Сталь у8 для топора

Обновлено: 02.05.2024

Существенное влияние на свойства стали оказывает предварительная термообработка, она обеспечивает оптимальную структуру. Данная сталь необыкновенно чувствительна к типу среды закаливания, поэтому охлаждение проводят в 2-х средах, вода-масло.

Свойства по стандарту ТУ 14-19-81-90

* Типичное значение свойства для низкоуглеродистой и низколегированной стали. Эта величина не предусмотрена стандартами, она носит ориентировочный характер и не может быть использована с целью проектирования

Технологические свойства марки У8

Удельный вес	7839 кг/м 3
Термообработка	Закалка при 780 °C, масло, Отпуск при 400 °C.
Твердость материала	HB 10 -1 = 187 МПа
Температура критических точек	Ac₁ = 720 , Ar₁ = 700 , Mn = 245
Температура ковки	Начала 1180 °С, конца 800 °С. Сечения до 100 мм охлаждаются на воздухе, 101-300 мм в яме
Обрабатываемость резанием	При HB 187-227, σ_в=620 МПа, К _{υ тв. спл}=1,2 и К_{υ б.ст}=1,1
Свариваемость материала	Не применяется для сварных конструкций.
Флокеночувствительность	Не чувствительна
Склонность к отпускной хрупкости	Не склонна

Теплостойкость

Температура, °С	Время, часы	Твердость, HRC_э
150 - 160	1	63
200 - 220	1	59

прокаливаемость

Расстояние от торца, мм									Примечание
2	4	6	8	10	12	14	16	18	Закалка при 790 °С
65,5-67	63-65	45,5-55	42-43,5	40,5-42,5	39,5-41,5	37-40,5	39-40	36-39,5	Твердость для полос прокаливаемости, HRC

Сплав У8 характеризуется большой твёрдостью поверхностного слоя, а стойкость к износу – низкая. Плохой показатель небольшой степени теплостойкости приводит к тому, что сталь не применяют для производства инструментов с сечением свыше 20-25 мм, а также деталей оборудования, которое эксплуатируется в условиях в непрерывном режиме, и температурах свыше 200 °С.

Также сталь У8 не предназначена для сварки. Зато отлично поддаётся кузнечной сварке.

Сталь данной марки не флокеночувствительна, и легко поддаётся любым видам обработки при нагреве.

Дополнительные характеристики У8

Сварка стали У8

Возможна кузнечная сварка – процесс неразъемного соединения нагретых кусков металла с применением внешнего давления.

Форма поставки стали У8

Поставляется в виде кованых полос, горячекатаного круга, квадратов и кругов кованых, листов.

Область применения

Используется в основном для производства инструментов, эксплуатация которых не требует разогревания режущего края: фрезы, топоры и стамески, зенковки, пилы и долота, кернеры, отвёртки, кусачки, плоскогубцы и пр.

Применение стали У8 с учётом характеристик и свойств

Данную сталь применяют, как незаменимое сырьё для изготовления инструментов, эксплуатация которых не требует нагрева. Это пневматические, деревообрабатывающие, слесарно-монтажные инструменты - кернеры, кусачки и отвертки, ролики, плоскогубцы, фрезы, детали часовых механизмов и пружины, пр. Все эти изделия требуют специальной термообработки, чаще всего по индивидуальной технологии.

Аналоги стали У8

США	Россия	Германия	Япония	Франция	Англия	Евросоюз	Италия	Китай	Польша	Чехия	Австрия
ASTM/AISI	ГОСТ	DIN,WNr	JIS	AFNOR	BS	EN	UNI	GB	PN	CSN	ONORM
W1-7	У7	1.1625	SK5	C90E2U	BW1A	CT80	C80KU	T8	N8	19152	K980
-	У10	C80W1	SK6	Y1-70	BW1B	-	-	-	-	-	-
-	-	C80W2	SKC3	Y1-80	-	-	-	-	-	-	-
-	-	-	-	Y180	-	-	-	-	-	-	-
-	-	-	-	Y90	-	-	-	-	-	-	-

Инструменты из стали У8 и виды их термообработки

Данная сталь очень чувствительна к виду проведения обработки, поэтому единые рекомендации отсутствуют. Молотки слесарные из стали У8 подвергают закалке в области бойка и хвоста. Нагревание осуществляют в ванне - соляной или свинцовой. Отпуск при 260-340 °С 30-40 мин.

При производстве пневматических инструментов закалке подвергается рабочую часть – хвост, а нагревание всего инструмента противопоказано. Отпуск выполняют в зависимости от необходимой твёрдости рабочего сектора (индивидуально для разных инструментов).

Для зубил, крейцмейселей, пробойников отпуск ведут в режиме 240 °С -270 °С при выдержке до 40 мин. А для бойков, выколотков – 270 °С -300 °С. При закалке долота для станков из У8, У9, 65Х участки перехода от тонкой области к толстой, и стенки отверстия выполняют на малую степень твёрдости. Этого достигают, ведя прерывистую закалку в водной среде. Хвостовой участок закалке не подвергают. Стамески и долота плотничьи и столярные нагревают под закалку в печах-ваннах на длину 60-80 мм. Хвостовой участок закалке не подлежит.

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».

Закалка топора в домашних условиях

Топор относится к ударно-рубящим инструментам. Материал должен быть твёрдым, но не хрупким, чтобы не расколоться при ударах. В древних кузницах обрабатывали кусок железа так, чтоб он соответствовал этим требованиям. Технология принципиально не меняется и в наше время.

Из какой стали производят топоры

Специалисты по кузнечному делу считают лучшей сталью для топора «ушку» — стали с маркировкой У7, У8, У8А. У – углеродистая сталь, цифры 7 и 8 – содержание углерода в долях процента, А – высококачественная сталь.

Их применение удорожает изделие. На российском рынке есть инструменты из стали 60Г, которые пользуются спросом.

Как самостоятельно закалить топор

Слитки железа имеют неоднородную кристаллическую решётку. В процессе нагрева и ковки кристаллы разрушаются и изменяют структуру.
Чтобы сталь стала твёрдой, молекулы углерода должны распределиться в кристаллической решётке особым образом, создавая напряжённую (мартенситную) структуру.
Максимальные показатели твёрдости — у закалённой стали с содержанием углерода 0,7. Термообработка ведётся в несколько этапов.

Процесс отжига

Для топора после ковки проводится рекристаллизационный отжиг. Его цель – выровнять деформированные кристаллы.

Процесс отжига выглядит просто:

Топор в печи или кузнечном горне нагревают до красного цвета.
Это соответствует температуре выше 750 — 800 градусов.
Затем оставляют остыть вместе с печью или углями.

После отжига сталь легко обработать металлорежущим инструментом.

Этап закалки

Закаливание заключается в нагреве головы и быстром охлаждении в воде или масле (используют чистое дизельное). Температурные режимы для разных металлов есть в справочниках по металлургии. Сталь марки У7 и У8 нагревают до 800 градусов.

Для определения температуры используют магнит. Сталь теряет магнитные свойства при температуре 760 градусов.
После этого нагреваю ещё несколько минут. Цвет должен стать ярко-красным. Есть специальные таблицы цветов для определения температур нагрева.

Иногда для закалки используют только масло. Налёт окалины счищают железной щёткой.

Отпуск после закалки

Отпуск нужен для снятия избыточных напряжений в металле, чтобы он стал вязким. Процесс происходит при температуре 300 градусов в течении часа, затем лезвию дают остыть на воздухе.

Второй способ – закалка с самоотпуском:

Используют две ёмкости воды, нагретой до 30 и 50 градусов.
Режущую кромку охлаждают в первой ёмкости до тёмного цвета.
Вынимают из воды.
На воздухе кромке дают прогреться от раскалённой части.
Опускают в горячую воду.

Способы нагрева лезвия до температуры закалки

Во многих любительских мастерских есть муфельная печь, электрическая или газовая. Температуры в её камере достаточно для обжига керамики, плавки стекла и нагрева металла до нужных температур.

В камере

В печи есть регулятор температуры, поэтому термообработка не вызывает трудностей. Для отжига и закалки одного инструмента электрическую муфельную печь можно изготовить своими руками.

Как изготовить камеру своими руками

Для разогрева лезвия топора нужна камера небольших размеров. Потребуется:

Корпус – любая металлическая ёмкость с толщиной стенок от 2 мм.
Теплоизолятор – смесь шамотной глины и крошки из огнеупорного кирпича.
Нагревательная спираль – проволока из сплава фехраль.
Терморегулятор.
Стабилизатор напряжения в сети.

Перед включением печи надо проверить исправность проводки. Для достижения нужной температуры требуется около 4 кВат.

Из огнеупорной смеси делают камеру, в ней прокладывают канавки для нагревательной спирали. Дают высохнуть, укладывают спираль, покрывают слоем глины, выводят концы проволоки для подключения к сети.
Высушенную нагревательную камеру вставляют в корпус. Концы спирали подсоединяют к клеммам терморегулятора.

Перед самостоятельным изготовлением муфельной печи изучить подробные инструкции и посмотреть видео опытных мастеров.

На открытом огне

Чтобы достичь 800 градусов, нужны угли. Лучше соорудить подобие кузнечного горна из ведра или бочки. В походных условиях разводят большой костёр. К углям должен постоянно поступать кислород.

Подобие мехов для поддува делают из пластикового мешка. Используют насос для лодки и другие подручные средства. Угли должны разгореться как можно ярче. Лезвие топора готово к закалке, когда станет алого цвета.

Уход после закалки

Заключение

Изучив процесс термообработки, можно восстановить любой старый топор. Его отжигают для правки формы и затем закаляют для остроты и твёрдости.

Сталь У8 - плюсы и минусы применения для ножей

Для производства клинкового оружия применяют множество сталей, в том числе и У8, которая благодаря характеристикам имеет как плюсы так и ми нусы для изготовления ножей.

Расшифровка стали У8

В состав У8 входят следующие компоненты:

Это основные составные части, кроме, них в этом сплаве присутствуют никель, марганец и другие.

У8 относят к инструментальным углеродистым сталям. Свойства сплава, которые обеспечивают входящие в его состав вещества позволяют производить из него инструмент, который может работать в условиях, когда режущая кромка не перегревается.

Как правило, такой материал применяют для производства ручного резьбонарезного инструмента - комплектные метчики, плашки для ручной работы и пр. Кроме того, из этой стали с успехом производят инструмент для обработки древесины.

Среди отечественных аналогов стали У8 можно назвать У7 и У10. в число зарубежных аналогов можно отнести 1080, 1070. Их часто применяют для изготовления мечей. А для производства ножей применяют 1095.

Но есть ещё одна сфера использования этого материала - изготовление клинкового оружия, в частности, ножей для выживания, пользующихся большим спросом у туристов, охотников, рыбаков.

По сути, сталь этой марки можно смело назвать классикой жанра.

Наличие углерода в её составе обеспечивает высокую твёрдость и соответственно качество заточки, то есть, нож длительное время сохраняет свою остроту. Кроме того, ножи для выживания, выполненные из стали У8, могут выполнять и другие роли, например, ломика или топора. С помощью такого ножа можно выполнять простейшие монтажные операции, например, вскрытие люка.

У8 - классическая ножевая сталь

Марку У8 относят к эвтектоидным сталям. То есть, наличие чистого углерода, равно тому, который находится в цементите перлита. Это обозначает что в составе стали отсутствуют вторичные карбиды. Это привело к появлению ряда тонкостей, возникающих при работе со сталью У8 и ее аналогами.

К примеру, в составе У8 их отсутствие гарантирует наличие однородной структуры, стали этого типа хорошо обрабатываются сваркой ковкой. Именно поэтому эти сплавы входят в состав дамасских сталей. Но, необходимо помнить и о том, что отсутствие карбидов усложняет процесс термической обработки. В частности, изменение оптимальной температуры закаливания на несколько градусов, приводит к снижению механических свойств, а именно прочности и вязкости.

Важное значение придаётся и предварительной термообработке. Ее задача оптимизировать структуру непосредственно перед закалкой. Надо отметить, что стали марки У8 и ее аналоги обладают низкой прокаливаемостью и в следствие очень чувствительны к длительности времени задержки охлаждения.

В 1997 в нашей стране был разработан и введен в действие ГОСТ Р 51015-97. Он разделяет все ножи на две большие группы:

К первой группе относят изделия, которые применяют для работы с хлебом, овощами. Ко второй группе относят ножи, предназначенные для обработки мяса. В эту же группу входят изделия, предназначенные для туристов и пр.

В этом же документе определён материал, из которого производят ножевую продукцию - это У8А или У10А. Индекс «А» обозначает, что это стали повышенного качества, в них понижено содержание фосфора и серы. В качестве заготовок применяют прутки и полосы из сталей У8А.

ГОСТ определяет, что твёрдость поверхности должна быть на уровне 49 по HRC, но вместе с тем допускается и производство ножей с твёрдостью поверхности 41,5 HRC.

Стали группы У8 позволяют выдержать параметры, определённые в ГОСТ Р 51015-97.

Бесспорно, кроме, описанного материала допустимо и применение других стальных сплавов, например, 40Х13 или 65Х13. Использование этих сплавов позволяет получить ножи с высокой прочностью и стойкость коррозии. Но использование сталей подобного рода позволяет получением продукции у которой, высокая прочность, стойкость к затуплению, разумеется, при использовании ножей по назначению. Но при резком ударном воздействии возможно получение сколов или трещин на теле клинка. Наличие большого количества легирующих элементов может привести к повышению хрупкости клинка.

Ножи, выполненные из семейства У8 практически не имеет легирующих компонентов, в ГОСТ определено то, что наличие хрома не должно превышать 0,2%, никеля и меди не более 0,25%

Но несомненный минус - низкая стойкость к воздействию коррозии. Другими словами, ножи, произведенные из У8 требуют постоянного ухода. То есть, после работы лезвие необходимо протереть насухо, а лучше нанести слой защитного средства, например, какого-нибудь масла.

Читайте также: