Сталь 10 твердость по роквеллу
Обновлено: 06.05.2024
Инструментальная сталь У10 (У10А) относится к группе сталей пониженной прокаливаемостии. Стали данной группы должны закаливаться в воде, а инструмент из этой стали имеет, как правило, незакаленную сердцевину. Закалка в воде требует принятия мер против сильного коробления, т.е. при конструировании инструмента следует избегать острых углов и резких переходов сечений [2].
Сталь У10, У10А применяется при изготовлении инструмента, работающего в условиях, не вызывающих разогрева режущей кромки:
- метчики ручные,
- рашпили,
- надфили,
- пилы для обработки древесины,
- матрицы для холодной штамповки,
- гладкие калибры,
- топоры,
- для 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 т.ч. для часов и т.д.
Сталь У10 не применяется для изготовления инструмента подвергающихся сильным ударам.
Примерное назначение инструментальной нелегированной стали У10, У10А (ГОСТ 1435-99)
- Для игольной проволоки.
- Для изготовления инструментов, работающих в условиях, не вызывающих
разогрева режущей кромки. - Для обработки дерева: ручных поперечных и столярных пил, машинных
столярных пил, спиральных сверл. - Для штампов холодной штамповки (вытяжных, высадочных, обрезных и
вырубных) небольших размеров и без резких переходов по сечению. - Для калибров простой формы и пониженных классов точности.
- Для накатных роликов, напильников, слесарных шаберов и др.
- Для напильников, шаберов.
- Для 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)
Согласно ГОСТ Р 51015-79 сталь У10А применяется для изготовления клинков ножей хозяйственного и специального назначения используемых в быту, промышленности и на предприятиях общественного питания. Однако следует учитывать, что для ножей используемых в пищевой промышлености предпочтительно использовать коррозионноустойчивые стали.
Для высадки мягких металлов, выполняемых с небольшими давлениями, применяют сталь У10 для штампов диаметром до 30 мм сохраняющих при закалке мягкую сердцевину.
Химический состав, % (ГОСТ 1435-99)
| Марка стали | C | Si | Mn | S | P |
| не более | |||||
| У10 | 0,95-1,09 | 0,17-0,33 | 0,17-0,33 | 0,028 | 0,030 |
| У10А | 0,95-1,09 | 0,17-0,33 | 0,17-0,28 | 0,018 | 0,025 |
Фазовый состав
Температура критических точек, °С [3]
| Ac1 | Acm | Ar1 | Mн |
| 730 | 800 | 700 | 210 |
Условия проведения предварительной термической обработки сталей У10А, У10 [4]
- Отжиг с непрерывным охлаждением и сфероидизацию рекомендуется производить в шахтных и камерных печах. Продолжительность выдержки после прогрева всей садки до температуры отжига 2-3 ч.
- Изотермический отжиг целесообразен для печей непрерывного действия (конвейерных и толкательных). В этом случае время нагрева до заданной температуры рассчитывают в зависимости от толщины нагреваемого слоя заготовок по допустимому удельному времени нагрева 1,0 мин/мм. Продолжительность выдержки после прогрева всей садки до температуры отжига 1-2 ч. Изотермическая выдержка при охлаждении 1-2 ч.
- Сфероидизация (маятниковый отжиг) применяют для получения структуры зернистого перлита. Продолжительность выдержки на каждой ступени 0,5-1,0 ч.
- Высокий отпуск следует применять: для снятия наклепа после холодной пластической деформации (так называемый рекристаллизационный отжиг); для снятия внутренних напряжений от обработки резанием, предшествующей закалке; перед повторной закалкой изделий, имеющих пониженную твердость после термообработки. Продолжительность выдержки при высоком отпуске 2-3 ч * .
- Нормализацию применяют для измельчения зерна перегретой стали и для устранения цементитной сетки. Нагрев при нормализации можно производить в печах и соляных ваннах. Продолжительность выдержки при нагреве в печах 20-30 мин * , при нагреве в соляных ваннах — равняется расчетной выдержке для нагрева под закалку [5].
- Улучшение применяют для получения повышенной чистоты поверхности при обработке резанием в тех случаях, когда сталь в отожженном состоянии имеет твердость ˂ НВ 183. Закалку и высокий отпуск при улучшении рекомендуется производить с нагревом в печах. Продолжительность выдержки при нагреве под закалку 20-30 мин * , при высоком отпуске 2-4 ч * .
* После прогрева всей садки до заданной температуры.
- a) Отжиг с непрерывным охлаждением
- б) Изотермический отжиг
- в) Сфероидизация (маятниковый отжиг)
- г) Высокий отпуск
- д) Нормализация
- е) Улучшение
Ориентировочная температура термической обработки и твердость стали У10 в отожженном состоянии [6]
| Температура отжига °C | Тведость после отжига HB (не более) | Температура закалки °C |
| 760-780 °C | 197 | 770-800 °C |
Закалка [2]
Температура закалки заэвтектойдной стали У10А лежит в интервале между Ac3 и Ac1. Структура стали в закаленном состоянии состоит из мартенсита и избыточных (вторичных) карбидов. Оптимальная температура закалки около 800 °C.
В закаленной стали тетрагональность мартенсита и внутренние напряжения создают значительную хрупкость, поэтому после закалки отпуск является обязательной операцией
Рекомендуемые температуры нагрева (в °С) стали У10А для поверхностной закалки (охлаждение водяным душем) [7]
| Марка стали | Исходная структура | Предварительная термическая обработка | Температура нагрева в печи в °С | Скорость нагрева в град/сек | ||
| 30 — 60 | 100 — 200 | 400 — 500 | ||||
| Продолжительность нагрева в сек | ||||||
| 2 — 4 | 1,0 — 1,5 | 0,5 — 0,8 | ||||
| Температура нагрева т.в.ч. выше Ac1 | ||||||
| У10А | Пластинчатый перлит или сорбит (+ цементит) | Нормализация или улучшение | 760-780 | 780-820 | 800-860 | 820-900 |
Температура рекристаллизационного отжига стали [7]
| Обработка давлением, после которой выполняется отжиг | Марка стали | Температура отжига в °С |
| Холодная протяжка (калибровка) прутков | У10 | 700 |
Ориентировочные режимы отжига инструментальных сталей У10, У10А для улучшения обрабатываемости при резании [7]
| Температура нагрева в °С | Охлаждение | Диаметр отпечатка по Бринелю в мм |
| 760-780 | С печью по 50° в час до температуры 500 °С, а затем на воздухе | ≥4,3 |
ПРИМЕЧАНИЕ. Для улучшения обрабатываемости инструментальных сталей применяется также высокий отпуск при температуре 650-680 °С.
Твердость углеродистых марок стали после отпуска [7]
Влияние обработки холодом на свойства стали У10 [7]
| Температура закалки в °С | Температура обработки холодом в °С | Приращение твердости HRC | Изменение длины в % |
| 780 | 0 | 1,5 | — |
Механические свойства проката сечением 0,1-4,0 мм (ГОСТ 2283-79)
| Состояние поставки | σ0,2, МПа, не более | δ5, %, не менее |
| Лента холоднокатаная: | ||
| отожженная | 750 | 10 |
| нагартованная | 750-1200 | — |
| нагартованная, класс прочности Н1 | 750-900 | — |
| нагартованная, класс прочности НЗ | 1050-1200 | — |
| Лента отожженная высшей категории качества | 700 | 13 |
Истинные обобщеные механические характеристики отожженной стали при 20 °C [8]
ПРИМЕЧАНИЕ. При всех видах деформации разрушение вязкое.
