| Марка: | У10А |
| Класс: | Сталь инструментальная углеродистая |
| Используется для проката: | Сортовой и фасонный металлопрокат: 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 |
| 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, Кυ 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 |
| Аналоги: | У11, У12, У8А, У12А |
Описание У10А
Одним из представителей инструментальной стали является марка У10А. Это инструментальная сталь, с плотностью 7810 кг/м3, которую применяют при изготовлении различных инструментов, у которых рабочая кромка не требует разогрева. Из стали марки У10А, производят деревообрабатывающие, слесарные и монтажные инструменты, витые и плоские пружины, комбинированные плоскогубцы и боковые кусачки, отвертки, кернеры, детали механических часов, накатные ролики, фрезы. Также марка стали У10А успешно используется в производстве матриц для холодной штамповки.
Расшифровка
Маркировка У10А расшифровывается следующим образом:
- Буква У — указывает на то, что сталь углеродистая;
- Цифра 10 — указывает на содержание Углерода (C) в сплаве и её средний % (в данной стали Углерода — 0,95 – 1,09%);
- Буква А обозначает, что в этой стали пониженное содержание Серы (S) и Фосфора (P) и она относится к высококачественным сплавам.
Химический состав стали У10А
| Химический элемент | % |
|---|---|
| Углерод (С) | 0,95 – 1,09 |
| Кремний (Si) | 0,17 – 0,33 |
| Марганец (Mn) | 0,17 – 0,28 |
| Никель (Ni) | до 0,25 |
| Фосфор (P) | до 0.025 |
| Хром (Cr) | до 0,20 |
| Сера (S) | до 0.018 |
| Медь (Cu) | до 0,25 |
| Железо (Fe) | ~97 |
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.
Термообработка
Инструменты из стали У7, правила их термообработки: сверла, для производства которых использовалась углеродистая сталь У10A, охлаждаются в воде при температуре 150-200С, после чего переносятся в масло. Сверла, диаметр которых достигает — 8-10 мм, подлежат обязательному закаливанию в масле. Отпуск производится при температуре 150-180С в масляной ванной. Время процедуры — 1.5-2 часа.
Рабочая часть сверл из углеродистой и легированной стали, достигаемых в диаметре до 10 мм, должна иметь твердость 59-63, если сверла имеют диаметр свыше 10 мм, твердость рабочей части составляет 61-64. Лапки конусов, расположенных в хвостовиках, подлежат закаливанию на твердость.
Оптимальный материал для производства несложных калибров для измерительных приборов – стали У10А, У12А. Лерки для нарезки резьбы изготавливаются из стали У10А или У12А. Также для их производства используют легированные стали 9ХС, ШХ15, ХВГ.
Плашки под закалку нагреваются в соляной ванне путем многочисленных погружений в специальный раствор. Некоторые специалисты рекомендуют выполнять нагрев в камерной печи. При этом выдержка во всех без исключения случаях минимальная. Если нагрев производится в камерной печи, тогда режущая часть в обязательном порядке должна быть присыпана чугунной стружкой, можно также использовать уголь с содой, эти материалы защищают от окисления и обезуглероживания. Если нагрев производится в соляной ванне, резьбу предварительно следует покрыть густой пеной или зеленым мылом.
Плашки из легированной стали охлаждаются в горячем масле при температуре 150-200С. Если их диаметр составляет 6 мм, то они проходят процесс охлаждения в масле, если – больше 6 мм, то процедуру производят в воде с последующим переносом в масло.
Мелкие плашки охлаждаются путем скатывания с противня, на котором их доводили до нужной температуры в каменной печи, или путем сбрасывания со специального приспособления во время нагрева в ванных. Их отпуск выполняется в масляной ванне или электропечи, допускается проведение процедуры и в печах лабораторного типа. Отпуск выполняется при следующей температуре:
- плашек, изготовленных из стали 9ХС, — от 200 до 240С;
- плашек, изготовленных из другой стали, — от 180 до 220С.
Время выдержки при отпуске — 3-4 часа. Твердость изделий проверяется при помощи специального устройства РВ. Предусмотренные параметры твердости – 58-62. В соответствии с действующими нормативными документами перемычки, противолежащие прорезям, должны иметь твердость не менее 45. При отпуске перемычки нагреваются в свинцовой ванне или путем использования сварочной точечной машины.
Механические свойства стали У10А
| Термообработка, состояние поставки | sB, МПа | d5, % |
|---|---|---|
| Прокат сечением 0,1-4,0 мм. | ||
| Лента холоднокатаная отожженная | 750 | 10 |
| Лента холоднокатаная нагартованная | 750-1200 | - |
| Лента холоднокатаная нагартованная, класс прочности Н1 | 750-900 | - |
| Лента холоднокатаная нагартованная, класс прочности Н2 | 900-1050 | - |
| Лента холоднокатаная нагартованная, класс прочности Н3 | 1050-1200 | - |
| Лента отожженная высшей категории качества | 700 | 13 |
Механические свойства в зависимости от температуры испытания
| t испытания, °C | sB, МПа | d5, % | y, % |
|---|---|---|---|
| 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 |
Температуры критических точек
| Ac1 | Ac3 | Ar1 | Ar3 | Mn |
|---|---|---|---|---|
| 730 | 800 | 700 | - | 210 |
Твердость стали У10А
| Состояние поставки, режим термообработки | HRCэ поверхности | НВ |
|---|---|---|
| Отжиг | - | 207 |
| Закалка 770-800 С, вода | Св. 63 | - |
| Сечение до 10-12 мм. Закалка 800 С, масло или расплав солей при 190 С. Отпуск 160-200 С | 57-61 | - |
| Сечение до 8 мм. Закалка 800 С, масло или расплав солей при 190 С. Отпуск 380-480 С. (рекомендуется для пружин и деталей пружинного типа) | 44-50 | - |
| Сечение до 66 мм. Закалка 770 С, вода или 5-10 \%-ный раствор NaCl. Отпуск 170 С | 59-63 | - |
| Пружины. Изотермическая закалка 800 С в расплаве солей с водой. Температура изотермы 280-360 С. Отпуск 280-360 С | 44-52 | - |
| Поверхностная закалка с индукционным нагревом. Отпуск 160-200 С | 59-63 | - |
| Закалка 760-780 С, вода. Отпуск 160-200 С | - | - |
| Закалка 760-780 С, вода. Отпуск 200-300 С | - | - |
| Закалка 760-780 С, вода. Отпуск 300-400 С | - | - |
| Закалка 760-780 С, вода. Отпуск 400-500 С | - | - |
Прокаливаемость
| Расстояние от торца, мм | 1.5 | 3 | 6 | 9 | 15 | 35 | 48 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| HRCэ | 62-67 | 46,5-54 | 38-42,5 | 35-40 | 31-35,5 | 22-27,5 | 22 |
| Термообработка | Крит.диам. в воде, мм | Крит.диам. в масле, мм | Крит. твердость, HRCэ |
|---|---|---|---|
| Закалка | 15-20 | 4-6 | 61 |
| Закалка 800 С | 20 | - | 43-66 |
Физические свойства У10А
| Температура испытания, °С | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Плотность, pn, кг/см3 | 7810 | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| Коэффициент теплопроводности Вт/(м °С) | 40 | 44 | - | 41 | - | - | 38 | - | - | 34 |
| Уд. электросопротивление (p, НОм · м) | 420 | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С) | 11.5 | 11.9 | 12.5 | 13.0 | 13.4 | 13.9 | 14.3 | 13.9 | 15.4 | 13.3 |
Теплостойкость (красностойкость) У10А
| Температура, °С | Время, ч | Твердость, HRCэ |
|---|---|---|
| 150-160 | 1 | 63 |
| 200-250 | 1 | 59 |