Инструментальная сталь У8А

Инструментальная сталь У8А используется для изготовления клинков и ножей. Она обладает высокой твердостью и прочностью, что позволяет использовать ее для производства режущего инструмента, в том числе бытовых ножей (согласно ГОСТ Р 51015-97).

К преимуществам металла относится высокая прочность, которая обусловлена термообработкой сплава. Это гарантирует сохранение остроты режущей кромки на протяжении нескольких месяцев, а также устойчивость материала к механическим воздействиям. Заправить лезвие достаточно просто, в бытовых условиях для этого используют абразивные круги и бруски.

Недостатком стали У8А является низкая коррозионная стойкость, что приводит к необходимости постоянного ухода за изделием. После использования поверхность ножа протирают сухой тканью, в некоторых случаях – покрывают специальным маслом. Характеристики углеродистого сплава определяются на основании его химического состава. Нож остается пригодным к эксплуатации при отсутствии перегрева лезвия.

Вернуться к содержанию

Расшифровка

Расшифровка стали У8А содержит информацию:

• У8 – 0,8% углерода;
• А – повышенное качество стали, минимальное содержание фосфора и серы.

Вернуться к содержанию

Химический состав

Согласно нормативным документам в составе металла содержится менее 0,83% углерода и 97% железа, остальная часть представлена марганцем, никелем и т.д.

Материал относится к эвтектоидной группе, т.е. количество чистого углерода остается постоянным при переходе из состояния цементита перлита в конечную структуру, а вторичные карбиды не образуются. Термическая обработка инструментальной стали У8А осуществляется достаточно сложно. Температура закалки отличается от показателя традиционного материала, что негативно сказывается на прочности и вязкости готового продукта. Перед закалкой происходит нагрев изделия, что улучшает структуру металла. Последний характеризуется низкой прокаливаемостью, поэтому необходимо тщательно следить за временем проведения всех манипуляций при температурной обработке.

Аустенитное состояние сплава сохраняется при 740-720 С, перлитное – при 700 С, мартенситное превращение происходит при 810-245 С.

Марка стали У8А обладает однородной структурой и поддается ковке. Уникальной особенностью является присутствие данного сплава в составе дамасской стали.

Вернуться к содержанию

Применение

Металл используется для производства рабочих элементов штампов, необходимых для холодного штампования листов. Из него производят ножи холодновысадочных автоматов, фиксаторы, упоры, металлорежущее оборудование и инструменты (метчики, плашки и т.п.). Область применения позволяет использовать его для изготовления крейцмейселей, зубил, напильников.

Вернуться к содержанию

Технические характеристики

К основным техническим характеристикам стали У8А принадлежат:

температура закалки	780-800 С;
предел текучести	1230 МПа;
временное сопротивление	1420 МПа;
относительное удлинение/сужение при растяжении	10/37%;
удельный вес	7859 кг/м3.

Материал не становится хрупким после отпуска, не чувствителен к флокенам, не подвергается сварке.

Вернуться к содержанию

Цена

Цена килограмма составляет минимум 50 руб. в зависимости от качества стали У8А.

Вернуться к содержанию

Отжиг

Особенности отжига устанавливаются на основании:

• принципа нагрева;
• температуры обработки;
• размеров детали;
• принципа укладки деталей в печь.

Наибольшая эффективность термической обработки стали У8А обеспечивается при укладке заготовок в один слой на теплоизолированные асбестовые листы. Промежуток между деталями должен превышать тройной размер наибольшего параметра сечения. В таком случае продолжительность нагревания до 1000-1200 С составляет:

• 5,5 минут – для сечения 2 см;
• 9 минут – 3 см;
• 10,5 минут – 4 см;
• 13,5 минут – 5 см;
• 16,5 минут – 7,5 см;
• 22 минуты – 10 см.

При длительном нагревании на поверхности металла образуется большое количество углерода. Поэтому термообработка стали У8А традиционно осуществляется в печах с регулируемым давлением или в среде инертного газа (СО2 или Ar). В остальных случаях скорость нагрева снижается на 15-20%.

Максимальная эффективность температурной обработки достигается при ступенчатом проведении процедуры. Для этого осуществляется предварительный нагрев при 500-550 С, после чего каждый час температуру повышают на 100 С. Заготовка находится в печи минимум 30% требуемого времени отжига, после чего печь отключают.

Чтобы снять наклеп инструментальной стали У8 с изделия, полученного без температурной обработки, необходимо произвести рекристаллизационный отжиг с охлаждением в расплавах солей или соленой воде в зависимости от размера детали. Это обеспечит простоту механической обработки, снизит остаточные деформации, улучшит структуру стали. В данном случае деталь нагревают до 670-700 С и выдерживают в печи на протяжении часа. Это обеспечивает создание зерна небольшого размера, а также равномерно распределит его в перлитной структуре. Твердость сплава после отжига повышается до 190 НВ.

Вернуться к содержанию

Закалка

При соблюдении всех правил закалки стали У8А обеспечивается ее прочность 59-62 HRC и сохраняется мартенситно-аустенитная структура. Требования к процедуре:

1. Температура 800-820 С.
2. Предварительный и окончательный нагрев деталей одинаковый по продолжительности, осуществляется при 400-500 С.
3. Длительность нагрева зависит от габаритов и площади наружной поверхности изделия. В расплаве солей необходимо выдержать изделие 8-14 минут, в соленой воде – 15-30 минут. При закалке тонких предметов значительной длины данный показатель может изменяться.
4. Охлаждение продукта из марки стали У8А в воде при 18-25 С. При понижении данного значения появляется риск возникновения трещин, при повышении – неравномерного распределения твердости по объему металла. Аналогичные последствия могут проявиться при наличии минеральных и органических остатков в среде закалки.
5. Отсутствие процессов на воздухе.

Вернуться к содержанию

Отпуск

Отпуск стали У8А является следующей стадией после закалки. Данный процесс предназначен для завершения мартенситного превращения, уменьшения внутренних напряжений и увеличения вязкости центральной части детали.

Отпуск осуществляется при 140-200 С на протяжении 2-3 минут, что обеспечивает твердость. Для измерительного инструмента предусматривается снижение температуры до 90-180 С, а также проведение повторной процедуры после заточки и шлифовки (300-350 С на протяжении 1,5-2 часов) с остыванием в естественных условиях.

Вернуться к содержанию

Аналоги

Аналогами стали У8А являются:

• чешский металл 19152;
• европейский СТ80;
• японский SKC3;
• американский W1-7;
• российские У10А, У10, У7А и У7.

Смотрите также:

• С235;
• AUS-8;
• СТ3КП;
• ХВ5;
• М390;
• 12Х18Н10Т.