Сталь у13а твердость по роквеллу

Обновлено: 27.04.2024

На данной страничке приведены технические, механические и остальные свойства, а также характеристики стали марки У13А.

У13А - классификация и применение марки

Классификация материала: Сталь инструментальная углеродистая

Применение: инструменты повышенной износостойкости, работающие при умеренных и значительных давлениях без разогрева режущей кромки

У13А - химический состав материала в процентном соотношении

У13А - механические свойства при температуре 20°

У13А - зарубежные аналоги

У13А - pасшифровка обозначений, сокращений, параметров материала

Механические свойства :
s _в	- Предел кратковременной прочности , [МПа]
s _T	- Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]
d ₅	- Относительное удлинение при разрыве , [ % ]
y	- Относительное сужение , [ % ]
KCU	- Ударная вязкость , [ кДж / м 2 ]
HB	- Твердость по Бринеллю , [МПа]

Физические свойства :
T	- Температура, при которой получены данные свойства , [Град]
E	- Модуль упругости первого рода , [МПа]
a	- Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o - T ) , [1/Град]
l	- Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)]
r	- Плотность материала , [кг/м 3 ]
C	- Удельная теплоемкость материала (диапазон 20 o - T ), [Дж/(кг·град)]
R	- Удельное электросопротивление, [Ом·м]

Внимание! Вся приведённая информация о У13А носит ознакомительный характер. Все интересующие Вас характеристики необходимо уточнять у специалистов.

У10А инструмент, работающий в условиях, не вызывающих разогрева режущей кромки: метчики ручные, рашпили, надфили, пилы для обработки древесины, матрицы для холодной штамповки, гладкие калибры, топоры.

У10 инструмент, работающий в условиях, не вызывающих разогрева режущей кромки: метчики ручные, рашпили, надфили, пилы для обработки древесины, матрицы для холодной штамповки, гладкие калибры, топоры.

У11А метчики ручные, рашпили, надфили, пилы для обработки древесины, матрицы для холодной штамповки, топоры, калибры простой формы и пониженных классов точности

У12 режущие инструменты, работающие в условиях, не вызывающих разогрева режущей кромки: метчики ручные, метчики машинные мелкоразмерные, плашки для круппов, развертки мелкоразмерные, надфили, измерительный инструмент простой формы: гладкие калибры, скобы.

У11 метчики ручные, рашпили, надфили, пилы для обработки древесины, матрицы для холодной штамповки, топоры, калибры простой формы и пониженных классов точности

У12А режущие инструменты, работающие в условиях, не вызывающих разогрева режущей кромки: метчики ручные, метчики машинные мелкоразмерные, плашки для круппов, развертки мелкоразмерные, надфили, измерительный инструмент простой формы: гладкие калибры, скобы.

У13 инструменты повышенной износостойкости, работающие при умеренных и значительных давлениях без разогрева режущей кромки

У7 инструмент, который работает в условиях, не вызывающих разогрева рабочей кромки: зубила, долота, бородки, молотки, лезвия ножниц для резки металла, топоры, колуны, стамески, плоскогубцы комбинированные, кувалды.

У7А инструмент, который работает в условиях, не вызывающих разогрева рабочей кромки: зубила, долота, бородки, молотки, лезвия ножниц для резки металла, топоры, колуны, стамески, плоскогубцы комбинированные, кувалды.

У8 для инструмента, работающего в условиях, не вызывающих разогрева режущей кромки: фрез, зенковок, топоров, стамесок, долот, пил продольных и дисковых, накатных роликов, кернеров, отверток, комбинированных плоскогубцев, боковых кусачек.

У8ГА для производства пружинной ленты

У8Г для производства пружинной ленты

У8А для инструмента, работающего в условиях, не вызывающих разогрева режущей кромки: фрез, зенковок, топоров, стамесок, долот, пил продольных и дисковых, накатных роликов, кернеров, отверток, комбинированных плоскогубцев, боковых кусачек.

У9 инструмент, работающий в условиях, не вызывающих разогрева кромки: инструмент для обработки дерева, слесарно-монтажный инструмент, калибры простой формы и пониженных классов точности.

У9А инструмент, работающий в условиях, не вызывающих разогрева кромки: инструмент для обработки дерева, слесарно-монтажный инструмент, калибры простой формы и пониженных классов точности.

Сталь инструментальная углеродистая У13

На данной страничке приведены технические, механические и остальные свойства, а также характеристики стали марки У13.

У13 - классификация и применение марки

У13 - химический состав материала в процентном соотношении

У13 - механические свойства при температуре 20°

У13 - зарубежные аналоги

У13 - pасшифровка обозначений, сокращений, параметров материала

Внимание! Вся приведённая информация о У13 носит ознакомительный характер. Все интересующие Вас характеристики необходимо уточнять у специалистов.

У13А инструменты повышенной износостойкости, работающие при умеренных и значительных давлениях без разогрева режущей кромки

Все о твердости стали

Твёрдость — свойство стали (или другого сплава) оказывать сопротивление сдавливанию более твёрдым телом, например, быстрорежущей сталью или победитом.

Что это такое?

Твёрдость стали – одна из важнейших величин (показателей), имеющих основное значение для её использования при разных условиях. Это значит, что стальной сплав, не обладающий минимально необходимой при выполнении определённых задач твёрдостью, быстро выходит из строя в режиме частой и длительной нагрузки.

Например, гвоздь, будучи изготовленным из железа, в котором почти нет углерода, нельзя было бы вбить даже в деревяшку. Он тут же затупился и согнулся бы. Чтобы избежать подобных ситуаций, в сталь вводят важнейший компонент – углерод. Твёрдость стали по шкале Роквелла должна достигать как минимум 36 единиц, только тогда стальной состав можно будет с большим успехом применить, например, в качестве конструкционного материала.

Но если такое свойство не обеспечивается в полной мере, то железо подлежит переплавке. Чистое железо, не обладающее достаточной твёрдостью, присущей стали, можно встретить только в лабораториях.

Виды шкал по методу измерения

Твёрдость стали как характеристика влияет на конкретное её применение. Она определяется как частное от деления величин нагрузки и площади поверхности друг на друга. Однако различают поверхностную, объёмную и проекционную твёрдость. Поверхностная определяется величиной давления, которую выдерживает заготовка. Проекционная – деление значения силовой нагрузки к площади проекции области давления. Объёмная – та же величина, поделённая на конкретный объём испытуемой зоны.

Макротвёрдость – воздействие от 2 Н до 3 кН силы для внедрения давящего тела в сдавливаемое на глубину в 200 нанометров. Микротвёрдость – сила менее 2 ньютона на ту же глубину. Нанотвёрдость – внедрение тела с любой силой воздействия на глубину менее 200 нм.

По Бринеллю

Суть метода определения твёрдости по Бринеллю сводится к диаметру отпечатка, который оставляется шариком из твёрдого сплава, вжимаемым в испытуемую поверхность. Величина твёрдости в этом случае равна отношению усилия, прилагаемого к шарику, к площади оставленного на поверхности следа испытательной нагрузки. Площадь отпечатка при этом равна площади части поверхности шарика. Значение твёрдости по Бринеллю равно килограммам силового воздействия на квадратный миллиметр. Встречающееся обозначение HB (что значит «твёрдость Бринелля») указывает на неиспользование испытательных шариков для определения искомой величины.

По Роквеллу

Метод Роквелла, по своей сути, напоминает испытание вдавления алмазного конуса в тестируемый материал. Размерность – конкретные единицы, включая производные – не задана. Несмотря на существования нескольких шкал по Роквеллу, используют лишь две из них – A (до 100 единиц) и B (до 130 по HRC). Твёрдость алмаза – максимальная, аналогов у данного материала в природе, да и при промышленном их получении, не существует. Для сравнения, эльбор имеет всего лишь 90, а не 100 единиц твёрдости.

По Моосу

Метод определения твёрдости по шкале Мооса основан на сравнении с эталонами 10 минеральных веществ – от талька до алмаза. К примеру, если испытуемая деталь процарапывается апатитом, но не поддаётся флюориту, то его твёрдость оказалась в диапазоне 4-5 единиц. Но абсолютная твёрдость колеблется от 1 до 1600 единиц.

По Виккерсу

Метод Виккерса несколько отличается от своего предыдущего аналога. Вдавливание осуществляется не конусом, а пирамидкой, из того же алмаза. Единицы измерения – как и в случае метода Бринелля.

По Шору

В отличие от метода Роквелла и иных аналогов вместо алмазного острия применяют закалённую иглу под действием настраиваемой пружины. Область применения – в основном для полимерных, а не стальных составов. Шкала в основном представлена вариантами A – для мягких пластиков, и D – для твёрдых. Для вычисления твёрдости стали определяют не глубину проникновения, а высоту отскакивания иглы или специального бойка.

Другие

Метод Кузнецова–Герберта– Ребиндера состоит в следующем: величина твёрдости вычисляется по времени затухания колебания маятника, опёртого об исследуемый образец.

Метод Польди (двойного отпечатка шарика) заключается в следующем: твёрдость измеряют путём сопоставления с твёрдостью образцовой заготовки и эталонной детали. Последовательно вдавливают шарик в тот и другой образцы.

Метод Бухгольца применяют в основном для выяснения значения твёрдости лака или краски, слой которой успел полностью высохнуть и затвердеть. Для проверки может использоваться любое остриё.

Метод Янка рассчитан для определения твёрдости древесных изделий и заготовок. Предусматривает использование статики и динамики для вычисления значения твёрдости.

Во всех случаях применяются приборы-твердомеры. Покрытие или поверхность основного материала предусматривает разрушение или сохранение поверхностного слоя. Ни один из вышеописанных методов не является истиной в последней инстанции – данные способы применяются в качестве приближённого, оценочного суждения о значениях твёрдости материала той или иной разновидности.

Для одних и тех же сортов стали величины могут существенно отличаться, а диапазоны величин для разных марок стали одного и того же рода – располагаться так, что любые зависимости окажутся в виде отчётливых кривых на графике. А также твёрдость меняется при разных внешних температуре и давлении.

Твёрдость сталей разных марок

Чем твёрже сталь, тем больше в ней должно содержаться углерода. Это задаёт то значение твёрдости, которое превысить не удастся, сколько данную марку сплава ни пытаться перезакалить. Для Ст20 твёрдость по шкале Роквелла в среднем равна 38 единиц, для Ст60 – 63. Повышение твёрдости промежуточных сортов стали начиная от наиболее низкоуглеродистой приближённо линейное. Наибольшей популярностью пользуются сорта стали 3, 30, 20, 53, 20Х, 55, 45, 35, 65Г, 12ХФ, 30Х, 25, 38ХА, при этом легирующие добавки управляют не столько параметром твёрдости, сколько иными – ударной вязкостью, упругостью, стойкостью к коррозии. Например, хромистые стали типа 20Х, 12Х, 30Х, 38ХА – несколько более устойчивы к ржавлению, чем простые их собратья без данной добавки. Никель, к примеру, повышает прокаливаемость. В целом же тенденция к повышению твёрдости прослеживается следующим образом: у Ст3 она не превышает 35 единиц по всё той же шкале Роквелла, у Ст30 в состоянии поставки – уже 44, у проката Ст35 – 47, Ст40 – 53, Ст45 – 57, Ст50 – 59, Ст55 – 61. Стали с содержанием углерода менее 0,3% по массе не поддаются закаливанию – из них изготавливают проволоку и гвозди.

Однако у некоторых высоколегированных и среднелегированных сталей твёрдость по Роквеллу может колебаться в значительных пределах (в режиме закалки и отпускания): 20Х – 55… 63, 65Г – 45… 47, Х12МФ – 61… 64, 30Х – 48… 54, 38ХА – 60… 61,5. Здесь, опять же, отслеживается аналогичная закономерность: чем больше углерода в сплаве, тем выше твёрдость. Однако вместе с ней растёт и способность крошиться при прикладывании к острию значительной силы при разрезании – с увеличением количества углерода по массе состава.

Для сравнения, твёрдость чугуна, содержание угля в котором превышает 2,14% по массе, преодолевает сама себя как явление: хрупкость чугуна настолько велика, что многие чугунные изделия растрескиваются от удара молотка, чего не происходит со стальными.

Как проверить в домашних условиях?

Общеизвестно, что сталь не царапается большинством цветных металлов. Можно попробовать поцарапать заготовкой стеклянную бутылку или осколок от листового оконного стекла, однако такой метод окажется весьма приближённым.

Проверка твёрдости в домашних условиях достигается попыткой высверлить сломанным, но подточенным заново сверлом из быстрорежущей стали. Если сталь при этом затупится, то твёрдость сплава явно превышает 64 единицы по Роквеллу. Сверлить эксклюзивные приборы, например, дорогостоящие ножи, вряд ли кто возьмётся, но просверлить отверстие в обычной детали, которая после подобного испытания вряд ли потеряет исходную функциональность, можно.

Если сталь легко процарапывается осколком бутылочного или оконного стекла, то перед вами, скорее всего, подделка. Быстрорежущую сталь особой твёрдости нелегко процарапать стеклом. А вот твёрдость победита, к примеру, такова, что победитовое сверло не царапается стеклом – скорее оно само его с лёгкостью процарапает.

Чтобы убедиться, что перед вами стальное сверло, а не победитовое, можно попробовать им просверлить глиняный кирпич или гранитный камень. Если при этом оно быстро затупится, то вы столкнулись с обычным сверлом из стали (оно сверлит лишь дерево).

Быстрорежущее сверло можно проверить на качество, просверлив им стальную деталь. Верно и обратное: заострённым обломком старого быстрорежущего сверла, который был подточен вручную, на напильнике или наждачке, высверливают заготовку с той стороны и в том участке, чьё повреждение не влияет на качество работы детали (например, это некритичная комплектующая вроде части стальной рамы). В этом случае проверяется качество закалки, нормализации, отжига или отпуска. Данный приём позволяет проверить, насколько нарушена технология термообработки отдельных деталей устройства, выдержит ли оно заявленный уровень ударно-вибрационной нагрузки.

Кроме механических способов проверки, присутствуют и термические. Например, инструментальная сталь, из которой изготовлен нож, нагревается до температуры закалки, указанной в инструкции к закаливанию конкретной массы стали. Далее инструмент охлаждается в масле. Затем его нагревают до температуры отпуска – и вновь охлаждают. В описании к определённой марке стали указано, что сталь приобретает определённый оттенок при нагреве – нагревать её нужно, пока она не приобретёт данный оттенок, затем вновь охладить. После отпуска исчезнут все усталостные напряжения, и стальной сплав обретёт ту твёрдость, что указана в его описании.

Если оказалось, что твёрдость далека от ожидаемой, значит, вы столкнулись с подделкой, закалить и отпустить изделие, как это наблюдалось бы с заявленной маркой стали, не удастся. Такие изделия годятся лишь для переплавки в качестве металлолома.

Как повысить?

Повышению твёрдости через закаливание и отпускание не подлежат сорта низкоуглеродистой стали. Даже когда изначально кажется, что масло, прижигаемое к поверхности закаливаемой заготовки, превратится в уголь и этим обогатит процентное содержание углерода, то на самом деле это не так. Сталь должна обладать более чем тремя промилле углерода (по массе), только тогда возможно немного повысить её твёрдость в домашних условиях. Дополнительному закаливанию и отпусканию подвергаются все быстрорежущие составы, относящиеся к инструментальным сталям, а также нержавейки начиная с серии Ст-31Х14.

Перед закаливанием рекомендуется выполнить отжиг. Температура отжига, как правило, ниже, чем во время закалки, но заметно выше, чем при отпускании. Например, сталь У12А обладает твёрдостью 64 по шкале Роквелла. Закаливают при 800 по Цельсию – вначале раскалённый инструмент ненадолго (на доли секунды) опускают в воду, затем – несколько раз на это же время – в масло. Сталь эта раскаляется до светло-красного, для чего достаточно применить большой костёр, к примеру, в шашлычнице или печке из огнеупорного кирпича, либо в самодельной муфельной печи. Причём работать эта печь вполне может от спирали, залитой в огнеупорную глину или даже помещённой в керамику. Но в качестве источника нагрева допустимо и использование паяльной лампы – например, газосварки, переведённой из турборежима в режим обычного горения пропана или метана. О том, что раскаливание инструмента происходит штатно, свидетельствует покраснение металла.

Однако, превысив температуру до 1300 и более градусов, велик риск перегреть сплав, из которого изготовлен прокаливаемый инструмент – сталь делается почти белой и окончательно теряет твёрдость.

Все о стали 65Х13

Сталь марки 65Х13 применяется для изготовления ножей и других режущих инструментов для медицинских, бытовых целей. Расшифровка ее наименования указывает на наличие в составе хрома, влияющего на характеристики материала, его твердость по Роквеллу, плюсы и минусы. Оценить ее по достоинству поможет полный обзор, а также сравнение со сталью 95Х18 и 40Х13.

Состав

Описание стали марки 65Х13 для ножей и других режущих элементов позволяет получить полное представление о ее особенностях и возможностях. Материал производят из сплава компонентов, представленных в следующей пропорции:

Fe – основная доля объема;
C — 0,60–0,70%;
Cr – около 12–14%;
Mn – 0,25–0,80%;
P – менее 0,30%;
S – до 0,025%;
Si – 0,2–0,5%.

Чем выше температура закалки, тем большее количество углерода и хрома будет содержаться в составе.

Дополнительно сплав может включать легирующие компоненты в виде молибдена, вольфрама, ванадия, марганца.

Такие добавки могут влиять на структуру стали, ее прочность, другие характеристики.

Плюсы и минусы

Сталь 65Х13 имеет довольно широкое применение. Среди очевидных достоинств, благодаря которым материал высоко ценят, можно выделить практически максимальную для металлов этой группы твердость. Она влияет на эффективность реза, устойчивость материала к механическим, ударным воздействиям. Лезвие клинка из такой стали не деформируется при падении на твердую поверхность, сохраняет целостность в результате контакта с деревом или камнем.

К прочим достоинствам марки 65Х13 можно отнести ниже перечисленные.

Стойкость к разным видам напряжения. Лезвия и ножи даже при значительном отклонении от центральной оси во время изгиба не ломаются.
Влагостойкость. Закаленный, легированный хромом металл способен выдерживать даже длительное воздействие пара, воды. Это важно для профессионального поварского инструмента.
Жаростойкость. Материал при контакте с огнем не меняет своих свойств. Для изменения его характеристик необходима очень высокая температура, с которой в быту сталкиваться не приходится.
Коррозионная стойкость. При контакте с биологическими жидкостями в процессе разделки мяса, хранении на открытом воздухе материал не повреждается. Но коррозионная стойкость все же небезгранична. В некоторых случаях металл все же может разрушиться.
Легкость механической обработки. Стальное полотно с режущей кромкой легко заточить самостоятельно в домашних условиях.

Сталь 65Х13 особенно широко применяется в массовом производстве ножей.

Изделия из нее представлены в средней (и доступной) ценовой категории.

К недостаткам сплава можно отнести недостаточно высокую деформационную стойкость. При значительном уровне нагрузок клинок способен изменить свою геометрию. Кроме того, при стачивании заводской заточки лезвие будет терять остроту довольно быстро.

Характеристики и свойства

Расшифровка названия стали 65Х13 довольно проста. Литера Х означает присутствие хрома, цифра после нее — процентное содержание этого элемента. Также из обозначения можно понять, что углерод в составе присутствует в объеме 0,65%. Твердость материала по Роквеллу составляет 56-59 HRC, для металла это довольно высокое значение.

Актуальный для маркировки стали 65Х13 основной ГОСТ 5632-72. Дополнительно производителями могут применяться ТУ для производства материала в конкретных целях. На качество влияют деформационные воздействия. Для этой марки они выполняются в холодном и горячем видах.

К свойствам стали 65Х13 принято относить следующие показатели:

отличные режущиеся свойства;
высокое качество заточки;
закаленность, позволяющая сформировать монолитный сплав;
длительный срок службы;
отсутствие хрупкости металла;
податливость в ходе обработки.

На комплекс свойств влияет состав материала.

Наличие легирующих добавок индивидуально, некоторые из них, такие как вольфрам или молибден, используют только в дорогих моделях профессиональных и медицинских ножей.

Также материал способен переносить многократную обработку в автоклавах, обеззараживание, что делает его оптимальным выбором для создания инструментов медицинского назначения.

Сферы применения

Сталь этой марки считается оптимальным выбором для изготовления ножей, клинков, медицинских режущих инструментов. Среди создаваемых с ее помощью изделий можно выделить ниже перечисленные группы товаров.

Разделочные. Сюда входят профессиональные поварские и любительские ножи, при помощи которых раскраиваются туши и куски мяса, рыбы, другие плотные и волокнистые продукты.
Кухонные. Ножи бытового назначения, долго служат, выпускаются в широком размерном диапазоне.
Туристические. Они отличаются повышенной толщиной клинка, подходят для расщепления твердых и плотных материалов, в том числе древесины. Характеризуются сбалансированным соотношением веса рукоятки и режущей части.
Охотничьи. Массивные, с клинком особой формы, они хорошо подходят для использования в условиях, отдаленных от цивилизации. Ножи используются как разделочные, могут выступать и в другом качестве. У них широкое лезвие и значительная площадь режущей кромки.
Перочинные. Складные ножи с узким лезвием, убирающимся на хранение внутрь рукоятки. Чаще всего используются в туристических и бытовых целях.
Бритвенные лезвия. Сталь 65Х13 даже в виде очень тонких полотен обеспечивает высокую остроту режущей кромки. Она выдерживает контакт с влажной средой, не слишком быстро тупится.
Медицинские инструменты. Из этой стали создают ланцеты и скальпели, пильные диски для проведения хирургических операций.

Изучая состав материала лезвия при покупке, стоит обратить внимание на марку стали. Маркировка 65Х13 гарантирует изделиям длительный срок службы, легкость затачивания. Также из этой углеродистой высоколегированной стали изготавливают металлопрокат в листах, лентах, полосах.

Аналоги

Сталей, используемых при изготовлении ножей, существует довольно много. Аналогами марки 65Х13 считаются в разных странах мира следующие варианты.

Швейцарская AEB-L. Коррозионная сталь, создаваемая компанией UDDELHOLM AG. Ее основным назначением является изготовление ножей, бритвенных лезвий, хирургического инструмента. Отличительной чертой марки является минимальное содержание примесей в виде серы и фосфора, металл получается более чистым, а режущая кромка изделий из нее обеспечивает повышенную стойкость к потере остроты.

Американская 440A. Согласно стандартам, принятым в США, эта разновидность хромированной стали также иногда маркируется как 440, без литерации. Прочность материала зависит от качества закалки. К отличиям этой марки можно отнести содержание углерода в объеме 0,65–0,75%, хрома – 16–18%, что немного повышает качество изделий из нее в сравнении с отечественным аналогом. В качестве легирующих компонентов используются магний, молибден, кремний, есть фосфор и сера в допустимых пределах.

Немецкая X55CrMo14. Сталь со средним содержанием углерода (0,42–0,52%) и высоким объемом хрома в составе — до 15%. Материал получается менее прочным, используется в изготовлении изделий сувенирного или коллекционного назначения.

Японская AUS6. Содержание углерода в ней составляет 0,55–065%, хрома – от 13 до 14,5%. Производятся стали этой марки предприятием Aichi Steel Works, закаливание происходит до 54–57 HRS, что также несильно отличается от российского аналога. Этот вариант широко применяется при изготовлении складных и кухонных ножей.

По своим характеристикам эти материалы очень схожи. Все они считаются специализированными ножевыми, применяются при создании клинков и лезвий различного назначения.

Сравнение с другими марками

Наиболее часто стать 65Х13 сравнивают с двумя ее аналогами. 95Х18 — высоколегированная разновидность, лучше сопротивляющаяся воздействиям внешних факторов. Она более твердая, обеспечивает коррозионную стойкость режущей кромке, медленно тупится. Из нее делают клинки, способные длительное время сохранять остроту. Основным недостатком этой стали можно назвать отсутствие возможностей для самостоятельной заточки.

Еще один вид стали для ножей — 40Х13. По содержанию углерода она несколько уступает марке 65Х13.

Это мартенситная сталь, не содержащая никеля. Материал с трудом поддается закалке, но хорошо деформируется путем горячей ковки.

Применение по большей части ограничено ножами для рабочих частей механизмов и оборудования.

На фоне этих возможных вариантов замены сталь 65Х13 выглядит разумным компромиссом для выбора. Ножи из нее обходятся недорого, при этом поддаются самостоятельной заточке. По показателям твердости и прочности она практически не уступает 95Х18, но более функциональна в быту и других направлениях повседневного применения.

Читайте также: