Сталь У8: характеристики, расшифровка, химический состав
| Страна | Стандарт | Описание | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Россия | ГОСТ 1435-99 | Прутки, полосы и мотки из инструментальной нелегированной стали. Общие технические условия | ||||||||||
| Россия | ГОСТ 2283-79 | Лента холоднокатаная из инструментальной и пружинной стали. Технические условия | ||||||||||
| Россия | ТУ 14-19-81-90 | Прокат толстолистовой горячекатаный из инструментальной стали марок У8, У8А. Технические условия. | ||||||||||
Характеристики стали У8
| Классификация | Сталь инструментальная углеродистая качественная |
| Применение | Инструмент, который работает в условиях, не вызывающих разогрева рабочей кромки: фрез, зенковок, топоров, стамесок, долот, пил продольных и дисковых, накатных роликов, кернеров, отверток, комбинированных плоскогубцев, боковых кусачек. |
Сталь 09Г2С расшифровка маркировки:
- «У» - сталь инструментальная качественная нелегированная сталь;
- «8» - процент углерода.
Химический состав У8
Массовая доля элементов стали У8 по ГОСТ 1435-99
|
C (Углерод) |
Si (Кремний) |
Mn (Марганец) |
P (Фосфор) |
S (Сера) |
Cr (Хром) |
Ni (Никель) |
Cu (Медь) |
Fe (Железо) |
| 0,75 - 0,84 | 0,17 - 0,33 | 0,17 - 0,33 | < 0,03 | < 0,028 | < 0,2 | < 0,25 | < 0,25 | остальное |
Группа 3: Cr 0,20 - 0,40. Для стали, изготовленной скрап-процессом, допускаются повышенные по сравнению с указанными массовые доли Ni, Cu, Cr на 0.05% каждого элемента.
В данной стали единственная легирующая добавка, оказывающая влияние на характеристики, это углерод, все остальные добавки попадают в состав сплава, это примеси (кремний и марганец - при плавлении, никель, хром и медь – как следствие плавки металлолома). Однако они часто способствуют повышению свойства прокаливаемости (обычно, небольшую), что отрицательно влияет на некоторые виды использования (например, при изготовлении проволоки).
Механические свойства стали У8
Твердость стали в зависимости от температуры отпуска
| Температура отпуска, °С | Твердость, HRCЭ |
| Закалка при 780-800 °С, вода | |
| 160 - 200 | 61 - 65 |
| 200 - 300 | 56 - 61 |
| 300 - 400 | 47 - 56 |
| 400 - 500 | 37 - 47 |
| 500 - 600 | 29 - 37 |
Механические свойства стали в зависимости от температуры испытаний
| Температура испытаний, °С | Предел текучести, σ0,2, МПа | Временное сопротивление разрыву, σв, МПа | Относительное удлинение при разрыве, δ5, % | Относительное сужение, ψ, % | Твердость, НВ |
| Отжиг или нормализация | |||||
| 100 | - | 710 | 17 | 24 | 195 |
| 200 | - | 640 | 15 | 15 | 205 |
| 300 | - | - | 17 | 16 | 205 |
| 400 | - | - | 19 | 23 | 190 |
| 500 | - | 500 | 23 | 29 | 170 |
| 600 | - | 370 | 28 | 39 | 150 |
| 700 | - | 255 | 33 | 50 | 120 |
| Закалка при 780 °С, масло. Отпуск при 400 °С (образцы гладкие диаметром 6,3 мм) | |||||
| 20 | 1230 | 1420 | 10 | 37 | - |
| -40 | 1270 | 1450 | 11 | 36 | - |
| -70 | 1300 | 1470 | 12 | 35 | - |
| Образец диаметром 5 мм и длиной 25 мм, деформированный и отожженый Скорость деформирования 10 мм/мин. Скорость деформации 0,007 1/с | |||||
| 700 | - | 105 | 58 | 91 | - |
| 800 | - | 91 | 58 | 100 | - |
| 900 | - | 55 | 62 | 100 | - |
| 1000 | - | 33 | 62 | 100 | - |
| 1100 | - | 21 | 80 | 100 | - |
| 1200 | - | 15 | 69 | 100 | - |
Свойства по стандарту ГОСТ 1435-99
| Предел текучести, σ0,2, МПа | Временное сопротивление разрыву, σв, МПа | Относительное удлинение при разрыве, δ5, % | Относительное сужение,ψ, % |
| < 1230 | < 1420 | <10 | < 37 |
Твердость стали после термообработки
| Состояние поставки | Твердость |
| Сталь термообработанная | До НВ 187 |
| Закалка при 780-800 °С, вода | Свыше HRCЭ 63 |
Свойства по стандарту ГОСТ 2283-79
| Состояние поставки | Класс прочности | Сечение, мм | Временное сопротивление разрыву, σв, МПа | Относительное удлинение при разрыве, δ5, % |
| Лента отожженая холоднокатаная | - | 0,1 - 1,5 | 650 | 15 |
| Лента отожженая холоднокатаная | - | 1,5 - 4,0 | 750 | 10 |
| Лента нагартованная холоднокатаная | Н1 | 0,1 - 4,0 | 750 - 900 | - |
| Лента нагартованная холоднокатаная | Н2 | 0,1 - 4,0 | 900 - 1050 | - |
| Лента нагартованная холоднокатаная | Н3 | 0,1 - 4,0 | 1050 - 1200 | - |
| Лента отожженая высшей категории качества | - | 0,1 - 4,0 | 650 | 15 |
Физические свойства У8
| Температура, °С |
Модуль упругости, E 10- 5, МПа |
Коэффициент температурного расширения, a 10 6, 1/°С | Коэффициент теплопроводности, I, Вт/м·°С | Удельная теплоемкость, C, Дж/кг·°С | Удельное электросопротивление, R 109, Ом·м |
| 20 | 2.09 | - | - | - | - |
| 100 | 2.05 | 11.4 | 49 | 477 | 230 |
| 200 | 1.99 | 12.2 | 46 | 511 | 305 |
| 300 | 1.92 | 13 | 42 | 528 | 395 |
| 400 | 1.85 | 13.7 | 38 | 548 | 491 |
| 500 | 1.75 | 14.3 | 35 | 565 | 625 |
| 600 | 1.66 | 14.8 | 33 | 594 | 769 |
| 700 | - | 15.2 | 30 | 624 | 931 |
| 800 | - | 14.5 | 24 | 724 | 1129 |
| 900 | - | - | - | - | 1165 |
Существенное влияние на свойства стали оказывает предварительная термообработка, она обеспечивает оптимальную структуру. Данная сталь необыкновенно чувствительна к типу среды закаливания, поэтому охлаждение проводят в 2-х средах, вода-масло.
Свойства по стандарту ТУ 14-19-81-90
* Типичное значение свойства для низкоуглеродистой и низколегированной стали. Эта величина не предусмотрена стандартами, она носит ориентировочный характер и не может быть использована с целью проектирования
Технологические свойства марки У8
| Удельный вес | 7839 кг/м3 |
| Термообработка | Закалка при 780 °C, масло, Отпуск при 400 °C. |
| Твердость материала | HB 10 -1 = 187 МПа |
| Температура критических точек | Ac1 = 720 , Ar1 = 700 , Mn = 245 |
| Температура ковки | Начала 1180 °С, конца 800 °С. Сечения до 100 мм охлаждаются на воздухе, 101-300 мм в яме |
| Обрабатываемость резанием | При HB 187-227, σв=620 МПа, К υ тв. спл=1,2 и Кυ б.ст=1,1 |
| Свариваемость материала |
Не применяется для сварных конструкций. |
| Флокеночувствительность | Не чувствительна |
| Склонность к отпускной хрупкости | Не склонна |
Теплостойкость
| Температура, °С |
Время, часы |
Твердость, HRCэ |
|
150 - 160 |
1 |
63 |
|
200 - 220 |
1 |
59 |
прокаливаемость
| Расстояние от торца, мм | Примечание | ||||||||
| 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | Закалка при 790 °С |
| 65,5-67 | 63-65 | 45,5-55 | 42-43,5 | 40,5-42,5 | 39,5-41,5 | 37-40,5 | 39-40 | 36-39,5 | Твердость для полос прокаливаемости, HRC |
Сплав У8 характеризуется большой твёрдостью поверхностного слоя, а стойкость к износу – низкая. Плохой показатель небольшой степени теплостойкости приводит к тому, что сталь не применяют для производства инструментов с сечением свыше 20-25 мм, а также деталей оборудования, которое эксплуатируется в условиях в непрерывном режиме, и температурах свыше 200 °С.
Также сталь У8 не предназначена для сварки. Зато отлично поддаётся кузнечной сварке.
Сталь данной марки не флокеночувствительна, и легко поддаётся любым видам обработки при нагреве.
Дополнительные характеристики У8
Сварка стали У8
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.
Найдено в торговом каталоге metal.place
