Сталь у7 химический состав

Обновлено: 14.05.2024

Расшифровка марки стали У8: буква У говорит о том, что перед нами инструментальная качественная нелегированная сталь, в которой присутствует углерод в среднем количестве 0,8%.

Инструмент из стали У8 и его термообработка: молотки слесарные изготовляют из сталей У7 и У8. Закалке подвергаются боёк и хвост. Нагрев лучше всего вести в соляной или свинцовой ванне. При нагреве молотка в камерной печи сначала закаливают боёк, а потом хвост, после чего попеременно охлаждают до полного потемнения средней части. Для окончательного охлаждения молоток переносят в масло. Отпускают при 260-340° в течение 30-40 мин. Твёрдость R_c = 49 -56. Проверяют твёрдость на приборе РВ.

Для изготовления пневматического инструмента применяют сталь У8 или У7. Закалке подвергают рабочую хвостовую часть. Следует избегать нагрева пневматического инструмента полностью, поэтому лучше всего производить нагрев в соляных или свинцовых ваннах. Рабочую часть закаливают в воде с переносом в масло, а хвостовую часть в масле. После этого инструмент отпускают в зависимости от требуемой твёрдости рабочей части, а именно: зубила, крейцмейсели, пробойники, чеканы и насечки отпускают при 240-270° с выдержкой 30 - 40 мин. Требуемая твёрдость R_c = 56-59.

Обжимки, поддержки, бойки и выколотки отпускают при 270-300° в течение 30-40 мин. Требуемая твёрдость R_c = 53-56. Определяют твёрдость тарированным напильником. Нередки случаи, когда пневматический инструмент в месте перехода с меньшего диаметра на больший во время работы ломается, причём структура излома на глубину 5-8 мм по окружности весьма мелкозернистая, а глубже крупнозернистая. Основной причиной поломок является недостаточная чистота поверхности в местах переходов (риски, царапины и пр.).

Долота станочные изготовляют из сталей У8, У9, 65Х. Место перехода от тонкой части долота к толстой, а также стенки отверстия в полом долоте должны быть закалены на небольшую твёрдость. При несоблюдении этого возможно отгибание долота или поломка его во время работы. Получение небольшой твёрдости переходной части достигается прерывистой закалкой в воде для сплошных долот из углеродистой стали или же полной закалкой с последующим отпуском в соляной ванне до серого цвета побежалости для всех других долот. Хвостовую часть не закаливают. Долота сплошные отпускают при температуре 260-280°, а полые при 320-360°; выдерживают 20-30 мин. Требуемая твёрдость для оплошных долот R_c = 56-58, а для полых R_c = 50-52.

Стамески и долота плотничьи и столярные изготовляют из этих же сталей. Нагрев под закалку производят в печах-ваннах на длину 60-80 мм. При нагреве в камерных печах инструмент замачивают на длину 60-80 мм. Хвостовую часть не закаливают. Отпускают при температуре 250-300° в течение 20-40 мин. Требуемая твёрдость R_c = 53-58.

Клейма изготовляют из вышеупомянутых сталей, закаливают с последующим отпуском при температуре 220-250°. Хвостовик отпускают путём нагрева в свинцовой ванне до серого цвета побежалости. Требуемая твёрдость рабочей части R_c =54-58.

Краткие обозначения:
σ_в	- временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа	ε	- относительная осадка при появлении первой трещины, %
σ_0,05	- предел упругости, МПа	J_к	- предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
σ_0,2	- предел текучести условный, МПа	σ_изг	- предел прочности при изгибе, МПа
δ₅,δ₄,δ₁₀	- относительное удлинение после разрыва, %	σ_-1	- предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа
σ_сж0,05 и σ_сж	- предел текучести при сжатии, МПа	J_-1	- предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа
ν	- относительный сдвиг, %	n	- количество циклов нагружения
s _в	- предел кратковременной прочности, МПа	R и ρ	- удельное электросопротивление, Ом·м
ψ	- относительное сужение, %	E	- модуль упругости нормальный, ГПа
KCU и KCV	- ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см 2	T	- температура, при которой получены свойства, Град
s _T	- предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа	l и λ	- коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С)
HB	- твердость по Бринеллю	C	- удельная теплоемкость материала (диапазон 20 o - T ), [Дж/(кг·град)]
HV	- твердость по Виккерсу	p_n и r	- плотность кг/м 3
HRC_э	- твердость по Роквеллу, шкала С	а	- коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o - T ), 1/°С
HRB	- твердость по Роквеллу, шкала В	σ t _Т	- предел длительной прочности, МПа
HSD	- твердость по Шору	G	- модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Сталь У7 (У7А)

Сталь У7 (У7А) – нелегированная высокоуглеродистая сталь, используемая в основном для изготовления рабочих инструментов. Распространённый материал, имеющий множество зарубежных аналогов и обладающий хорошим соотношением цены и качества.

Характеристики

Наиболее характерные свойства материала проявляются в зависимости от процентного содержания углерода. Сплавы с относительно малой долей углерода (0,6-0,7%) имеют трооститную структуру, сплавы с высокой долей (от 1% и выше) – мартенситную.

Вторичные свойства (например, склонность к повышенной хрупкости при изменении температуры) проявляются при повышении концентрации некоторых дополнительных элементов в сплаве и одинаковы для всей линейки инструментальных сталей.

Плюсы

низкая стоимость;
хорошее сопротивление пластической деформации;
отсутствие хрупкости при охлаждении после отжига;
оптимальные вязкость и твёрдость для возможности быстрого изготовления множества инструментов.

Минусы

Сплав У7 обладает низкой износо- и теплостойкостью: при нагреве готового инструмента до температуры свыше 200 °C теряется твёрдость материала;
Из-за крупного зерна прочность бывает несколько ниже, чем у быстрорежущих видов.

Расшифровка

Название любой марки стали кратко описывает её состав, в том числе количество посторонних примесей. Так, для стали У7А:

буква «У» указывает на то, что перед нами углеродистая (высокопрочная и нелегированная) сталь;
цифра 7 – коэффициент процентного содержания углерода, в данном случае составляющего 0,7%;
буква «A» маркирует материал как высококачественный, с содержанием примесей (серы и фосфора) не более 0,025%.

Более редкие маркировки «АА» или «А-А» будут обозначать особо чистый сплав – до 0,015% примесей. Допустимое же количество примесей в материале без подобных маркировок (например, У7) – 0,035%.

Разновидности инструментальных нелегированных сталей с повышенным содержанием марганца могут дополнительно помечаться буквой Г – например, У8ГА.

Химический состав

Примерное процентное соотношение компонентов для стали У7:

C	Mn	P	S	Si	Cr	Ni	Cu	Fe
0,65-0,74	0,17-0,33	Физические свойства

Сталь У7/У7А не подвержена отпускной хрупкости, не склонна к поражению флокенами. Не используется для сварки. Обладает хорошей шлифуемостью.

Ковка слитков проводится при температуре 1150 °C с последующим понижением до 800 °C.

Некоторые физические свойства напрямую зависят от количества примесей в материале. Например:

избыток серы повышает хрупкость материала в горячем состоянии (красноломкость);
избыток фосфора – хрупкость при пониженных температурах (хладноломкость);
наличие марганца в сплаве положительно влияет на ковкость, но его избыток также приводит к хрупкости и растрескиванию.

Сфера применения

Сталь У7 применяется в изготовлении инструментов для работы по дереву, а также других инструментов, подвергающихся ударным нагрузкам, при использовании которых не происходит разогрева режущей кромки или экстремального давления: молотков, топоров, отвёрток, плоскогубцев, кусачек. Также может использоваться для изготовления измерительных или штамповых инструментов.

Аналоги

Близкими по назначению и составу будут сплавы У8, У9 и их разновидности.

Эквивалентные по составу материалы могут иметь собственную маркировку в соответствии со стандартами страны-производителя.

Регион	Стандарт	Эквивалент
ЕС	EN	CT70
Германия	DIN	C70W
Франция	AFNOR	Y170
Италия	UNI	C70KU
Австрия	ONORM	K970
Чехия	CSN	19132
Польша	PN	N7
Китай	GB	T7
Япония	JIS	SK7

Знание этих стандартов поможет сделать правильный выбор при покупке или производстве собственного инвентаря.

Сталь У10А-7ХНМ

Сталь У10А-7ХНМ и подобные ей относят к классу металлов с высокой твёрдостью. Их используют, как материал для изготовления разнообразных инструментов, к примеру, напильников. Ножи из такой стали имеют оригинальный внешний вид, прекрасно режут и очень долго держат заточку.

У10А – инструментальная, высокоуглеродистая, легированная сталь с высоким показателем твердости. Наверное, каждый замечал, что напильники, особенно, старые, практически не имеют сносу. Каждый второй напильник изготовлен как раз из У10А или же из её близких аналогов.

Но характеристики напильника не очень подходят для создания режущих инструментов, так как он имеет такое отрицательное свойство, как хрупкость. Да и помимо твёрдости нож должен обладать рядом других не менее важных качеств. Так что ножи из стали У10А не производятся.

7ХНМ представляет собой инструментальный легированный сплав, применяемый как раз для изготовления режущих приспособлений. Возникает простой вопрос: почему бы не делать ножи чисто из этой марки, учитывая, что она имеет минимальный набор качеств?

Ответ прост — сочетание сталей 7ХНМ и У10А позволяет получить сплав с особыми параметрами, из которого выйдут первоклассные ножи, имеющие все необходимые характеристики, даже больше.

У10А-7ХНМ получают методом многоразовой ковки двух различных марок при высокой температуре – 800-1200 градусов Цельсия. Во время этого процесса два пласта соединяются воедино, благодаря чему получается многослойный (от 150 слоёв) композитный металл с интересным узорчатым рисунком, чем-то напоминающий булат.

Нож, произведённый из У10А-7ХНМ, будет обладать следующими характеристики:

прекрасные режущие показатели, которые придаёт лезвию как раз твёрдые пласты У10А, в сочетании с микропилой, характерной для композитных булатных сталей;
гибкость и вязкость благодаря более мягким слоям из 7ХНМ в общем составе, клинки не боятся сильных ударов и выдерживают большое внешнее давление;
идеальный показатель твердости – 57-59 HRC, что даёт возможность режущей кромке длительное время удерживать остроту, а в случае необходимости заточку можно провести и в полевых условиях;
поверхность металла устойчива к выкрашиванию.

Два этих противоположных по своим свойствам материала прекрасно перекрывают недостатки друг друга и в несколько раз увеличивают достоинства.

Помимо достоинств, перечисленных в характеристиках, можно выделить следующие:

Применение в создании эксклюзивного оружия: состав позволяет экспериментировать с формой и создавать интересные, дизайнерские изделия, соответствующие высоким техническим стандартам.
Небольшая стоимость: конечные изделия из-за широко распространения материала имеют доступную для широких масс цену, в современном мире – несомненный плюс.
Маллотоксичность и экологичность стали.
Длительный срок службы при правильном и постоянном уходе.
Простота и неприхотливость в уходе: после использования необходимо просто удалить влагу с поверхности металла.
Привлекательный внешний вид: комбинация двух разных сталей позволяет получить интересный узор, как в булатах, изготовленных по старым технологиям.

Недостатков У10А-7ХНМ не так уж им много, так как сочетание двух марок с разными положительными сторонами позволяет достичь высоких результатов, которые не доступны одной стали.

Основной минус этого металла – его неполная устойчивость к коррозиям. Процесс образования ржавчины происходит медленно: сначала образуются небольшие рыжие точки, которые затем перерастают в пятна и постепенно углубляются. Но предотвратить это несложно – достаточно после каждого длительного использования или перед хранением протирать поверхность металла сухой тряпкой.

Так как сталь У10А 7ХНМ состоит из двух разных сталей, имеющих в соединении различные элементы, то и их химический состав и его конечное влияние на свойства металла необходимо рассматривать отдельно.

Сталь	С	Si	Mn	Cr	V	S	Ni	Cu	Р
У10А	0.96-1.03	0.17-0.33	0.17-0.28	0.20	—			.20
7ХНМ	0.66-0.73	0.17-0.37	0.50-0.80	1.30-1.70	0.10-0.30

Химический состав этого уникального сплава представлен такими элементами:

Каждый элемент влечёт за собой положительное или же отрицательное качество и отвечает за определённую характеристику.

углерод улучшает удержание режущей кромки, увеличивает вязкость, твердость износостойкость, но негативно сказывается на пластичности и в большом содержании ухудшает сопротивление ржавлению;
кремний повышает прочность и, как марганец, используется в роли дегазатора;
марганец увеличивает закаливаемость и вязкость, применяется во время плавки как элемент для удаления из металла кислорода, также он значительно увеличивает показатели твёрдости и одновременно хрупкости;
хром положительно сказывается на твёрдости и твердости, значительно увеличивает коррозионную стойкость;
ванадий улучшает прочность, устойчивость к износу и коррозиям, вязкость и плотность;
сера – это, по сути, вредная примесь, негативно влияющая на стойкость к ржавчине, однородность поверхности, пластичность и т.д. Марганец несколько снижает её вредное воздействие на состав;
никель добавляет коррозионную устойчивость, ударную вязкость, но уменьшает твердость;
фосфор – это также вредная примесь, которая за счет растворения в фосфорите несколько повышает твердость, но ухудшает пластичность и увеличивает хрупкость.

Если сильно не вникать в определение, то У10А-7ХНМ можно считать дамасской сталью, по крайней мере, она имеет с ними довольно большое сходство. А значит и этот обширный подвид металлов можно считать её аналогами.

По своим свойствам большое сходство с У10А-7ХНМ имеет ZD-0803. Она также сочетает в себе высокие режущие показатели, устойчивость к большим нагрузкам, но требует за собой несложного, но ухода. Её закалка также находится в пределах 59-60 HRC.

Ещё один аналог, характеристик которого также чем-то напоминаю У10А-7ХНМ, это 40Х13-Х12Ф1.
Это высоколегированная марка стали повышенной твердости. Используется для режущего, мерительного инструмента, предметов домашнего обихода, предметов, предполагающих эксплуатацию на износ, например, пружин, подшипников и др.). Это популярная сталь, обладающая хорошей антикоррозионной устойчивостью.

Сталь У8: плюсы и минусы для ножей и ее характеристики

Для изготовления ножей применяют металл высокого качества, который отличает повышенная прочность и стойкость. Именно такими характеристиками обладает углеродистая сталь У8. Из неё изготавливают клинки, мачете, декоративные мечи, кухонные ножи. Изделия из этого сплава имеют эффектный внешний вид, универсальны в применении, просты в заточке.

Характеристики для ножей

Сплав У8 относится к группе инструментальных углеродистых сталей. Содержание углерода в нём достигает 0,83%. Этот элемент наделяет сталь повышенной прочностью, способностью переносить значительные вибрационные и механические нагрузки. Из неё изготавливают бытовые и хозяйственные ножи, ножи для рыбаков и охотников, топоры, мачете, декоративное оружие.

Ножи из стали У8 имеют и ряд минусов:

низкая стойкость к коррозии. При постоянном контакте с водой поверхность клинка постепенно темнеет;
необходимость регулярного ухода. После каждого использования нож следует насухо вытирать и смазывать маслом.

Нож из стали У8 – это прочный, острый и надёжный клинок. Главный его недостаток – подверженность коррозии, легко устраняется регулярным уходом, что, как правило, не вызывает трудностей у владельцев.

Для каких ножей лучше использовать

Сталь У8 благодаря своим преимуществам универсальна в применении. Поэтому из неё делают различные режущие инструменты: от столовых приборов до топоров, пил и зубил. В случае с ножами оптимально использование для изготовления двух видов.

Хозяйственные

В эту группу попадают различные режущие инструменты, которые можно использовать при ремонте, в лесу, гараже, мастерской. Они неприхотливы, прочны, долго сохраняют заточку. Поэтому востребованы среди путешественников, любителей охоты, рыбалки, активного отдыха.

Их клинки хорошо сбалансированы, удобно лежат в руке. При этом они справляются с разными задачами: способны перерезать канат, толстую верёвку, ветку, заточить колья, отрезать проволоку, могут выступать клином для щелей. При работе не приходится волноваться о том, чтобы не повредить клинок: прочность металла настолько высока, что на поверхности стали даже не образуются царапины.

Бытовые

Такие изделия есть на кухне каждой хозяйки. В зависимости от размера, формы и толщины клинка они могут быть предназначены для нарезки мяса и рыбы, овощей и стейка, сыра. Также выделяют филейные, обвалочные, устричные. Все эти изделия могут изготавливаться из стали У8.

В таком случае они будут обладать привлекательным внешним видом, прочностью и износостойкостью. Помимо профессиональных поварских ножей в группу бытовых также попадают столовые. Для их изготовления применяют сталь пониженной твёрдости (HRC 45-50). Большим спросом пользуются карманные и складные ножи. Их отличает функциональность, удобство и долгий срок службы.

Сталь У8 подходит для изготовления как бытовых, так и хозяйственных ножей различных типов. Простота обработки позволяет придать изделию любую форму и толщину, сохранив при этом прочность и твёрдость. Этим и объясняется ассортимент режущих инструментов, выполненных из такого сплава.

Химический состав и процесс обработки

Название У8 свидетельствует о том, что в составе сплава есть углерод в количестве 0,76-0,83%. Основная доля (97%) – это железо. Среди прочих добавок:

марганец (0,17-0,33%) – снижает пластичность, увеличивая твёрдость металла;
кремний (0,17-0,33%) – отвечает за упругость сплава, скорость его охлаждения, стойкость к воздействию влаги;
сера (0,28%) – повышает стойкость к истиранию клинка, качество его заточки;
никель (0,25%) – увеличивает стойкость к разрушению от коррозии;
хром (0,2%) – способствует росту показателей прочности, крепости, коррозионной стойкости;
фосфор (0,03%) – высокое содержание этого элемента делает металл хрупким;
медь (0,25%) – отвечает за стойкость к коррозии.

Для придания стали У8 заявленных характеристик, сплав подвергается особой термической обработке. Во время прерывистой закалки заготовки нагревают до температуры 780С, после в воде охлаждают до 400С.

Дальнейшее охлаждение производится в ёмкостях с маслом, что замедляет процесс, снижая структурные напряжения в металле. В итоге заготовки для изготовления ножей приобретают повышенные показатели прочности, твёрдости, стойкости к ударам и повреждениям.

Ближайшие российские аналоги стали У8 – сплавы У7 и У10, которые отличаются процентом содержания в составе углерода. Из зарубежных марок максимально приближены по свойствам 1070 и 1080. Их часто можно увидеть на маркировке мечей и декоративных клинков. Для производства ножей в странах Европы и США применяют сталь 1095.

Отзывы

Максим, 26 лет, Кемерово: «Получил в подарок на день рождения нож из стали У8. Выбирал друг, который отлично разбирается в охотничьих клинках. Я остался доволен подарком. Отлично лежит в руке, довольно увесистый и удобный. Режет отлично всё: верёвки, хлеб, жестяные банки. Наслышан, что быстро ржавеет, но пока не увидел никаких признаков. Я после каждого использования натираю лезвие, покрываю маслом. В общем, отличное приобретение для тех, кто любит активный отдых».

Ирина, 30 лет, Псков: «Купила нож мужу на юбилей. Достаточно долго изучала информацию в сети, и остановилась на стали У8. Мне понравился внешний вид клинка: очень эффектный и необычный. Хорошо, что нож не нужно часто точить, так как муж ездит на рыбалку на неделю-две, и там не до заточки инструментов. По опыту использования в течение одного сезона могу сказать, что клинок не поржавел, хотя боялась, что в условиях леса и реки, его не спасёт и регулярный уход. Но оказалось, что достаточно вытирать насухо и покрывать маслом. В остальном всё понравилось, так что рекомендую».

Читайте также: