная сталь до 1 мм изготавливается в соответствии с ГОСТом 10234-1977. На этом конечно же сортамент не заканчивается, сталь производят листовую и полосовую, сортовые и фасонные комплектующие.
Также следует учесть всевозможный прокат. В России по назначению и составу, очень близкими сплавами являются У8 и У9 и их разновидности. Похожие по составу сплавы присутствуют по всему миру. Но они имеют собственные стандарты, рассмотреть аналоги можно ниже:
- ЕвроСоюз – CT70;
- Германия – C70W;
- Франция – Y170;
- Италия – C70KU;
- Австрия – K970;
- Чехия – 19132;
- Польша – N7;
- Китай – T7;
- Япония – SK7.
Ножи из сплава У7/У7А
Ножи из стали У7 обладают хорошими режущими свойствами, достаточной прочностью, хорошо затачиваются. Сплав У7А является классическим ножевым материалом. Клинки для ножей из стали У7 подвергаются оксидированию, что защищает их от коррозии. Инструментальный металл имеет твердость в 60-62 HRC.
Нож военный – Смерч-Р
Материал клинка – кованая сталь У7А с антибликовым покрытием. Толщина до 5 мм усиленная долами с двух сторон позволяет выдерживать огромные боковые нагрузки. Можно применять нож для копки и других нецелевых применениях в пределах разумного. Сквозной монтаж позволяет считать, что нож цельнометаллический, т.е. клинок идет через всю рукоять. Характеристики клинка:
- Марка стали – У7А, антиблик;
- Материал рукояти – резина;
- Длина клинка – 150-155 мм;
- Общая длина – 265-270 мм;
- Ширина клинка – 25-30 мм;
- Толщина обуха – 3,8-5,1 мм;
- Длина рукояти – 115-120 мм;
- Твердость клинка – 57-59 HRC.
Помощник на каждый случай жизни.
Нож разделочный – Особист
Нож ручной работы изготовлен из кованой углеродистой стали У10А с воронением клинка. Рукоять из наборной кожи и текстолита. Данный нож идеально подойдет для охоты и туризма. Рукоять из кожи теплая, приятная на ощупь и не скользит в руке. Характеристики ножа:
- Производитель: ЗлатПрофит;
- Сталь: У7А;
- Рукоять: кожа;
- Общая длина: 250 мм;
- Длина клинка: 140 мм;
- Ширина клинка: 30 мм;
- Толщина клинка: 4,0 мм;
- Твердость клинка: 60-62 HRC;
- Покрытие: воронение.
Складной нож – Ахиллес
Складной нож Ахиллес – нож ручной работы от мастеров из города Златоуста, клинок ножа изготовлен из углеродистой стали У7А с воронением и украшен гравировкой в стиле Златоустовской гравюры на стали.
Надежный механизм ножа обеспечит Вам долгое и безопасное использование в любых суровых условиях. Прочная конструкция ножа даёт возможность открывать консервные банки, разделывать мясо, строгать лучину.
Характеристики изделия:
- Производитель: ЗлатПрофит;
- Сталь: У7А;
- Рукоять Накладки: орех;
- Общая длина: 220,0 мм;
- Длина клинка: 110,0 мм;
- Ширина клинка: 25 мм;
- Толщина клинка: 3,0 мм;
- Твердость клинка: 62 HRC;
- Покрытие: воронение.
Складень Ахиллес с воронением.
Отзывы
На ножи вполне хороши, один минус несколько темнеют и ржавеют без должного ухода, а так сталь хорошая прощает ошибки.
Пользуюсь таким ножом на охоте. Вполне себе приемлемое изделие. Только ухаживать за ним нужно, грязным держать нельзя.
Стали У7 — углеродистые, самые правильные чистые углеродистые стали для изготовления ножей по классическим технологиям. Мне нравится мой нож.
Если нужна «бритвенная» острота, то нужна среднеуглеродистая нержавейка. А клинки из У7 затачиваются хорошо, но не бритвенная острота. А так достойные изделия.
Помогла статья? Поставьте оценку Adblockdetector
Сравнительная характеристика сталей у7 у8 у9
Инструментальная сталь — легированная или углеродистая сталь, предназначенная для изготовления режущих и измерительных инструментов, штампов холодного и горячего деформирования, деталей машин, испытывающих повышенный износ при умеренных динамических нагрузках.
По форме, размерам и предельным отклонениям металлопродукция соответствует требованиям:
- прокат стальной горячекатаный круглый — ГОСТ 2590-88;
- прокат стальной горячекатаный квадратный — ГОСТ 2591-88;
- прокат стальной горячекатаный шестигранный — ГОСТ 2879-88;
- прутки кованые квадратные и круглые — ГОСТ 1113-88;
- полосы — ГОСТ 103-76, ГОСТ 4405;
- прутки, мотки калиброванные — ГОСТ 7417, ГОСТ 8559, ГОСТ 8560 квалитетов h11 и h12;
- прутки со специальной отделкой поверхности — ГОСТ 14955 квалитетов h11 и h12.
Инструментальная легированная сталь ГОСТ 5950-2000
Легированная сталь — сталь, в которую в процессе легирования в определенных количествах вводят специальные элементы, обеспечивающие требуемые свойства. Такие элементы называют легирующими. Они могут повышать прочность и коррозионную стойкость стали и снижать опасность ее хрупкого разрушения.
Легирование стали может проводиться на различных этапах производства металла и заключается во введении легирующих элементов в расплав или шихту. В процессе легирования стали вводимые элементы могут образовывать с основой стали особые химические соединения.
Такие интерметаллидные, карбидные и нитридные элементы обладают высокой твердостью и прочностью, химической стойкостью, жаропрочностью и т.п.
Равномерное распределение по всему объему твердого раствора и достаточное количество этих элементов в стали придают металлу необходимые свойства при легировании стали.
Для легирования стали используются следующие химические элементы: марганец (Mn) — Г; кремний (Si) — С; хром (Cr) — Х; никель (Ni) — Н; медь (Cu) — Д; азот (N) — А; ванадий (V) — Ф; ниобий (Nb) — Б; вольфрам (W) — В; селен (Se) — Е; кобальт (Co) — К; бериллий (Be) — Л; молибден (Mo) — М; бор (B) — Р; титан (Ti) — Т; алюминий (Al) — Ю.
Чистые металлические элементы при легировании стали обычно не используются. Чаще для легирования стали применяют ферросплавы (сплавы железа) и лигатуры (вспомогательные сплавы). Это экономически выгоднее и позволяет избежать ряда технологических трудностей в процессе легирования стали.
ГОСТ 5950-2000 регулирует нормы изготовления прутков, полос и мотков горячекатаных, кованых, калиброванных и со специальной отделкой поверхности из инструментальной легированной стали, а также нормы химического состава для стали 3Х2МНФ, 4ХМНФС, 9ХФМ, слитков, заготовок, лент, труб, поковки и другой металлопродукции.
Классификация легированных сталей
По количеству легирующих элементов:
- высоколегированная — общая масса легирующих элементов более 10%;
- среднелегированная — общая масса легирующих элементов более 2,5-10%;
- низколегированная — общая масса легирующих элементов до 2,5%.
По назначению:
- I — для изготовления инструмента, используемого для обработки металлов и других материалов в холодном состоянии;
- II — для изготовления инструмента, используемого для обработки металлов давлением при температурах выше 300°С.
По способу дальнейшей обработки:
- а — горячекатаная и кованая металлопродукция для горячей обработки давлением и холодного волочения без контроля структурных характеристик;
- б — горячекатаная и кованая металлопродукция для холодной механической обработки с полным объемом испытаний.
По качеству изготовления:
- обычная;
- высококачественная — А.
По качеству и отделке поверхности:
- горячекатаная и кованая: 2ГП — для подгруппы «а», 3ГП — для подгруппы «б» повышенного качества, 4ГП — для подгруппы «б» обычного качества;
- калиброванная — Б и В;
- со специальной отделкой поверхности — В, Г, Д.
По производителю:
- — ЭИ;
- златоустовский металлургический завод — ЗИ.
Марки инструментальной легированной стали
Марки инструментальной легированной стали I группы: 13Х, 8ХФ, 9ХФ, 11ХФ (ИХ), 9ХФМ, Х, 9Х1, 12Х1 (120Х, ЭП430), 6ХС, 9Г2Ф, 9ХВГ, 6ХВГ, 9ХС, В2Ф, ХГС, 4ХС, ХВСГФ, ХВГ, 6ХВ2С, 5ХВ2СФ, 6ХЗМФС (ЭП788), 7ХГ2ВМФ, 9Х5ВФ, 8Х6НФТ (85Х6НФТ), 6Х4М2ФС (ДИ55), Х6ВФ, 8Х4В2МФС2 (ЭП761), 11Х4В2МФ3° C2 (ДИ37), 6Х6В3МФС (ЭП569, 55Х6В3СМФ), Х12, Х12МФ, Х12Ф1, Х12ВМФ.
Марки инструментальной легированной стали II группы: 5ХНМ, 5ХНВ, 5ХНВС, 7Х3, 8Х3, 4ХМФС (40ХСМФ), 4ХМНФС, 3Х2МНФ, 5Х2МНФ (ДИ32), 4Х3ВМФ (3И2), 3Х3М3Ф, 4Х5 МФС, 4Х4ВМФС (ДИ22), 4Х5МФ1С (ЭП572), 4Х5В2ФС (ЭИ958), 4Х2В5МФ (ЭИ959), Х3В3МФС (ДИ23), 05Х12Н6Д2МФСГТ (ДИ80).
Обозначение марки стали: первые цифры — массовая доля углерода в десятых долях процента, затем буквы — вещество, используемое в качестве легирующего элемента, цифры, стоящие после букв, — средняя массовая доля соответствующего легирующего элемента в целых единицах процентов. Начальную цифру опускают, если содержание углерода не менее 1%. Буква «А», в середине марки стали — содержание азота, в конце — сталь высококачественная. Например, сталь 5ХНМ — 0,5 С, 1 Cr, 1 N1, до 0,3 Mo.
Нестандартные легированные стали, выпускаемые, например, обозначаются соответствующим сочетанием букв (в данном случае «ЭИ»), после которого идет порядковый номер стали. Например, ЭИ959, ЭП761, ДИ80 и др.
Применение инструментальной легированной стали
| Марка стали | Область применения |
| Х12МФ | Детали для работы под давлением порядка 1400-1600Мпа. Профилировочные ролики сложной формы, эталонные шестерни, накатные плашки, секции кузнечных штампов, сложные дыропрошивные матрицы и пуансоны вырубных и просечных штампов, пуансоны и матрицы холодного выдавливания для больших давлений. Не применяется для сварных конструкций. |
| 4-9ХС, ХВГ | Ответственные детали с повышенной износостойкостью, усталостной прочностью при изгибе, контактном нагружении, а также упругими свойствами. Сверла, развертки, метчики, плашки, гребенки, фрезы, машинные штампели, клейма для холодных работ. Не применяется для сварных конструкций. |
| 4Х5МФС | Мелкие молотовые штампы, крупные молотовые и прессовые вставки при горячем деформировании конструкционных сталей и цветных сплавов в условиях крупносерийного и массового производства, пресс-формы литья под давлением алюминиевых, цинковых и магниевых сплавов. |
| 3Х3М3Ф | Инструменты для горячего деформирования на кривошипных прессах и горизонтально-ковочных машинах, подвергающихся в процессе работы интенсивному охлаждению (как правило, для мелкого инструмента), пресс-формы литья под давлением медных сплавов, ножи для горячей резки. |
| Р6М5, Р6М5К5, Р6М5Ф3, Р6М5К8, Р18, Р7М2Ф6, Р12МФ5, Р9М4К8, Р10М4К14, Р12М3К5Ф2, Р12М3К8Ф2, Р12М3К10Ф2, Р12М3К10Ф2 | Дисковые фрезы, сверла развертки, зенкеры, метчики, протяжки; фрезы червячные, концевые, дисковые; шеверы. |
Механические характеристики
| Сечение, мм | σB, МПа | d4 | d10 | Твёрдость по Бринеллю, МПа | HV, МПа |
| Лента плющенная средней прочности 0,1-4,0 мм по ГОСТ 10234-77 в состоянии поставки (указано состояние поставки) | |||||
| — | 740-1270 | — | — | — | — |
| — | ≤780 | — | ≥8 | — | — |
| Лента холоднокатаная термообработанная (0,05-1,30 мм) для пружинящих деталей и пружин по ГОСТ 21996-76 и лента плющеная (0,15-2,00 мм) по ГОСТ 21997-76 (указана группа прочности ленты) | |||||
| — | 1270-1570 | — | — | — | 375-485 |
| — | 1580-1860 | — | — | — | 486-600 |
| — | ≥1860 | — | — | — | ≥600 |
| Градация показателей свойств готовых термообработанных деталей по ОСТ 1 90005-91 | |||||
| — | — | — | — | 44-48 | — |
| Лента отожженная холоднокатаная высшей категории качества | |||||
| 0.08-3 | ≤750 | ≥10 | — | — | — |
| Лента холоднокатаная нагатованная (указан класс прочности) | |||||
| 0.1-4 | 750-900 | — | — | — | — |
| 0.1-4 | 900-1050 | — | — | — | — |
| 0.1-4 | 1050-1200 | — | — | — | — |
Инструментальная углеродистая сталь ГОСТ 1435-99
Углеродистая сталь — сталь, не имеющая в своем составе легирующих элементов, но содержащая углерод в различной концентрации: до 0,25% — низкоуглеродистая сталь, 0,24-0,6% среднеуглеродистая сталь, более 0,6 — высокоуглеродистая сталь.
ГОСТ 1435-94 регулирует нормы изготовления прутков и полос кованых, горячекатаных, калиброванных и со специальной отделкой поверхности из инструментальной углеродистой (нелегированной) стали, а также нормы химического состава для слитков, заготовок, листов, лент, проволоки и другой металлопродукции.
Классификация углеродистых сталей
По назначению:
Особенности технологии и принцип работы аргонодуговой сварки
- быстрорежущая — Р;
- шарикоподшипниковая — Ш;
- электротехническая — Э.
По химическому составу:
- качественная;
- высококачественная — А.
По назначению в зависимости от массовой доли хрома, никеля и меди:
- 1 — для продукции всех видов, кроме патентированной проволоки и ленты;
- 2 — для патентированной проволоки и ленты;
- 3 — для продукции всех видов, изготавливающейся с многократными нагревами, усиливающими возможность проявления графитизации стали, а также для продукции, от которой требуется повышенная прокаливаемость (кроме проката для сердечников, патентированной проволоки и ленты).
По способу дальнейшей обработки:
- а — прокат горячекатаный и кованый для горячей обработки давлением (осадки, высадки), холодного волочения;
- б — для холодной механической обработки (обточки, фрезерования и т.п.).
По качеству и отделке поверхности:
- для горячекатаной и кованой стали: 2ГП — для подгруппы «а», 3ГП — для подгруппы «б»;
- для калиброванной стали — Б и В.
- для проката со специальной обработкой поверхности — В, Г, Д.
По состоянию материала:
- сталь без термической обработки;
- термически обработанная сталь — ТО;
- нагартованный прокат — НГ (для прутков калиброванных и со специальной отделкой поверхности).
Марки инструментальной углеродистой стали
Марки инструментальной углеродистой стали: У7, У8, У8Г, У9, У10, У11, У11А, У12, У13, У13А, У7А, У8А, У8ГА, У9А, У10А, У12А.
Обозначение марки стали: У — углеродистая, следующая за ней цифра — средняя массовая дол углерода в десятых долях процента, Г — повышенная массовая доля марганца.
Применение инструментальной углеродистой стали
| Марка стали | Область применения |
| У7(А) | Инструменты для обработки дерева (топоры, стамески и т.п.); небольшие пневматические инструменты (зубила, обжимки и т.п.); кузнечные штампы; игольная проволока; слесарно-монтажные инструменты: молотки, кувалды, отвертки, плоскогубцы, кусачки и др. |
| У8(А), У8(Г, ГА), У9(А)) | Инструменты, используемые в условиях, не вызывающих разогрева режущей кромки и обрабатывающих дерево: фрезы, топоры, стамески, пилы и т.п. Накатные ролики, плиты и стержни для форм литья под давлением оловянно-свинцовистых сплавов. Для слесарно-монтажных инструментов (обжимки для заклепок, кернеры, отвертки, плоскогубцы, кусачки). Для профилей простой формы и пониженных классов точности; холоднокатаная лента толщиной 0,02-2,5мм. |
| У10А, У12А) | Сердечники. |
| У10, У10А) | Игольная проволока. |
| У10(А), У11(А)) | Инструменты, используемые в условиях, не вызывающих разогрева режущей кромки и обрабатывающих дерево: пилы ручные и машинные поперечные и столярные, сверла спиральные. Для штампов холодной штамповки (вытяжные, высадочные, обрезные, вырубные) небольших размеров; для калибров простой формы и пониженных классов точности; для накатных роликов, напильников, шаберов слесарных и т.п. Напильники, шаберы, х/к лента толщиной 0,02-2,5мм. |
| У12(А)) | Метчики ручные, напильники, шаберы слесарные; штампы для холодной штамповки (обрезные, вырубные) небольших размеров и без переходов по сечению; холодновысадочные пуансоны и штемпели мелких размеров, простой формы и пониженных классов точности. |
| У13(А)) | Инструменты с пониженной износостойкостью (без разогрева режущей кромки): напильники, бритвенные лезвия и ножи, скальпели, шаберы, гравировальные инструменты. |
Расшифровка стали У8
В состав У8 входят следующие компоненты:
Это основные составные части, кроме, них в этом сплаве присутствуют никель, марганец и другие.
У8 относят к инструментальным углеродистым сталям. Свойства сплава, которые обеспечивают входящие в его состав вещества позволяют производить из него инструмент, который может работать в условиях, когда режущая кромка не перегревается.
Как правило, такой материал применяют для производства ручного резьбонарезного инструмента – комплектные метчики, плашки для ручной работы и пр. Кроме того, из этой стали с успехом производят инструмент для обработки древесины.
Среди отечественных аналогов стали У8 можно назвать У7 и У10. в число зарубежных аналогов можно отнести 1080, 1070. Их часто применяют для изготовления мечей. А для производства ножей применяют 1095.
Но есть ещё одна сфера использования этого материала – изготовление клинкового оружия, в частности, ножей для выживания, пользующихся большим спросом у туристов, охотников, рыбаков.
По сути, сталь этой марки можно смело назвать классикой жанра.
Наличие углерода в её составе обеспечивает высокую твёрдость и соответственно качество заточки, то есть, нож длительное время сохраняет свою остроту. Кроме того, ножи для выживания, выполненные из стали У8, могут выполнять и другие роли, например, ломика или топора. С помощью такого ножа можно выполнять простейшие монтажные операции, например, вскрытие люка.
Характеристика и применение титана и сплавов на его основе
Инструментальная быстрорежущая сталь ГОСТ 19265-73
Прутки и полосы из инструментальной быстрорежущей стали изготавливаются согласно требованиям ГОСТ 19265-73.
Инструментальная быстрорежущая сталь используется для изготовления, чаще всего, режущих инструментов. Быстрорежущая инструментальная сталь сочетает в себе высокую теплоустойчивость (600-6500С в зависимости от состава и обработки) с высокой твердостью, износостойкостью (при повышенных температурах) и повышенным сопротивлением пластической деформации.
Свариваемость быстрорежущей стали: при стыковой электросварке со сталью 45 и 40Х свариваемость инструментальной стали хорошая.
Инструментальная быстрорежущая сталь может изготовляться методом легирования стали или без него. В последнем случае она будет являться одним из видов углеродистой стали. В зависимости от того к какому виду она относится, быстрорежущая инструментальная сталь обладает свойствами и классификацией легированной стали или углеродистой стали.
Марки инструментальной быстрорежущей стали
Марки инструментальной быстрорежущей стали: Р18, Р6М5, Р9К5, Р9К9, Р6М5К5, Р6М4К9, Р6М5Ф3, Р9М4К8 и т.д.
Обозначение марки стали: Р — быстрорежущая сталь, цифра — содержание вольфрама в десятых долях процента, М, К — легированная молибденом или кобальтом соответственно.
Стандарты
| Название | Код | Стандарты |
| Ленты | В34 |
Ножевые стали. Описание. Сравнение. Выбор
В зависимости от материала клинка нож может ржаветь, быстро тупиться, трудно затачиваться, легко гнуться или ломаться при малейших нагрузках. Марка стали тут не играет единственной определяющей роли.
Качество термообработки — это очень важный фактор, в зависимости от него клинок может быть слишком мягким, гнуться и быстро тупиться (недокален) или хрупким и ломким (перекален). Например, из дешёвой и популярной во всём мире стали 420 делают клинки многие мировые производители.
У каждого производителя получается добиться разных показателей одной стали в зависимости от технологии обработки.
| 0.6 | 13-14 | 0.4 | 0.4 | 0.01 | 0.025 | |||
| 0.15-0.3 | 13 | 1 | 1 | 0.03 | ||||
| 0.15-0.3 | 13 | 1 | 1 | 0.03 | ||||
| 0.15 | 14-16 | 2 | 1.5 | 6-8 | 4.5 | 0.03 | 0.04 | |
| 0.35 | 13.5 | 0.8 | 0.6 | 0.5 | 1 | 0.03 | 0.04 | |
| 0.4 | 13 | 0.8 | 0.6 | 0.5 | 1 | 0.03 | 0.04 | |
| 0.45-0.7 | 13.5 | 0.35-0.9 | ||||||
| 0.4 | 16 | 0.35 | 2 | 0.005 | 0.020 | |||
| 0.45-0.55 | 14-15 | 1 | 0.1-0.2 | 0.5-0.8 | 1 | 0.03 | 0.04 | |
| 0.4-0.45 | 13-14.5 | 1 | 0.49 | 0.04 | 0.03 | 1 | ||
| 0.55-0.65 | 13.-14.5 | 1 | 0.1-0.25 | 0.49 | 0.04 | 0.03 | 1 | |
| 0.6-0.65 | 14 | 0.45 | 0.15-0.2 | 0.55-0.6 | 0.15 | |||
| 0.6-0.75 | 16-18 | 1 | 0.75 | 1 | 0.03 | 0.04 | 0.75 | |
| 0.65 | 13 | 1 | 0.75 | 1 | 0.03 | 0.04 | 0.75 | |
| 0.65 | 1 | 0.75 | 1 | 0.03 | 0.04 | 0.75 | ||
| 0.7-0.8 | 13-14.5 | 1 | 0.1-0.25 | 0.1-0.3 | 0,5 | 0.04 | 0.03 | 1 |
| 0.8 | 13 | 0.2 | 0.2 | 1 | 0.03 | 0.03 | ||
| 0.8 | 14.5 | 1 | 0.2 | 0.2 | 1 | 0.03 | 0.03 | |
| 0.75-0.95 | 16-18 | 1 | 1 | 0.03 | 0.04 | 0.75 | ||
| 0.85-0.95 | 0.95-1.25 | 0.3-0.6 | 0.15 | 0.2 | 0.4 | 1.2-1.6 | 0.03 | 0.03 |
| 0.95-1.2 | 17-18 | 1 | 0.75 | 1 | 0.03 | 0.04 | 0.75 | |
| 0.95 | 18 | 1 | 0.75 | 1 | 0.03 | 0.04 | 0.75 | |
| 0.95-1.10 | 13-14.5 | 0.5 | 0.1-0.27 | 0.1-0.31 | 0.49 | 0.04 | 0.03 | 1 |
| 0.95-1.05 | 13-15 | 0.2-0.4 | 0.25 | |||||
| 1 | 15 | 0.2 | 1 | |||||
| 0.9-1.03 | 0.3-0.5 | 0.05 | 0.04 | |||||
| 1.05 | 14 | 0.5 | 4 | 0.25 | ||||
| 1.05 | 14 | 0.4 | 1 | 0.4-0.5 | 0.002 | 0.029 | ||
| 1.4 | 15 | 0.4 | 2 | 2.8 | 0.5 | 0.03 | 0.03 | |
| 1.45 | 14 | 4 | 2 | 0.4 | ||||
| 1.5 | 12 | 0.35 | 0.9-1 | 0.8-1 | 0.45 | |||
| 1.7 | 18 | 0.35 | 3 | 1 | 0.8 | |||
| 1.9 | 20 | 0.3 | 4 | 1 | 0.7 | |||
| 2.9 | 8 | 0.5 | 9.8 | 1.5 | 0.5 | |||
| 3 | 20 | 0.1 | 1.3 |
Одной лишь остроты для хорошего клинка явно недостаточно. Чрезвычайно большое значение при оценке качества режущей кромки имеет износостойкость. Это свойство напрямую связано с процентным содержанием углерода.
В обычной углеродистой стали максимальная твёрдость достигается при содержании С 0,7% (примерно 64 НС), а при дальнейшем повышается преимущественно износостойкость. Огромное значение для повышения механических свойств стали имеют легирующие добавки: хром, молибден, вольфрам, ванадий, никель, кремний, марганец.
Поэтому легированная инструментальная сталь имеет серьёзные преимущества перед обычной углеродистой сталью, в том числе и в отношении твёрдости и износостойкости. Следует иметь ввиду, что легирующие элементы улучшают прочность и вязкость при небольшой концентрации и ухудшают их при повышении концентрации.
Одним из наиболее ценных легирующих элементов является молибден, добавка которого вызывает повышение прочности и вязкости одновременно. Видимо, именно высоким содержанием молибдена (до 7–8%) в японских катанах определяются в значительной степени их выдающиеся качества.
Такие элементы, как хром, вольфрам, ванадий, увеличивая твёрдость и прочность, в то же время способствуют повышению хрупкости. Высокое содержание хрома (начиная с 13%) не только увеличивает твёрдость и износостойкость, улучшая тем самым режущие свойства лезвия, но и придаёт сталиантикоррозийные свойства.
Однако такая сталь становится несколько более хрупкой, чем обычная углеродистая. Нержавеющая сталь 440С (её отечественный аналог – 95Х18) считается одной из лучших ножевых сталей. Она хорошо затачивается и довольно долго держит заточку.
Вместе с тем она значительно уступает по сочетанию твёрдости, износостойкости, вязкости и упругости таким маркам, как 154СМ, АТS-34, ВG-42, которые содержат меньшее количество хрома, но зато имеют в своём составе около 4% молибдена и некоторые другие легирующие элементы. Все вышеперечисленные марки, включая и 440С, относятся к классу современных шарикоподшипниковых нержавеющих или малоржавеющих сталей. И это, разумеется, не случайно: именно для них непременным качеством является высокая степень износостойкости.
Cowry X – вязкая порошковая сталь , специально разработана Diado Steel Company для режущих инструментов. Она содержит 3% углерода, 20% хрома, 1% молибдена, 0,3% ванадия и может быть закалена до 63 -66 HRC без повышения хрупкости.
Cowry Y (CP-4) – японская коррозионностойкая сталь производства Daido Steel Co., LTD с 1.2% углерода, 14% Cr; 3% Mo; 1% V. Используется в производстве ножей.
ZDP-189
Сталь У8: характеристики, расшифровка, химический состав
Возможна кузнечная сварка – процесс неразъемного соединения нагретых кусков металла с применением внешнего давления.
Форма поставки стали У8
Поставляется в виде кованых полос, горячекатаного круга, квадратов и кругов кованых, листов.
Область применения
Используется в основном для производства инструментов, эксплуатация которых не требует разогревания режущего края: фрезы, топоры и стамески, зенковки, пилы и долота, кернеры, отвёртки, кусачки, плоскогубцы и пр.
Применение стали У8 с учётом характеристик и свойств
Данную сталь применяют, как незаменимое сырьё для изготовления инструментов, эксплуатация которых не требует нагрева. Это пневматические, деревообрабатывающие, слесарно-монтажные инструменты — кернеры, кусачки и отвертки, ролики, плоскогубцы, фрезы, детали часовых механизмов и пружины, пр. Все эти изделия требуют специальной термообработки, чаще всего по индивидуальной технологии.
Аналоги стали У8
| США | Россия | Германия | Япония | Франция | Англия | Евросоюз | Италия | Китай | Польша | Чехия | Австрия |
| ASTM/AISI | ГОСТ | DIN,WNr | JIS | AFNOR | BS | EN | UNI | GB | PN | CSN | ONORM |
| W1-7 | У7 | 1.1625 | SK5 | C90E2U | BW1A | CT80 | C80KU | T8 | N8 | 19152 | K980 |
| — | У10 | C80W1 | SK6 | Y1-70 | BW1B | — | — | — | — | — | — |
| — | — | C80W2 | SKC3 | Y1-80 | — | — | — | — | — | — | — |
| — | — | — | — | Y180 | — | — | — | — | — | — | — |
| — | — | — | — | Y90 | — | — | — | — | — | — | — |
Инструменты из стали У8 и виды их термообработки
Данная сталь очень чувствительна к виду проведения обработки, поэтому единые рекомендации отсутствуют. Молотки слесарные из стали У8 подвергают закалке в области бойка и хвоста. Нагревание осуществляют в ванне — соляной или свинцовой. Отпуск при 260-340 °С 30-40 мин.
При производстве пневматических инструментов закалке подвергается рабочую часть – хвост, а нагревание всего инструмента противопоказано. Отпуск выполняют в зависимости от необходимой твёрдости рабочего сектора (индивидуально для разных инструментов).
Для зубил, крейцмейселей, пробойников отпуск ведут в режиме 240 °С -270 °С при выдержке до 40 мин. А для бойков, выколотков – 270 °С -300 °С.
При закалке долота для станков из У8, У9, 65Х участки перехода от тонкой области к толстой, и стенки отверстия выполняют на малую степень твёрдости. Этого достигают, ведя прерывистую закалку в водной среде. Хвостовой участок закалке не подвергают.
Стамески и долота плотничьи и столярные нагревают под закалку в печах-ваннах на длину 60-80 мм. Хвостовой участок закалке не подлежит.
Сталь У8 — плюсы и минусы применения для ножей
Для производства клинкового оружия применяют множество сталей, в том числе и У8, которая благодаря характеристикам имеет как плюсы так и ми нусы для изготовления ножей.
Расшифровка стали У8
В состав У8 входят следующие компоненты:
- железо до 97%;
- углерод до 0,83%.
Это основные составные части, кроме, них в этом сплаве присутствуют никель, марганец и другие.
У8 относят к инструментальным углеродистым сталям. Свойства сплава, которые обеспечивают входящие в его состав вещества позволяют производить из него инструмент, который может работать в условиях, когда режущая кромка не перегревается.
Как правило, такой материал применяют для производства ручного резьбонарезного инструмента — комплектные метчики, плашки для ручной работы и пр. Кроме того, из этой стали с успехом производят инструмент для обработки древесины.
Среди отечественных аналогов стали У8 можно назвать У7 и У10. в число зарубежных аналогов можно отнести 1080, 1070. Их часто применяют для изготовления мечей. А для производства ножей применяют 1095.
Но есть ещё одна сфера использования этого материала — изготовление клинкового оружия, в частности, ножей для выживания, пользующихся большим спросом у туристов, охотников, рыбаков.
По сути, сталь этой марки можно смело назвать классикой жанра.
Наличие углерода в её составе обеспечивает высокую твёрдость и соответственно качество заточки, то есть, нож длительное время сохраняет свою остроту. Кроме того, ножи для выживания, выполненные из стали У8, могут выполнять и другие роли, например, ломика или топора. С помощью такого ножа можно выполнять простейшие монтажные операции, например, вскрытие люка.
У8 — классическая ножевая сталь
Марку У8 относят к эвтектоидным сталям. То есть, наличие чистого углерода, равно тому, который находится в цементите перлита. Это обозначает что в составе стали отсутствуют вторичные карбиды. Это привело к появлению ряда тонкостей, возникающих при работе со сталью У8 и ее аналогами.
К примеру, в составе У8 их отсутствие гарантирует наличие однородной структуры, стали этого типа хорошо обрабатываются сваркой ковкой. Именно поэтому эти сплавы входят в состав дамасских сталей.
Но, необходимо помнить и о том, что отсутствие карбидов усложняет процесс термической обработки.
В частности, изменение оптимальной температуры закаливания на несколько градусов, приводит к снижению механических свойств, а именно прочности и вязкости.
Важное значение придаётся и предварительной термообработке. Ее задача оптимизировать структуру непосредственно перед закалкой. Надо отметить, что стали марки У8 и ее аналоги обладают низкой прокаливаемостью и в следствие очень чувствительны к длительности времени задержки охлаждения.
В 1997 в нашей стране был разработан и введен в действие ГОСТ Р 51015-97. Он разделяет все ножи на две большие группы:
К первой группе относят изделия, которые применяют для работы с хлебом, овощами. Ко второй группе относят ножи, предназначенные для обработки мяса. В эту же группу входят изделия, предназначенные для туристов и пр.
В этом же документе определён материал, из которого производят ножевую продукцию — это У8А или У10А. Индекс «А» обозначает, что это стали повышенного качества, в них понижено содержание фосфора и серы. В качестве заготовок применяют прутки и полосы из сталей У8А.
ГОСТ определяет, что твёрдость поверхности должна быть на уровне 49 по HRC, но вместе с тем допускается и производство ножей с твёрдостью поверхности 41,5 HRC.
Стали группы У8 позволяют выдержать параметры, определённые в ГОСТ Р 51015-97.
Бесспорно, кроме, описанного материала допустимо и применение других стальных сплавов, например, 40Х13 или 65Х13. Использование этих сплавов позволяет получить ножи с высокой прочностью и стойкость коррозии.
Но использование сталей подобного рода позволяет получением продукции у которой, высокая прочность, стойкость к затуплению, разумеется, при использовании ножей по назначению. Но при резком ударном воздействии возможно получение сколов или трещин на теле клинка.
Наличие большого количества легирующих элементов может привести к повышению хрупкости клинка.
Ножи, выполненные из семейства У8 практически не имеет легирующих компонентов, в ГОСТ определено то, что наличие хрома не должно превышать 0,2%, никеля и меди не более 0,25%
Плюсы
К плюсам стали марки У8, которая определена ГОСТ Р 51015-97, как основная для производства хозяйственных и бытовых ножей, можно отнести следующее — после проведения термической обработки, она приобретает достаточную прочность и твёрдость поверхности, достаточной для обеспечения остроты ножа на длительный срок эксплуатации. Острие клинка можно относительно легко заправить, то есть для этого можно использовать обыкновенные абразивные бруски. Такой нож сложно сломать при ударе.
Минусы
Но несомненный минус — низкая стойкость к воздействию коррозии. Другими словами, ножи, произведенные из У8 требуют постоянного ухода. То есть, после работы лезвие необходимо протереть насухо, а лучше нанести слой защитного средства, например, какого-нибудь масла.
Загрузка...
