В) Опишите структуру и свойства после термической обработки. Сталь У10– сталь инструментальная углеродистая


Сталь У10, У10А

  • Нелегированные стали
  • Легированные стали
  • Нержавеющие стали
  • Ст0
  • Ст2кп
  • Ст2пс
  • Ст2сп
  • Ст3кп
  • Ст3пс
  • Ст3сп
  • Ст3Гпс
  • Ст4кп
  • Ст4пс
  • Ст5пс
  • Ст5сп
  • Ст6пс
  • Ст6сп
  • 08кп
  • 10кп
  • 10Г2
  • 15кп
  • 15Г
  • 20кп
  • 20Г
  • 30Г
  • 35Г2
  • 40Г
  • 45Г2
  • 50Г
  • 50Г2
  • У10
  • У12

Марка стали — У10, У10А
Стандарт — ГОСТ 1435

Заменитель — У12, У12А

Сталь У10

содержит в среднем 1% углерода, буква
У
показывает, что сталь углеродистая.

Сталь У10А

содержит в среднем 1% углерода, буква
У
показывает, что сталь углеродистая, буква
А
в конце марки означает, что сталь относится к категории высококачественной.

Нелегированные инструментальные стали У10

и
У10А
применяются для изготовления:

  • игольной проволоки;
  • инструментов, работающих в условиях, не вызывающих разогрева режущей кромки;
  • ручных поперечных и столярных пил, машинных столярных пил, спиральных сверл;
  • штампов холодной штамповки (вытяжных, высадочных, обрезных и вырубных) небольших размеров и без резких переходов по сечению;
  • калибров простой формы и пониженных классов точности;
  • накатных роликов, напильников, слесарных шаберов и др.;
  • холоднокатаной термообработанной ленты толщиной от 2,5 до 0,02 мм, предназначенной для изготовления плоских и витых пружин и пружинящих деталей сложной конфигурации, клапанов, щупов, берд, ламелей двоильных ножей, конструкционных мелких деталей, в том числе для часов.
Массовая доля основных химических элементов, %
C — углеродаSi — кремнияMn — марганца
0,95-1,090,17-0,330,17-0,33 (У10) 0,17-0,28 (У10А)
Температура критических точек, °С
Ac1Ac3Ar1Ar3
730800700
Технологические свойства
КовкаТемпература ковки, °С: начала 1180, конца 800. Сечения до 100 мм охлаждаются на воздухе, 101-300 мм — в яме.
СвариваемостьНе применяется для сварных конструкций. Способ сварки — контактная сварка.
Обрабатываемость резаниемВ отожженном состоянии при HB 197: Kv твердый сплав = 1,1 Kv быстрорежущая сталь = 1,0
Флокеночувств.Не чувствительна
Склонность к отпускной хрупкостиНе склонна
Физические свойстваТемпература испытаний, °С
20100200300400500600700800900
Модуль нормальной упругости E, ГПа
Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа
Плотность ρn, кг/м37810
Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м*К)4044413834
Удельное электросопротивление ρ, нОм*м420
20-10020-20020-30020-40020-50020-60020-70020-80020-90020-1000
Коэффициент линейного расширения α*106, K-111,511,912,513,013,413,914,313,915,413,3
Удельная теплоемкость c, Дж/(кг*К)

Химический состав

ГОСТ 1435 — 99 нормирует процентное соотношение веществ входящих в состав стали марки У10А. Он приведен ниже.

  • C 0.95 — 1.09
  • Si 0.17 — 0.33
  • Mn 0.17 — 0.28
  • Ni до 0.25
  • S до 0.018
  • P до 0.025
  • Cr до 0.2
  • Cu до 0.25

Подобные пропорции позволяют использовать эту марку стали для изготовления инструмента, который работает без повышения температуры на режущей кромке. К такому инструменту относят:

  • метчики;
  • инструмент для деревообработки;
  • штампы, матрицы и пр;
  • мерительный инструмент, например, калибры.

сталь У10А

Аналоги

Эту марку стали можно заменить на У11, У12А и некоторыми другими. Сплав этого класса выпускают по всему миру, так в США производят — G51320, в Германии — C105W2, в КНР — T10A.

ГОСТ

Производители выпускают несколько вариантов поставки, в том числе:

  • фасонный прокат по гост 2590-2006, гост 2591-2006;
  • пруток и серебрянку по гост 1435-99, гост 14955-77;
  • поковки, ленту и многие другие.

Расшифровка

Маркировка У10А расшифровывается следующим образом:

  • У — углеродистая;
  • 10 содержание углерода в сплаве;
  • индекс А обозначает, что в этой стали пониженное содержание серы и фосфора и она относится к высококачественным сплавам.

Сталь У10А, которую применяют для производства режущего инструмента, относят к сталям с небольшой прокаливаемостью и не отличающимися высокой теплостойкостью. Это позволяет их использовать для производства инструмента с небольшими габаритными размерами. В качестве примера можно рассмотреть технологию термической обработки метчиков.

круг У10А

Механические характеристики

Сечение, ммσB, МПаd5, %d4y, %
Лента отожженная холоднокатаная высшей категории качества
4≤750≥10
Образец диаметром 5 мм и длиной 25 мм деформированный и отожженный. Скорость деформирования 10 мм/мин. Скорость деформации 0,007 1/с
≥105≥50≥87
Лента холоднокатаная нагатованная (указан класс прочности)
750-900
Образец диаметром 5 мм и длиной 25 мм деформированный и отожженный. Скорость деформирования 10 мм/мин. Скорость деформации 0,007 1/с
≥90≥52≥100
Лента холоднокатаная нагатованная (указан класс прочности)
900-1050
Образец диаметром 5 мм и длиной 25 мм деформированный и отожженный. Скорость деформирования 10 мм/мин. Скорость деформации 0,007 1/с
≥55≥59≥100
Лента холоднокатаная нагатованная (указан класс прочности)
1050-1200
Образец диаметром 5 мм и длиной 25 мм деформированный и отожженный. Скорость деформирования 10 мм/мин. Скорость деформации 0,007 1/с
≥29≥70≥100
≥18≥78≥100
≥16≥86≥100

Характеристики стали У10

При удельном весе в 7810 кг/м3 и твердости HB 10-1=197 МПа сталь У 10 комфортно обрабатывается резанием и ковкой: К υ тв. спл=1,1, Кυ б.ст=1,0 и t=1180-800оС. Материал не склонен к отпускной хрупкости и нефлокеночувствителен. Остальные физические и механические свойства углеродистого сплава У10 представлены в таблицах:

Характеристики

У10А – инструментальная, высокоуглеродистая, легированная сталь с высоким показателем твердости. Наверное, каждый замечал, что напильники, особенно, старые, практически не имеют сносу. Каждый второй напильник изготовлен как раз из У10А или же из её близких аналогов.

Но характеристики напильника не очень подходят для создания режущих инструментов, так как он имеет такое отрицательное свойство, как хрупкость. Да и помимо твёрдости нож должен обладать рядом других не менее важных качеств. Так что ножи из стали У10А не производятся.

7ХНМ представляет собой инструментальный легированный сплав, применяемый как раз для изготовления режущих приспособлений. Возникает простой вопрос: почему бы не делать ножи чисто из этой марки, учитывая, что она имеет минимальный набор качеств?

Ответ прост – сочетание сталей 7ХНМ и У10А позволяет получить сплав с особыми параметрами, из которого выйдут первоклассные ножи, имеющие все необходимые характеристики, даже больше.

У10А-7ХНМ получают методом многоразовой ковки двух различных марок при высокой температуре – 800-1200 градусов Цельсия. Во время этого процесса два пласта соединяются воедино, благодаря чему получается многослойный (от 150 слоёв) композитный металл с интересным узорчатым рисунком, чем-то напоминающий булат.

Нож, произведённый из У10А-7ХНМ, будет обладать следующими характеристики:

  • прекрасные режущие показатели, которые придаёт лезвию как раз твёрдые пласты У10А, в сочетании с микропилой, характерной для композитных булатных сталей;
  • гибкость и вязкость благодаря более мягким слоям из 7ХНМ в общем составе, клинки не боятся сильных ударов и выдерживают большое внешнее давление;
  • идеальный показатель твердости – 57-59 HRC, что даёт возможность режущей кромке длительное время удерживать остроту, а в случае необходимости заточку можно провести и в полевых условиях;
  • поверхность металла устойчива к выкрашиванию.

Два этих противоположных по своим свойствам материала прекрасно перекрывают недостатки друг друга и в несколько раз увеличивают достоинства.

Нож из У10А-7ХНМ
Нож из стали У10А-7ХНМ.

Плюсы

Помимо достоинств, перечисленных в характеристиках, можно выделить следующие:

  1. Применение в создании эксклюзивного оружия: состав позволяет экспериментировать с формой и создавать интересные, дизайнерские изделия, соответствующие высоким техническим стандартам.
  2. Небольшая стоимость: конечные изделия из-за широко распространения материала имеют доступную для широких масс цену, в современном мире – несомненный плюс.
  3. Маллотоксичность и экологичность стали.
  4. Длительный срок службы при правильном и постоянном уходе.
  5. Простота и неприхотливость в уходе: после использования необходимо просто удалить влагу с поверхности металла.
  6. Привлекательный внешний вид: комбинация двух разных сталей позволяет получить интересный узор, как в булатах, изготовленных по старым технологиям.

Минусы

Недостатков У10А-7ХНМ не так уж им много, так как сочетание двух марок с разными положительными сторонами позволяет достичь высоких результатов, которые не доступны одной стали.

Основной минус этого металла – его неполная устойчивость к коррозиям. Процесс образования ржавчины происходит медленно: сначала образуются небольшие рыжие точки, которые затем перерастают в пятна и постепенно углубляются. Но предотвратить это несложно – достаточно после каждого длительного использования или перед хранением протирать поверхность металла сухой тряпкой.

Ржавый нож
Лезвие ножа покрыто коррозией.

Технологические свойства

НазваниеЗначение
Свариваемостьне применяется для сварных конструкций. Способ сварки — КТС.
Склонность к отпускной хрупкостине склонна
Температура ковкиНачала — 1180 °C, конца — 800 °C. Охлаждение заготовок сечением до 100 мм на воздухе, 101-300 мм — в яме.
Флокеночувствительностьне чувствительна
Обрабатываемость резаньемпри НВ 197 Kn тв.спл.=1.1 Kn б.ст.=1.0.
Шлифуемостьхорошая

Область применения стали У10А

  • Производство сердечников и игольной проволоки;
  • Изготовление инструментов, эксплуатируемых в условиях, не вызываемых разогрева кромки;
  • Производство инструментов, используемых при обработке дерева (спиральных сверл, пил, машинных столярных пил):
  • Изготовление деталей холодной штамповки (обрезных, вытяжных, высадочных и вырубных) без резких переходов по сечению;
  • Производство калибров пониженных классов и простой формы;
  • Изготовление роликов, шаберов, напильников;
  • Производство термообработанной ленты до 0.02 мм, используемой при изготовлении пружин и пружинных деталей сложной конфигурации.

Из стали У10А изготавливают клапаны, щупы, ламели двоильных ножей, конструкционные мелкие детали. Она также незаменима при производстве термообработанной ленты толщиной 0.35 – 0.7 мм, которая в свою очередь используется для изготовления голосовых язычков для музыкальных инструментов.

Сталь У10А – основной материал для производства холоднокатаной термообработанной ленты толщиной 0,05-1,30 мм. Сталь У10А также незаменима при изготовлении плющеной термообработанной ленты толщиной 0,15-2,00 мм, из которой, в свою очередь, производят различные детали сложной конфигурации.

У10

  • Товары из стали У10 в наличии:
    Круг
  • Полоса
  • Квадрат
  • Поковка

сделать заявку

Сталь У10 инструментальная углеродистая

предлагает из наличия листы и полосы сталь У10А, круги сталь У10А различных размеров по низким ценам. Также в наличии квадраты У10А. Отрезаем нужное вам количество по длине. Отправляем транспортными компаниями. Для того, чтобы купить сталь У10А звоните по телефону или отправляйте ваш запрос по электронной почте, указанной на сайте в разделе контактов.

Заменители: Сталь У12, Сталь У12А, Сталь У11А

Прокат Сталь ГОСТ Цена за тонну
Лист 8х1500х6000 мм ст.У10А ТУ 14-132-240-2011 от 110 000 руб.
Лист 10х1500х6000 мм ст.У10А ТУ 14-132-240-2011 от 110 000 руб.
Лист 12х1500х6000 мм ст.У10А ТУ 14-132-240-2011 от 110 000 руб.
Лист 16х1500х6000 мм ст.У10А ТУ 14-132-240-2011 от 110 000 руб.
Лист 20х1500х6000 мм ст.У10А ТУ 14-132-240-2011 от 110 000 руб.
Лист 25х1500х6000 мм ст.У10А ТУ 14-132-240-2011 от 110 000 руб.
Лист 30х1500х3000-5000 мм ст.У10А ТУ 14-132-240-2011 от 110 000 руб.
Лист 40х1200х3000 мм ст.У10А ТУ 14-132-240-2011 от 110 000 руб.
Лист 50х1000х2000 мм ст.У10А ТУ 14-132-240-2011 от 110 000 руб.
Лист 60х1000х2000 мм ст.У10А ТУ 14-132-240-2011 от 110 000 руб.
Лист 70х800-1000х2000 мм ст.У10А ТУ 14-132-240-2011 от 110 000 руб.
Лист 80х800-1000х2000 мм ст.У10А ТУ 14-132-240-2011 от 110 000 руб.
Лист 140х210х1000 мм ст.У10А ТУ 14-132-240-2011 от 80 000 руб.

Сталь У10 применяется: для изготовления игольной проволоки; инструментов, работающих в условиях, не вызывающих разогрева режущей кромки; инструмента для обработки дерева (ручных поперечных и столярных пил, машинных столярных пил, спиральных сверл); деталей штампов холодной штамповки (вытяжных, высадочных, обрезных и вырубных) небольших размеров и без резких переходов по сечению; калибров простой формы и пониженных классов точности; накатных роликов, напильников, слесарных шаберов; холоднокатаной термообработанной ленты толщиной от 2,5 до 0,02 мм, предназначенной для изготовления плоских и витых пружин и пружинящих деталей сложной конфигурации (клапанов, щупов, берд, ламелей двоильных ножей, конструкционных мелких деталей, в том числе для часов, и т.д. (лента выпускается по ГОСТ 2283, ГОСТ 21996 и ряду специальных технических условий).

Технические характеристики

Химический состав в %
НТДCSPMnCrSiNiFeCu
ГОСТ 1435-990,95-1,09≤0,028≤0,0300,17-0,33≤0,200,17-0,33≤0,25Ост.≤0,25

По ГОСТ 1435-99 массовая доля хрома, никеля и меди указана для 1 группы металлопродукции. Массовая доля серы в стали, полученной методом электрошлакового переплава, не должна превышать 0,013 %. В металлопродукции 3-й группы массовая доля Cr ≤ 0,20-0,40 %, Ni ≤ 0,25 %, Cu ≤0,25 %. В металлопродукции 1-й и 3-й групп, изготовленной из стали, полученной скрап-процессом, допускаются повышенные по сравнению с указанными в таблице массовые доли никеля, меди и хрома на 0,05 % каждого элемента. В металле, предназначенном для изготовления холоднокатаной ленты, увеличение массовой доли никеля, меди и хрома не допускается.

Механические свойства
Механические свойства при 20°С
Состояние поставкиСечение (мм)t испыт.
(°C)
t отпуска
(°C)
sТ | s0,2
(МПа)
sB
(МПа)
d5
(%)
d4dd10y
(%)
KCU
(кДж/м2)
HBHRCHRBHVHSh
Лента отожженная холоднокатаная высшей категории качества
<4≤750≥10
Лента холоднокатаная нагатованная (указан класс прочности)
Н1750-900
Н2900-1050
Н31050-1200
Механические свойства в зависимости от температуры испытания
Состояние поставкиСечение
(мм)
t испыт.
(°C)
t отпуска
(°C)
sТ | s0,2
(МПа)
sB
(МПа)
d5
(%)
d4dd10y
(%)
KCU
(кДж/м2)
HBHRCHRBHVHSh
Образец диаметром 5 мм и длиной 25 мм деформированный и отожженный. Скорость деформирования 10 мм/мин. Скорость деформации 0,007 1/с
700≥105≥50≥87
800≥90≥52≥100
900≥55≥59≥100
1000≥29≥70≥100
1100≥18≥78≥100
1200≥16≥86≥100
Технологические свойства
Обрабатываемость резаньемпри НВ 197 Kn тв.спл.=1.1 Kn б.ст.=1.0.
Свариваемостьне применяется для сварных конструкций. Способ сварки — КТС.
Склонность к отпускной хрупкостине склонна
Температура ковкиНачала — 1180 °C, конца — 800 °C. Охлаждение заготовок сечением до 100 мм на воздухе, 101-300 мм — в яме.
Флокеночувствительностьне чувствительна
Шлифуемостьхорошая
Температура критических точек
Критическая точкаТемпература °C
AC1730
AC3800
AR3
AR1700
MN210
Твёрдость
Состояние поставки, режим термообработкиHRCэ поверхностиHRCэ сердцевиныHRBHBHVHSD
ГОСТ 1435-99. Закалка в воду с 770-800 °С≥63
Прокат до 10-12 мм. Закалка с 800 °С в масло или расплав солей при 190 °С + Отпуск 160-200 °С57-61
Прокат до 66 мм. Закалка в воду или 5-10 %-ный раствор NaCl с 770 °С + Отпуск 170 °С59-63
Пружины. Изотермическая закалка с 800 °С в расплаве солей с водой (температура изотермы 280-360 °С) + Отпуск 280-360 °С44-52
Поверхностная закалка с индукционным нагревом + Отпуск 160-200 °С59-63
Сортовой прокат. Закалка в воду с 760-780 °С + Отпуск 160-200 °С63-65
Сортовой прокат. Закалка в воду с 760-780 °С + Отпуск 200-300 °С57-63
Сортовой прокат. Закалка в воду с 760-780 °С + Отпуск 300-400 °С49-57
Сортовой прокат. Закалка в воду с 760-780 °С + Отпуск 400-500 °С40-49
ГОСТ 1435-99. После отжига≤212
Прокаливаемость

Расстояние от торца, мм/HRCэ

1.5369153548
62-6746,5-5438-42,535-4031-35,522-27,522
ТермообработкаКоличество мартенсита, %Крит. диам. в водеКрит. диам. в маслеКрит. твердость, HRCэРасст. от охлаждаемого конца, мм
Закалка15-204-661
Закалка 800 С.2043-66
Физические свойства
Температура испытания, °С02010020030040050060070080090010001200
Модуль нормальной упругости (Е, ГПа)
Модуль упругости при сдвиге кручением (G, ГПа)
Плотность (r, кг/м3)78107810
Коэффициент теплопроводности (l, Вт/(м · °С))404044413834
Уд. электросопротивление (R, НОм · м)420420
Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С)11,511,912,51313,413,914,313,915,415,413,3
Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг · °С))
Теплостойкость, красностойкость
Температура, °CВремя, чТвёрдость, HRCЭТип
150-160163теплостойкость
200-250159теплостойкость
Обозначения
Механические свойства:
  • sв — Предел кратковременной прочности, [МПа]
  • sТ — Предел текучести, [МПа]
  • s0,2 — Предел пропорциональности (допуск на остаточную деформацию — 0,2%), [МПа]
  • d5 — Относительное удлинение при разрыве, [ % ]
  • y — Относительное сужение, [ % ]
  • KCU — Ударная вязкость, [ кДж / м2]
  • HB — Твердость по Бринеллю, [МПа]
  • HV — Твердость по Виккерсу, [МПа]
  • HSh — Твердость по Шору, [МПа]
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: