Сталь марки У10А инструментальная

Марка: У10А (заменители: У11, У12, У12А)
Класс: Сталь инструментальная углеродистая
Вид поставки: сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 1435-99 , ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 2879-2006. Калиброванный пруток: ГОСТ 1435-99 , ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78. Шлифованный пруток и серебрянка: ГОСТ 1435-99, ГОСТ 14955-77. Полоса: ГОСТ 103-2006, ГОСТ 4405-75 . Поковки и кованные заготовки: ГОСТ 1435-99, ГОСТ 4405-75 , ГОСТ 1133-71. Лента: ГОСТ 2283-79 , ГОСТ 21997-76 .
Использование в промышленности: инструмент, работающий в условиях, не вызывающих разогрева режущей кромки: метчики ручные, рашпили, надфили, пилы для обработки древесины, матрицы для холодной штамповки, гладкие калибры, топоры.
Химический состав в % стали У10А
C 0,96 - 1,03
Si 0,17 - 0,33
Mn 0,17 - 0,28
Ni до 0,2
S до 0,018
P до 0,025
Cr до 0,2
Cu до 0,2
Fe ~97
Дополнительная информация и свойства
Удельный вес: 7810 кг/м3
Термообработка: Состояние поставки
Твердость материала: HB 10 -1 = 197 МПа
Температура критических точек: Ac1 = 730 , Ac3(Acm) = 800 , Ar1 = 700 , Mn = 210
Температура ковки, °С: начала 1180, конца 800. Сечения до 100 мм охлаждаются на воздухе, 101-300 мм в яме.
Обрабатываемость резанием: при HB 197, К υ тв. спл=1,1 и Кυ б.ст=1,0
Свариваемость материала: не применяется для сварных конструкций. Способ сварки КТС.
Флокеночувствительность: не чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости: не склонна.
Механические свойства проката стали У10А сечением 0,1-4,0 мм (ГОСТ 2283-79)
Состояние поставки σв(МПа) δ5 (%)
Лента холоднокатаная:
отожженая
нагартованная
нагартованная, класс прочности Н1
нагартованная, класс прочности Н3
Лента отожженая высшей категории качества

750
750-1200
750-900
1050-1200
700

10
-
-
-
13
Твердость стали У10А после термообработки (ГОСТ 1435-99)
Режимы термообработки
HRCЭ (HB)
Отжиг
Закалка 770-800 °С, вода
Сечение до 10-12 мм. Закалка 800 °С, масло или раслав солей при 190 °С. Отпуск 160-200 °С
Сечение до 8 мм. Закалка 800 °С, масло или расплав солей при 190 °С. Отпуск 380-480 °С *
Сечение до 60 мм. Закалка 770 °С, вода или 5-10%-ный раствор NaCl. Отпуск 170 °С.
Пружины. Изотермическая закалка 800 °С в расплаве солей с водой. Температура ихотермы 280-360 °С. Отпуск 280-360 °С
Поверхностная закалка с индукционный нагревом. Отпуск 160-200 °С
До (207)
Св. 68
57-61
44-50
59-63
44-52
59-63

* Рекомендуется для пружин и деталей пружинного типа

Твердость стали У10А в зависимости от температуры отпуска
Температура отпуска, °С HRCЭ
Закалка 760-780 °С, вода
160-200
200-300
300-400
400-500
63-65
57-63
49-57
40-49
Механические свойства стали У10А в зависимости от температуры испытания
Температура испытаний, °С σв(МПа) δ5 (%) ψ %
Образец диаметром 5 мм и длиной 25 мм деформированный и отожженый.
Скорость деформирования 10 мм/мин. Скорость деформации 0,007 1/с
700
800
900
1000
1100
1200
105
90
55
29
18
16
50
52
59
70
78
86
87
100
100
100
100
100
Теплостойкость стали У10А
Температура, °С Время, ч HRCэ
150-160
200-250
1
1
63
59
Прокаливаемость стали У10А
Расстояние от торца, мм Примечание
1,5 3 6 9 15 35 48
Закалка 860 °С
62-67
46,5-54
38-42,5
35-40
31-35,5
22-27,5
22
Твердость для полос прокаливаемости, HRC
Термообработка Критическая твердость, HRCэ Критический диаметр в воде Критический диаметр в масле
Закалка
Закалка 800 °С
61
43-66
15-20
20
4-6
-
Физические свойства стали У10А
T (Град) E 10- 5 (МПа) a 10 6 (1/Град) l (Вт/(м·град)) r (кг/м3) C (Дж/(кг·град)) R 10 9 (Ом·м)
20 7810

Расшифровка марки стали У10А: буква У говорит о том, что перед нами инструментальная нелегированная сталь, в которой присутствует углерод в количестве 1%, а буква А на конце обозначения говорит о том, что это высококачественная сталь с минимумом вредных примесей.

Инструмент из стали У7 и его термообработка: свёрла из углеродистой стали У10А охлаждают в воде до температуры 150-200° и затем переносят в масло. Свёрла из углеродистой стали диаметром до 8-10 мм закаливают в масле. Отпускают в масляной ванне при температуре 150-180° в течение 1,5-2 час. Твёрдость рабочей части свёрл из легированной и углеродистой сталей диаметром до 10 мм Rc = 59-63, свыше 10 мм Rc = 61-64. Лапки конусов в хвостовиках надо закаливать на твёрдость Rc = 30-45.

Высокоуглеродистая сталь У10А, У12А применяется для изготовления несложных калибров небольших размеров для измерительных инструментов.

Круглые плашки (лерки) для нарезки резьбы изготовляют из углеродистых сталей У10А и У12А и из легированных сталей 9ХС, ШХ15, ХВГ.

Наилучшим способом нагрева плашек под закалку является нагрев в соляной ванне с предварительным подогревом путём многократного погружения в эту же ванну. Можно также производить нагрев и в камерной печи. Выдержка при температуре закалки во всех этих случаях должна быть наименьшая. При нагреве в камерной печи режущую часть присыпают чугунной стружкой или углём с содой для предохранения от обезуглероживания и окисления, а при нагреве в соляной ванне резьбу покрывают зелёным мылом или густой пеной, приготовленной из хозяйственного мыла.

Охлаждение плашек из легированной стали производят в горячем масле с температурой 150-200°. Плашки из углеродистой стали диаметром менее 6 мм охлаждают в масле, а более 6 мм в воде (до потемнения) с переносом в масло. Охлаждение в масле плашек мелких размеров производят путем скатывания с противня, на котором их нагревают в камерной печи, или сбрасывания с приспособления при нагреве в ваннах. Отпуск плашек производят в масляной ванне и электропечах ПН31, Н15 или в печах лабораторного типа. Температура отпуска: для плашек, изготовленных из стали 9ХС, - от 200 до 240°, а для плашек, изготовленных из прочих марок сталей, - от 180 до 220°.

Продолжительность выдержки при отпуске 3-4 часа. Контроль твёрдости производится на приборе РВ. Требуемая твёрдость Rc = 58-62. Твёрдость перемычек, противолежащих прорези, согласно ГОСТ 1679-42, должна быть в пределах Rc = 30-45. Отпуск перемычек производится путём нагрева их в свинцовой ванне или на сварочной точечной машине малой мощности. Однако наблюдением за эксплоатацией плашек с неотпущенными перемычками установлено, что случаи поломок плашек в этих местах весьма редки. Значительно больше брака получается от снижения твёрдости режущих кромок, при отпуске перемычек в малых размерах плашек. Продолжительность нагрева круглых плашек из углеродистой и легированной сталей под закалку приведена в таблице ниже.

Диаметр плашек в мм Количество одновременно нагреваемых плашек Время нагрева в соляной ванне Время нагрева в камерной печи
6
7
9
11
14
18
22
25
30
36
10-12
10-12
8-10
8-10
6-8
6-8
5-6
5-6
4-5
3-4
35-40 сек
40-50 сек
50-60 сек
1,1-1,2 м
1,3-1,4 м
1,7-1,8 м
2,5-2,8 м
3-3,2 м
3,5-3,8 м
4,2-4,5 м
6-7 м
7-8 м
8-9 м
9-10 м
10-11 м
14-15 м
17-18 м
20-21 м
24-25 м
28-30 м

Метчики из углеродистой стали У10А диаметром до 8 мм следует охлаждать в масле, а метчики с большим диаметром в воде (до потемнения) с переносом в масло. Отпускать метчики надо в масляной ванне при температуре 150-180° в течение 1 -2 час. Контроль зубьев на твёрдость производится тарированным напильником. Твёрдость режущей части: для метчиков из быстрорежущей стали Rc = 61 -64; для метчиков из углеродистых и легированных сталей от 1 до 6 мм Rc= 57-60, от 7 до 15 мм Rc =58-62, свыше 15 мм Rc = 59 - 63.

Резцы, изготовленные из углеродистой и легированной сталей, нагревают под закалку в свинцовых, соляных или камерных печах до соответствующей температуры и охлаждают - углеродистые в воде с переносом в масло, а легированные в масле. Отпуск производят в масляной ванне при температуре 160-180° в течение 1-2 час. с момента прогрева резцов. Твёрдость резцов не ниже Rc = 61.

Круглые резцы, изготовленные из углеродистой и легированной сталей, нагреваемые в камерных печах, необходимо также предохранять от обгара путём применения защитной газовой атмосферы или упаковки в ящики с изолирующей средой. Резцы из легированной стали охлаждают в масле, а из углеродистой стали в воде с переносом в масло.

Нередки случаи, когда на круглых резцах сложного профиля после закалки в воде образуются трещины. Калильщику трудно уловить время переноса резца из воды в масло. При охлаждении наружной тонкой части резца в воде до температуры ниже мартенситной точки происходит сокращение объёма на длине всей окружности, что и приводит к образованию трещин. Прорезыванием тонкой фрезой на резце трёх канавок образование трещин предотвращается. Отпуск резцов производится в масляной ванне при температуре 160-180° в течение 1-2 час. Требуемая твёрдость R0 = 62 - 65. Испытанию на торце подвергаются все резцы.

Краткие обозначения:
σв - временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа
  ε - относительная осадка при появлении первой трещины, %
σ0,05 - предел упругости, МПа
  Jк - предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
σ0,2 - предел текучести условный, МПа
  σизг - предел прочности при изгибе, МПа
δ5,δ4,δ10 - относительное удлинение после разрыва, %
  σ-1 - предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа
σсж0,05 и σсж - предел текучести при сжатии, МПа
  J-1 - предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа
ν - относительный сдвиг, %
  n - количество циклов нагружения
sв - предел кратковременной прочности, МПа   R и ρ - удельное электросопротивление, Ом·м
ψ - относительное сужение, %
  E - модуль упругости нормальный, ГПа
KCU и KCV - ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см2   T - температура, при которой получены свойства, Град
sT - предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа   l и λ - коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С)
HB - твердость по Бринеллю
  C - удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T ), [Дж/(кг·град)]
HV
- твердость по Виккерсу   pn и r - плотность кг/м3
HRCэ
- твердость по Роквеллу, шкала С
  а - коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ), 1/°С
HRB - твердость по Роквеллу, шкала В
  σtТ - предел длительной прочности, МПа
HSD
- твердость по Шору   G - модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа
Наверх
Напишите нам