Твердость термически обработанной (после отжига или высокого отпуска)
металлопродукции из стали У10, У10А, кроме проката для сердечников, и твердость образцов после закалки (ГОСТ 1435-99)
| Марка стали | Твердость термически обработанной металлопродукции | Твердость образцов после закалки в воде | ||
| НВ, не более | Диаметр отпечатка, мм, не менее | Температура закалки, °С | HRC, (HRC), не менее | |
| У10, У10А | 212 | 4,15 | 770-800 | 63 (62) |
Твердость стали в зависимости от температуры отпуска [9]
| tотп, °С | Твердость HRCэ |
| 160-200 | 63-65 |
| 200-300 | 57-63 |
| 300-400 | 49-57 |
| 400-500 | 40-49 |
ПРИМЕЧАНИЕ. Закалка с 760-780 °С в воде.
Механические свойства в зависимости от температуры испытания [9]
| tисп, °C | σв, МПа | δ5, % | ψ % |
| 700 | 105 | 50 | 87 |
| 800 | 90 | 52 | 100 |
| 900 | 55 | 59 | 100 |
| 1000 | 29 | 70 | 100 |
| 1100 | 18 | 78 | 100 |
| 1200 | 16 | 86 | 100 |
ПРИМЕЧАНИЕ. Образец диаметром 5 мм и длиной 25 мм деформированный и отожженный; скорость деформирования 10 мм/мин; скорость деформации 0,007 1/с
Высокоуглеродистая сталь 10: важные характеристики и применение
Сталь 10 – это марка высокоуглеродистой стали с содержанием углерода около 0,07–0.14 процентов по ГОСТ-1050-2013. Официальный класс – “нелегированная качественная”.
Расшифровка, химический состав, предел текучести и иные характеристики
- Твёрдость данной стали – до 143 НВ (это метод Бринелля), согласно ГОСТ, что написан в описании. По методу Роквелла – от 31 до 20,5 HRC в зависимости от расстояния до торца.
- Плотность этой стали варьируется от 7856 килограммов на метр кубический при 20 градусах по Цельсию до 7594 при 900 градусах.
- Число 10 в марке означает, что средний процент углерода, который содержит сплав, составляет одну десятую.
- Массовая доля элементов в химсоставе материала: углерода – от 0,07 до 0,14 процентов, кремния – 0,17–37, марганца – 0,35–0,65, фосфора – 0,030 %, серы – 0,035, хрома – до 0,15, максимум меди – 0,15 %, никеля – до 0,30. Остальные проценты забрало железо.
- Предел кратковременной прочности – это 290–420 H на миллиметр квадратный в зависимости сортамента при двадцати градусах по Цельсию.
- Предел текучести составляет около 205 H на миллиметр квадратный.
- Ударная вязкость (KCU) ст. 10 при 35 миллиметровом прутке без термообработки с плюс 20 градусами температуры по Цельсию – 235 джоулей на квадратный сантиметр, –20 градусах – 196, –40 – 157, –60 – 78 джоулей на кв. см.
При нормализации: +20 – 73–265, –20 – 203–216, –40 – 179.
Сам материал описывается ГОСТ 1050-2013. Также в справочниках можно найти информацию из ГОСТ 1050-88, но он перестал действовать ещё в 2015 году и был заменён. В других ГОСТ 1050 эта марка появляется в отдельных видах поставок.
Цена стали 10 сильно зависит от сортамента, но составляет около от 31 до 120 тысяч за одну тонну. Марка достаточно распространена.
Расшифровка названия марки: первое слово “сталь” означает, что это конструкционная углеродистая качественная сталь, а число 10 – сотые доли процента содержания углерода, в данном случае – 0,10 % от общей массы.
Применение этой марки материала
Эту сталь много где применяют. В промышленности для деталей, что работают от –50 до 450 градусов по Цельсию, сплав достаточно гибок, что подходит для изготовления котлов высокого давления, нагревателей и лезвий для ножей.
Сердцевина заготовки из Ст. 10 при термической обработке становится пластичной, но теряет прочность, поэтому хорошо подходит для изготовления из неё элементов, которые геометрически являются телами вращения, как валы и прочее.
Из-за того что данная сталь хорошо обрабатывается резанием, её широко эксплуатируют в машиностроении, где широко распространены металлообрабатывающие станки.
Ст. 10 термически обрабатывают лишь после того, как провели чистовое точение. Так происходит потому, что инструменты меньше ломаются, нужные слои металла снимаются гораздо легче, а поверхность становится лучше.
Свойства сплава
Сталь 10 детально описывается ГОСТом.
Технологические
Её технологические свойства:
- Хорошая свариваемость, кроме заготовок после ХТО. Не нужно ни нагревать перед сваркой заготовку, ни обрабатывать термически после. Шов получается надёжный.
- Коррозионная стойкость у этого сплава достаточно хороша, но это не нержавеющая сталь, в ней нет хрома.
- Это нелегированная сталь.
- Низкая теплостойкость. Поэтому её нельзя использовать там, где есть подверженность активному износу. Если деталь из этой стали будет длительное время сильно нагрета, её эксплуатационные характеристики станут заметно хуже.
- Сталь можно обрабатывать резанием, об этом написано в ГОСТе. Она легко изменяется под ручным инструментом и станком.
- Её можно прокаливать, что значительно улучшит производимые из ст. 10 детали и расширит список возможных изготовлений.
- Куётся при 1300 градусах по Цельсию, постепенно снижаясь до 700, потом остужается на открытом воздухе.
При термической обработке заготовок из этой стали твёрдость значительно повышается, но это также может сделать сталь хрупкой при неправильном охлаждении.
Физические
Сильно зависят от температуры самой стали.
- модуль упругости первого рода – 2.1 Мпа;
- плотность около 7856 килограммов на метр кубический;
- удельное сопротивление – 140 Ом на метр.
- модуль упругости первого рода – 300 Мпа;
- коэффициент линейного температурного расширения – 13,9 единиц на градус;
- коэффициент теплопроводности – 49,16 Вт/(м·град);
- плотность – 7765 килограмм на метр кубический;
- удельная теплоёмкость – 565 джоулей, делённых на килограмм градус;
- удельное электросопротивление – 352 Ом на метр.
- модуль упругости первого рода – 1,6 Мпа;
- коэффициент линейного температурного расширения – 15,1 единиц на градус;
- коэффициент теплопроводности – 35,7 Вт/(м·град);
- плотность – 7653 килограммов на метр кубический;
- удельная теплоёмкость – 770 джоулей, делённых на килограмм градус;
- удельное электросопротивление – 734 Ом на метр.
Процент углерода в этой стали – от 0,07 до 0,14 процентов от сплава, в среднем одна десятая процента, о чём свидетельствует название марки стали, об этом уже несколько раз было написано в этой статье.
Марка нержавеющей стали 18/10: основные характеристики сплава
Сталь — самый известный сплав железа в мире. На самом деле, когда говорят о железных конструкциях и объектах, речь идет о продуктах (или их производстве), изготовленных из определенной стали. 99% сплава относится к категории конструкционных сталей, поэтому практически нет инструментов или приспособлений, где нет этого сплава.
Сталь — представляет собой сплав железа с углеродом (и другими элементами), содержащий по меньшей мере 45% железа, с содержанием углерода от 0,02 до 2,14% и содержанием от 0,6 до 2,14%, соответствующим высокоуглеродистой стали. Если содержание выше 2,14% — это высокоуглеродистая сталь.
Характеристики материала
Нержавеющая сталь с особыми химическими свойствами (криогенная). Высокоуглеродистая коррозионностойкая (нержавеющая), немагнитная, аустенитная марка, содержащая титан.
- Твердость:
- По Роквеллу. Твердость по Роквеллу (HR), метод основан на статическом вдавливании в испытываемую поверхность наконечника при определенной нагрузке. Твердость составляет 279 МПа.
- По бринеллю. Твердость по Бринеллю (HB), метод основан на том, что стальной шарик утопляется в плоскую поверхность под нагрузкой. Твердость составляет 179 МПа.
- В состоянии плавки. Твердость в течение периода плавления колеблется в пределах 70-88 МПа.
- Плотность. Плотность стали составляет 7920 кг/м³.
- Марка: 12Х18Н10Т (старое название Х18Н10Т).
- Класс: сталь конструкционная криогенная.
Химический состав
Достаточно большой процент хрома (17% – 19%) определяет его способность к пассивации и повышает его антикоррозионные свойства. Добавление никеля (9% – 11%) позволяет нам присвоить этой стали класс аустенита.
Благодаря этому сталь отличается отличным сочетанием технологических качеств нержавеющей стали и превосходных эксплуатационных качеств. Влияние углерода в сплаве (0,1%) обеспечивает аустенитную структуру стали.
Включение алюминия, титана и кремния в сплав придает стали этой марки свойства ферритных сталей. Легирующий элемент — титан, обладает карбидообразующим действием, что предотвращает образование межкристаллической коррозии. Кремний, процентное содержание которого не превышает 0,8%, способствует увеличению его плотности и служит для дегазации стали. Увеличивает плотность сплава и его предел текучести.
Предел прочности
Предел прочности (временное сопротивление разрыву) – это механическое напряжение, при котором происходит разрушение материала или сплава. Конечная прочность стали — 550 МПа.
Важно! Конечная прочность стали может варьироваться в зависимости от типа термической обработки и температуры. Если нужна точная информация об окончательной прочности стали, можно найти ее в сопроводительной документации.
Предел текучести
Пределом текучести металлов называют характеристику стали, которая показывает критическое напряжение, после которого деформация материала продолжается без увеличения нагрузки. Предел текучести R — 276 МПа.
Ударная вязкость
Ударная вязкость — это свойство стали выдерживать динамические (ударные) нагрузки. Его величина определяется объемом работы, необходимой для разрушения образца на маятниковом копре.
Ударная вязкость зависит от состава стали, наличия легирующих элементов и значительно меняется при изменении температуры. Ударная вязкость KCU, Дж/см2 — 215 – 372.
Температура эксплуатации
Максимальная рабочая температура нержавеющей стали 12Х18Н10Т при длительной эксплуатации на 200 градусов выше, чем при сверхдлительной. Эта сталь может применяться при температуре до 800°С в течении 10 тысяч часов.
Механические свойства
При легировании в состав входит кремний. Увеличивает плотность и текучесть. Концентрация этого химического элемента в составе отрицательно влияет на пластичность.
Важно! Достаточно высокая пластичность и ударная вязкость являются привлекательными эксплуатационными характеристиками металла.
Когда температура окружающей среды снижается, механические свойства металла начинают значительно снижаться.
Недостатком является то, что металл не выдерживает воздействия веществ, содержащих ионы хлора. Кроме того, коррозионная стойкость низкая по отношению к соляной или серной кислоте. Поэтому сфера применения несколько ограничена.
Отпускная хрупкость
Большинство известных видов стали обладают отпускной хрупкостью-особым состоянием сплава, которое характеризуется низким значением ударной вязкости. В нормальных условиях это свойство не способно повлиять на другие механические свойства материала.
Свариваемость
Технология сварных соединений не имеет особых ограничивающих свойств.
Используются следующие характеристики сварочных технологий:
- ручная электрическая дуга с использованием электродов CT-26;
- электрошлаковый;
- контактно точечный.
Для обеспечения повышенной прочности рекомендуется окончательная термическая обработка швов.
Группа
Стали делятся на три группы:
- A — для изготовления изделий, не подвергающихся горячей обработке.
- Б — для производства изделий горячей обработки.
- B — для производства сварных конструкций.
Стандарт — ГОСТ 5632-2014.
Цена в 2021 году
Цена материалов складывается из следующих факторов:
- сложность прокатываемой детали;
- качество и свойства стали;
- степень обработки поверхности;
- расходы на хранение и транспортировку;
- существующие предложения на рынке.
Кроме того, на стоимость заказа может повлиять его объем и способ закупки материалов. Очень часто нержавеющая сталь продается по демпинговым ценам, что обычно объясняется низким качеством материала. Например, стальной лист этой марки продается по цене 230-330 рублей/кг, а максимальная цена на вторичный металл не превышает 180 рублей/кг.
Внимание! Еще один фактор при определении цены зависит от местонахождения покупателя. В центральных регионах страны стоимость ниже, чем в отдаленных регионах. Это связано с небольшим количеством конкурентных предложений на рынке металлопроката, а также увеличением транспортных расходов.
Что это значит: расшифровка
Маркировка стали 12х18н10Т означает, что:
- «12» – это 0,12 % углерода.
- «Х18» – это 18 % хрома.
- «Н10» – никель – 10 %.
- «Т» – титан. Отсутствие цифры означает его процент не более 1,0 %−1,5 %.
Сфера применения
Сфера применения нержавеющей стали очень и очень разнообразна. В большинстве случаев этот сплав используется при изготовлении сварных конструкций в химической, пищевой, фармацевтической, нефтехимической промышленности, а также в машиностроении, энергетике и многих других областях.
По своим характеристикам сталь 18/10 – прочный, химически нейтральный, коррозийно-стойкий и практически вечный материал, он широко применяется при производстве ножей, посуды и другой кухонной утвари.
Свойства
Материал обладает исключительными свойствами — в первую очередь физическими, механическими, химическими, технологическими.
Отражают способность металла или сплава подвергаться различным видам обработки. К ним относятся:
- Обрабатываемость резанием. Все стали достаточно хорошо обрабатываются резанием вручную и на станках.
- Ковкость. Эта особенность учитывается при прокатке, ковке и штамповке. Сталь обладает довольно хорошей пластичностью при нагреве.
- Свариваемость. Этот технологический процесс применим ко всем типам сталей.
- Жидкотекучесть. Это свойство важно для получения заготовок, которые имеют форму готовой детали и требуют лишь незначительной дополнительной обработки резанием.
- Прокаливаемость. Прокаливаемость зависит от размеров деталей и изделий, а также химического состава сталей. Для повышения прокаливаемости в сталь добавляют легирующие компоненты: хром, вольфрам.
- Износостойкость. Для повышения износостойкости детали трения подвергаются термической обработке и химико-термической обработке. С этой же целью в сталь добавляют легирующие элементы: марганец, кремний.
При выборе металла следует обращать внимание на его физические свойства. Они во многом определяют сферу применения и его основные эксплуатационные характеристики.
- Температура плавления нержавеющей стали составляет более 1000 градусов Цельсия. Выполнить такую обработку в домашней мастерской практически невозможно.
- Коррозионная стойкость является основной причиной спроса на обычную нержавеющую сталь. Его можно использовать, если условия эксплуатации предусматривают воздействие высокой влажности и химических сред.
- Низкие магнитные свойства позволяют использовать его при изготовлении различных изделий. Они достигаются добавлением титана.
- Коэффициент линейного расширения и коэффициент теплопроводности определяют возможность использования материала при изготовлении изделий, которые могут эксплуатироваться под воздействием высокой температуры.
- Удельный вес нержавеющей стали во многом зависит от химического состава и используемого метода обработки.
Аналоги
Сталь может быть заменена отечественными аналогами:
- 08Х18Г8Н2Т;
- 10Х14Г14Н4Т;
- 12Х17Г9АН4;
- 08Х22Н6Т;
- 08Х17Т;
- 15Х25Т;
- 12Х18Н9Т.
Зарубежные
Аналоги производятся и в других странах.
Внимание! Зарубежные аналоги имеют другую маркировку, однако составы этих сплавов приблизительно совпадают.
Сверхпрочная сталь марки 10ХСНД: основные характеристики и свойства
Сталь марки 10ХСНД выпускается в виде толстолистового, широкополосного, полосового и фасонного проката и применяется для изготовления сварных металлоконструкций повышенной прочности и стойкости к появлению коррозии.
Основные характеристики стали – это твердость, плотность, предел текучести/плотности, ударная вязкость и другие.
Твердость
Твердость металла – способность сопротивляться упругой и пластической деформации при воздействии на поверхность более твердым материалом. Твердость может выражаться в разных числовых значениях в зависимости от метода и шкалы измерения:
- по Роквеллу – 77,4 МПа;
- по Бринеллю – не более 143 МПа;
- в состоянии плавки около 18 МПа.
Плотность
Плотность – величина постоянная, измеряемая при помощи гидростатического метода.
Маркировка
Марка стали – это классификация по химическому составу и физическим свойствам. Согласно ГОСТ Р 54384-2011 классификация стали основана на ее химическом составе по анализу ковшевой пробы или маркировочному анализу.
По маркировочному анализу содержание углерода в 10ХСНД составляет от 0,07 до 0,14 %, соответственно, марка стали – 10 (среднее содержание углерода 0,10%).
Химсостав
Химический состав в соответствии с нормативными документами:
- железо – 96 %;
- углерод – не более 0,12 %;
- хром – до 0,12 %;
- примеси (медь, кремний, марганец, никель) – 0,8 %.
Предел прочности – механическое напряжение, при превышении которого материал разрушается. Для 10ХСНД предел прочности составляет от 510 до 685 МПа.
Предел текучести – значение напряжения, при котором деформация увеличивается без дополнительной нагрузки. Для 10ХСНД он составляет 390 МПа.
Ударная вязкость – способность металла поглощать механическую энергию, которая выделяется при разрушении и деформации.
Нормы ударной вязкости данной марки, Дж/см 2 :
- после механического старения – 29,0;
- при −40 °C – от 39,0 до 44, 0;
- при −70 °C – от 29,0 до 34, 0.
Сплав устойчив к длительному воздействию высоких и низких температур, пригоден для работы в особых условиях.
Эта марка используется для изготовления сварных конструкций, деталей, работающих в интервале температур −70…+475 °C, к которым предъявляются повышенные требования по прочности, стойкости к коррозии при ограничении массы.
Механические свойства стали 10ХСНД, которая относится к классу прочности С390, определяет ГОСТ Р 55374-2012 (минимальные значения):
- предел текучести – 390 МПа;
- временное сопротивление разрыву – 530 МПа;
- относительное удлинение – 19 %;
- относительное сужение – 35 %.
Отпускная хрупкость – состояние сплава, характеризующееся небольшим значением ударной вязкости. Сталь марки 10ХСНД не имеет склонности к отпускной хрупкости.
10ХСНД обладает высоким показателем свариваемости, не имеет ограничений и сваривается ручной/автоматической дуговой сваркой под флюсом и газовой защитой, электрошлаковой сваркой.
Группа
Сплав 10ХСНД относится к группе конструкционных низколегированных сталей. В таком сплаве содержание легирующих элементов не должно превышать 2,5 %.
Общие свойства группы определяют характеристики изделий:
- антикоррозийная устойчивость;
- стойкость к истиранию;
- легко поддаются обработке;
- сохраняют рабочие характеристики при низких температурах.
- ГОСТ 19281-2014 «Прокат повышенной прочности. Общие технические условия» определяет классификацию, сортамент, технические требования и требования безопасности прокатной продукции.
- ГОСТ 1050-2013 «Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. Общие технические условия» устанавливает требования к химическому составу.
- ГОСТ 6713-91 «Прокат низколегированный конструкционный для мостостроения. Технические условия» устанавливает требования к химическому составу.
- ГОСТ Р 55374-2012 «Прокат из стали конструкционной легированной для мостостроения. Общие технические условия» устанавливает нормы химического состава и механических свойств сплава.
- ГОСТ Р 54384-2011 «Сталь. Определение и классификация по химическому составу и классам качества» определяет понятие «сталь» и подразделяет стали по химическому составу, основным свойствам и области применения.
Стоимость стали марки 10ХСНД (рублей за тонну) в первом полугодии 2021 года:
- листовая – около 130 000;
- швеллер – около 142 000;
- полоса – около 62 000.
Расшифровка
Обозначение 10ХСНД расшифровывается следующим образом:
- 10 указывает на среднее содержание углерода в стали (0,10 %).
- Х – хром.
- С – кремний.
- Н – никель.
- Д – медь.
После всех буквенных обозначений отсутствуют цифры. Это значит, что содержание хрома, кремния, никеля и меди в составе меньше одного процента.
Область применения
Область применения сплава определяется его характеристиками: хорошими показателями прочности, высокой износостойкостью, устойчивостью к коррозии. Он применяется:
- В строительстве для производства конструкций типа арок, мостовых пролетов, несущих элементов, мостовых металлоконструкций обычного и северного исполнения.
- В магистральных газо- и нефтепроводных путях (запорная арматура).
- В производстве дорожной, горнодобывающей и строительной техники (ковши).
- В производстве лесозаготовительных и сельскохозяйственных машин (лемеха плугов, элементы отжимных прессов).
- В изготовлении механизмов для переработки строительных и металлических отходов (ножи для шредера, гидравлические ножницы, футеровки).
Различают технологические и физические свойства материала.
- Низколегированная сталь сваривается без ограничений, но этот класс сталей требует от сварщика определенных знаний и навыков работы. Технолог, выбирая способ электросварки и последующей термообработки, должен учитывать условия, в которых конструкция будет эксплуатироваться.
- При обработке на токарно-фрезерном оборудовании нет необходимости подбирать какой-либо специальный инструмент или специальные режимы резания. В нормализованном и отпущенном состоянии легко обрабатывается инструментом с режущими элементами из твердых сплавов.
- Температура ковки 1200 °C (начала) и 850 °C (конца).
- Невысокая склонность к отпускной хрупкости.
- Нет флокеночувствительности.
- Химический состав сплава определяет его физические свойства.
- Углерод – главный легирующий элемент – обеспечивает прочность металла.
- Кремний повышает прочность, стойкость к окислению и высоким температурам.
- Марганец незначительно повышает пластичность металла и его прочность.
- Никель положительно влияет на прокаливаемость стали, ее износостойкость и коррозионную стойкость.
- Хром увеличивает стойкость сплава к коррозии, его прочность и жаростойкость.
- Медь значительно повышает устойчивость сплава к ржавлению.
- В сплаве присутствуют примеси азота, мышьяка, фосфора и серы, которые отрицательно влияют на свойства материала, их из-за низкого процентного содержания принято не учитывать.
У 10ХСНД есть отечественные и зарубежные аналоги со схожими свойствами.
Отечественные
Среди отечественных аналогов наиболее близки по характеристикам 10ХСНДА, 16Г2АФ.
Из зарубежных аналогов очень близка по свойствам сталь10ChSND, произведенная в Болгарии.
Повышенная прочность, свариваемость без ограничений, устойчивость к коррозии, способность сохранять рабочие свойства в большом диапазоне температур позволяют применять 10ХСНД в производстве деталей спецтехники, мостостроении, элементах конструкций промышленных зданий, возводимых в сложных климатических условиях.
Читайте также: