Сталь у8 аналоги российские

Обновлено: 09.05.2024

Японский сплав появился около 100 лет назад, но высокие эксплуатационные качества делают его популярным и сейчас. Ножевая сталь AUS-8 является одним из материалов, который имеет специфическую область применения. Его разработка осуществлялась в соответствии с требованиями к клинкам и ножам.

Преимуществами металла, изготовленного Aichi Steel Works, являются прочность, практичность и длительный срок службы. Изделия из данного материала имеют большое количество положительных отзывов. По сравнению с аналогами прототип характеризуется лучшим качеством реза, продолжительностью удержания заточки и твердостью.

Химический состав

Сталь АУС 8 является высоколегированной и очень твердой. Состав материала установлен японскими нормативными документами, в него входят:

С – 0,7-0,75%;
Si – 1-1,1%;
Mg – 0,5-0,6%;
Mo – 0,1%;
V – 0,1%;
Cr – 13-14,5%;
S – 0,02%;
P – 0,02%.

Углерод используется для придания материалу прочности и твердости, но при увеличении содержания его в сплаве повышается хрупкость. В данном материале оптимально подобрано соотношение железа и углерода, что обеспечивает высокие эксплуатационные свойства. Однако обработка его осуществляется достаточно сложно из-за невысокой пластичности.

Кремний используется в качестве раскислителя, он выводит из ножевой стали AUS-8 свободный кислород. Это снижает химическую ликвацию, улучшает механические характеристики, но не снижает ее пластичность.

Марганец используется в качестве фильтра для очистки материала от примесей серы и фосфора. Это положительно сказывается на качестве поверхности и устойчивости к механическим воздействиям.

Молибден и ванадий плавятся при высокой температуре, поэтому повышают жаропрочность стали. Однако небольшое содержание данных элементов в составе не может значительно улучшить данный показатель.

Хром – легирующий компонент, он положительно сказывается на жаростойкости, антикоррозионных свойствах, упрощает термообработку. При воздействии абразивных материалов за счет хрома повышается износостойкость изделий.

Сера и фосфор – это нежелательные включения, которые негативно сказываются на качестве стали AUS-8, поэтому их присутствие в сплаве нормируется. Они попадают из шихты и лигатур. При термообработке большое количество серы может привести к образованию трещин.

Свойства материала

Плавление материала происходит при достаточно высокой температуре, что обусловлено особенностями состава. В результате получают упругий металл с высокой прочностью и твердостью. Это позволяет снизить риск его повреждения в результате приложения динамической нагрузки.

Сталь АУС 8 плохо передает ток, т.к. имеет значительное сопротивление. Твердость материала варьируется в пределах 60-65 HRC в зависимости от способа обработки. Способность накапливать тепло может привести к небольшому температурному расширению.

АУС8 выдерживает большие нагрузки – разрушение начинается при 770 МПа. Однако пластичность ее остается небольшой.

Применение

Ножевая сталь AUS-8 используется при производстве режущего инструмента. Специалисты по холодному оружию отмечают высокие эксплуатационные характеристики клинков, изготовленных из данного материала. Также из него изготавливают хирургические инструменты и ножи. К преимуществам последних относятся:

высокая твердость после термообработки;
простота температурной обработки;
ударная вязкость, поэтому из нее изготавливают мачете, топоры и т.д.;
стойкость к выкрашиванию;
острота на протяжении трех месяцев после заточки;
простота шлифовки и полировки, возможность их осуществления в бытовых условиях.

К недостаткам можно отнести только появление точечной коррозии при нахождении изделия на протяжении недели в воде.

Технические характеристики

К основным характеристикам стали AUS-8 относятся:

коэффициент удельной теплоемкости	485 Дж/кгС;
относительное удлинение при растяжении/сжатии	15/30%;
работоспособность при знакопеременной нагрузке 700 МПа	6 млн. циклов;
предел прочности	770 МПа;
расширение при 100 С	11,8 мкм;
временное сопротивление	600 МПа;
твердость AUS-8 по Роквеллу	60;
электрическое сопротивление	250 МОмм;
ударная вязкость	12-18 кДж/м 2 ;
модуль Юнга	20 МПа;
температура плавления	1550-1660 С;
теплопроводность при 20 С	24 Вт/мС;
плотность	7750 кг/м 3 .

Стоимость 1 кг стали составляет от 550 руб в зависимости от объемов и условий заказа.

Термообработка

В описании стали АУС 8 содержится информация относительно несвариваемости. Это качество обусловлено большим содержанием углерода. При динамическом воздействии сварной шов разрушается, т.к. прочность его значительно меньше показателя основного металла. Сталь флокеночувствительна и может стать хрупкой после отпуска.

Обработка осуществляется под действием давления при температуре 950-1100 С. В результате получают листы и полосы металла. При термообработке повышаются механические характеристики материала. Закалка производится при 1050 С с резким охлаждением в масле, в результате твердость может увеличиться до 65 единиц по Роквеллу. Однако после проведения данной процедуры внутри происходит перераспределение напряжений, которые снимаются при отпуске. Он негативно сказывается на твердости, но положительно – на устойчивости к динамическим воздействиям. Отпуск осуществляется при 150 С и естественном охлаждении.

Коррозионная устойчивость

Хром в составе стали AUS-8 способствует повышению устойчивости к действию кислой среды (4,3-4,8 рН). При длительном воздействии воды на поверхности металла не появляются следы, также устойчив он к щелочным растворам до 3%. При взаимодействии с органическими соединениями и агрессивными чистящими средствами не происходит химических реакций.

Повышение температуры до 600 С приводит к проникновению кислорода в сплав, до 500 С – водорода.

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).

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.

Расшифровка

Расшифровка стали У8А содержит информацию:

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

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.

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.

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/м 3 .

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

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

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.

Закалка

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

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.

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.

Плюсы

Минусы

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.

Аналоги

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».

Характеристики стали AUS 8

Для различных нужд изготавливают разные сплавы. Японская AUS-8 — сталь легированная, продукт Aichi Steel Works. Эта компания работает более века на рынке и занимает лидирующее место. Сталь создавалась для изготовления ножей. За многие годы выработаны высокие технологии закалки сплава. Готовые изделия обладают хорошими режущими свойствами, имеют разумную цену.

Состав стали марки АУС-8

Характеристики металла зависят от его химического состава. АУС-8 — высоколегированный сплав, состоящий из компонентов:

Химическая формула	Наименование	Содержание в %
C	Углерод	0,70- 0,75
Cr	Хром	13-14,5
Si	Кремний	1,0
Mn	Марганец	0,5
Ni	Никель	0,49
Mo	Молибден	0,1-0,3
V	Ванадий	0,1-0,26

Углерод придает сплаву прочность. Нож держит заточку 2-3 месяца, на нем не появляются щербины. При превышении содержания углерода пластичность материала снижается, сталь становится хрупкой, обрабатывать ее труднее.

Хром улучшает стойкость сплава к коррозии и перепадам температур, которые возникают в процессе закаливания. Хромированные вещи устойчивы к агрессивному воздействию химических соединений. Они становятся устойчивыми к возникновению коррозии и к воздействию абразивных веществ.

Кремний делает сталь прочнее, увеличивает ее упругость, снижает окислительные процессы, выводя кислород из металла.

Марганец усиливает твердость сплава, является раскислителем. Удаляет из материала кислород, фосфор и серу, улучшает поверхности изделий, защищает их от механических воздействий. Сера с фосфор — вредные для стали примеси. При превышении норм содержания они приносят вред металлу в виде появления трещин в процессе закаливания.

Никель добавляется для придания сплаву большей устойчивости к износу и коррозии.

Молибден — тугоплавкое вещество. В составе стали он отвечает за вязкость и жесткость, делает материал более пластичным и хорошо переносящим перегревы при закаливании.

Ванадий повышает плотность стали и является раскислителем. Сплав становится устойчивым к воздействию химических веществ. Лезвие после заточки приобретает остроту и сохраняет ее длительное время.

Более ста лет работы со сталью позволили выработать процессы закалки и отпуска, а также проката металла. Прокат производится при температуре около 1000˚С, при 1040-1060˚ происходит закаливание, для отпуска выбирают температуру 150˚С. В результате изделие приобретает твердость, не деформируется при ударах, легко затачивается.

Аналоги

У японского сплава AUS-8 существуют аналоги в других странах:

российские экземпляры — 75Х16МФ, 95Х18;
французский — Steel Z100CD17;
сплав из Швеции — AEB-L;
США — Steel 440B;
польская сталь Н18;
германская — 1.4125;
китайская — 8Cr14MoV.

Сплавы, созданные в России, повторяют свойства AUS-8 с небольшими различиями.

Физические характеристики

Физические свойства демонстрируют высокое качество стали:

состав плавится при температуре 1550-1660˚С;
1 м³ вещества весит 7750 кг;
выдерживает ударные нагрузки до 20 МПа;
вязкость ударная — 12-18 кДж/м²;
теплоемкость — 485 Дж/кг*град;
теплопроводность — 24 Вт/м*град;
расширение линейное — 11,8 мкм при температуре 100˚С;
электрическое сопротивление — 250 мОм*м.

Теплоемкость стали: при повышении температуры на 100˚С линейный размер увеличивается на 11 мкм. Высокое электросопротивление не способствует применению сплава для передачи электротока.

Коррозионная устойчивость

Наличие в составе стали хрома делает сплав устойчивым к кислой среде (pH=4.3-4.8), к растворам щелочей (3%), к воздействию воды и растворителей органического происхождения. Металлические изделия из нержавеющей стали АУС-8 устойчивы к воздействию моющих средств, употребляемых при санитарной обработке.

Механические свойства

К механическим свойствам сплава относятся:

высокая твердость материала;
повышенная прочность;
устойчивость к механическим усилиям;
хорошая пластичность.

Твердость стали достигает показаний 60 HRC, если измерения выполнены приборами со шкалой Роквелла. Прочность сплава такова, что разрушение изделий начинается при нагрузках в 770 МПа и выше. До 600 МПа даже деформационных процессов не обнаруживается. Усилие, равное 700 МПа, изделия способны переносить до 6 000 000 раз.

Достоинства и недостатки стали AUS-8

Сталь AUS-8 обладает многими достоинствами и некоторыми недостатками. Ее плюсы:

высокий уровень прочности;
легкость полировки;
режущие свойства;
коррозийная устойчивость;
ударная вязкость;
простая заточка;
относительно низкая стоимость качественных изделий;
отсутствие необходимости ухода;
лезвие не крошится.

Полировка и шлифовка при высокой прочности изделий не представляет сложностей. Ее можно производить без специальных навыков. Нож AUS-8 хорошо режет продукты и не ржавеет. Лезвие затачивается простейшими инструментами и не требует особого ухода. Держится заточка 3 и более месяца без признаков выкрашивания.

К минусам стоит отнести:

появление коррозии в виде мелких точек;
твердость изделий зависит от производителя;
детали нельзя сваривать;
цвет изделий — черный.

Точки коррозии возникают лишь после длительного влияния влаги. Твердость клинок приобретает в процессе закаливания. У каждого производителя термообработка происходит в разных режимах. Это является причиной разной твердости изделий, которая колеблется в пределах 55-60 HRC.

Ножи рекомендуется использовать альпинистам, охотникам, рыболовам, путешественникам, оружейникам, шеф-поварам и простым домохозяйкам. Инструмент заменяет топорик или секач.

Технология производства

Излишки углерода в стали снижают способности к сварке. Швы не выдерживают ударных нагрузок и разрушаются. Ударная вязкость снижается при возникновении внутренних дефектов в виде флокенов. Они способны появиться при температурах около 500˚C. Такие условия возникают во время термической обработки. Высокие температуры применяются при изготовлении проката, когда металл нагревается до 1100 ˚C.

Область применения

Сталь AUS-8 используется для изготовления продукции разными производителями. При некоторых различиях производства изделия сохраняют главные характеристики. Из сплава выпускаются бытовые предметы в виде ложек, вилок и ножей. Делают клинки, предназначенные для профессионалов, коллекционные кортики и кинжалы.

В продаже встречаются перочинные ножи и другие сувениры. Детали из японского сплава можно увидеть среди деталей оконных рам и узлов автомобилей, бритвенных приборов и скальпелей для хирургов.

В хирургии

В хирургии используются специальные ножи и скальпели при резекции, ампутации, при операциях на глазах. Инструменты производятся как одноразового использования, так и многоразовые. Последние должны обладать высокой твердостью, стойкостью к воздействию хлорсодержащих продуктов, устойчивостью к проведению стерилизации и дезинфекции. Этими свойствами обладает сталь АУС-8.

В быту

Бытовые предметы отличаются безопасностью и надежностью. Вилки, ножи и посуда не выделяют никаких вредных веществ. Ножи легко точатся, хорошо держатся в руке. Отзывы владельцев свидетельствуют о долговечности изделий.

Нержавеющая японская сталь встречается в декоративных мебельных деталях. Из нее выполнены внутренние элементы бытовой техники: мясорубок и стиральных машин. Детали лифтовых кабин, конструкции рекламных щитов на улицах, решетки, трубы и элементы детали салона автомобиля тоже созданы из нержавеющей стали.

Коллекционное оружие

Эта категория изделий является символом достатка и мужества. Искусные умельцы делают на стали красивые чеканки. Кинжалы, кортики, шашки и самурайские ножи украшают квартиры. Коллекционное оружие имеет изысканный дизайн, обладает хорошими режущими свойствами и удобными ручками.

В арсенал входят:

армейские, походные и финские боевые ножи;
национальные и специализированные изделия;
наборы предметов;
карманные, метательные, перочинные и сувенирные предметы.

Рукоять и сам клинок часто украшается рисунком с позолотой, гравировкой с именем владельца. Такие предметы хранятся на почетном месте в доме.

Ножи из нержавеющей стали делают и по индивидуальным заказам. Для изготовления нужно дать мастерам описание и эскиз предмета. Остальное зависит от мастерства изготовителя. Из недорогой заготовки он создаст ценную вещь. Уход за ножом заключается в проверке его лезвия на остроту и приведении режущей кромки в порядок с помощью точилки или мусата.

Читайте также: