Сталь у8 характеристики применение

Обновлено: 02.05.2024

Сейчас активно расширяется перечень сталей, которые разрабатываются и изготавливаются под определенные нужды с соответствующими эксплуатационными показателями. К таковым относится сталь AUS-8, характеристики и сферы применения которой стоит рассмотреть подробнее. На данный момент она чаще всего используется для производства различных ножей, включая эксклюзивные образцы оружия и мединструмент.

Производится сталь данной марки более столетия, но за счет уникальных свойств сохраняет актуальность.

Состав

AUS-8 представляет собой сплав, относящийся к категории высоколегированных. Одной из его ключевых характеристик является повышенная твердость. Перед описанием основных свойств стали стоит акцентироваться на регламентировании состава актуальными нормами.

В сплаве содержатся следующие компоненты.

Углерод (от 0,7 до 0,75%) – элемент, главной задачей которого является обеспечение надежной связи между свободными молекулами металла. Предсказуемо прочность и твердость материала напрямую определяются количеством углерода. Однако стоит учесть, что при превышении предельно допустимой нормы речь будет идти уже о хрупкости стали. Помимо этого, повышенная концентрация указанного элемента негативно отражается на пластичности и технологичности сплава AUS-8.
Кремний (от 1 до 1,1%) – компонент, выполняющий в составе АУС-8 функции раскислителя, а именно, отвечает за вывод молекул кислорода. В результате заметно улучшаются механические свойства благодаря уменьшению химической ликвации. Это особо актуально в контексте того, что при повышении прочности не ухудшается пластичность сплава.
Марганец (от 0,5 до 0,6%) – элемент, который наряду с кремнием эффективно очищает сталь от вредных примесей. Параллельно он отвечает за улучшение поверхности материала и повышение сопротивления нагрузкам.
Молибден и ванадий (по 0,1%) – представители категории тугоплавких металлов, одной из главных характеристик которых является высокая температура плавления. Именно с учетом этой особенности данные элементы максимально позитивно влияют на жаропрочность. Однако это влияние на свойства сплава с учетом минимальной концентрации ванадия и молибдена незначительно.
Хром (от 13 до 14,5%) – легирующий компонент, имеющий для характеристик сплава особое значение. Благодаря присутствию в составе Cr улучшаются коррозийная устойчивость, жаропрочность и эффективность термообработки стали. Параллельно значительно повышается устойчивость материала к абразивному износу.

Помимо всего перечисленного, в состав AUS-8 входит сера и фосфор, содержание которых составляет по 0,02%. Данные вещества относятся к вредным примесям, присутствие которых является крайне нежелательным, однако неизбежным. Это обусловлено определенными недостатками состава шихт лигатур, используемых при производстве сплава. При превышении норм содержания этих веществ заметно страдают механические свойства нержавеющей стали.

Все перечисленное в большей степени имеет отношение к сере, поскольку она параллельно повышает риск образования трещин в процессе термообработки.

Плюсы и минусы

Анализируя ключевые преимущества как самой стали AUS-8, так и изделий из нее, необходимо акцентировать внимание на следующих важных моментах.

Высокие механические показатели (речь идет о прочной марке стали).
Простота обработки (речь идет о шлифовке поверхности изделий и ее полировке).
Клинки при условии правильной термообработки материала отличаются достаточно агрессивным резом и параллельно долго сохраняют режущую кромку после ее заточки и правки.
Рабочая часть ножей характеризуется максимальной устойчивостью к выкрашиванию даже при жестких эксплуатационных условиях.
Сталь имеет средний уровень коррозийной устойчивости. Здесь важно учитывать необходимость грамотного ухода за изделиями.
Хорошая ударная вязкость, позволяющая изготавливать качественные секачи, топорики, тяпки и даже мачете.
Простота термообработки. При условии соблюдения всех правил сталь способна демонстрировать твердость в диапазоне 57-59 единиц по Роквеллу (HRC).
Легкая заточка, не требующая наличия теоретических знаний, специальных навыков и богатого опыта.
Неплохое соотношение конкурентоспособной, доступной стоимости изделий и достаточно высокого, стабильного качества.
Хорошие эксплуатационные свойства. Весь широкий ассортимент изделий успешно используется любителями активного и экстремального отдыха, промысловиками, медиками, профессиональными поварами и домохозяйками.

Естественно, существуют определенные недостатки описываемого вида высоколегированной японской стали. И речь идет прежде всего о том, что при длительном воздействии на изделия из AUS-8 влажной среды возможно появление очагов точечной (питтинговой) коррозии.

Помимо этого, стоит заметить, что показатель твердости способен варьироваться, пусть и незначительно, в зависимости от производителя сплава.

Свойства

Как было замечено, ножи из этой стали демонстрируют агрессивный рез. Однако это актуально при работе с мягкими материалами (хорошо зарекомендовали себя при разделке мяса). Не менее важный момент заключается в том, что такие изделия способны выдерживать ударные нагрузки с сохранением режущей кромки.

Анализируя главные свойства материала, следует отметить, что его плавление осуществляется при высоких температурных показателях. Такие технологические особенности определяются составом сплава. Результатом является упругая сталь, характеризующаяся достаточно высокими твердостью и прочностью.

Подобные параметры минимизируют риск повреждений при существенных динамических нагрузках.

Физические

В данном случае необходимо акцентироваться на ключевых параметрах рассматриваемого материала.

Начало плавления – 1550 градусов.
Окончательная трансформация твердого состояния в жидкое – 1660 градусов.
Модуль Юнга – 2 миллиона кг/кв. см, что обеспечивает достаточную устойчивость перед нагрузками ударного типа.
Вязкость – от 12 до 18 кДж/кв. см.
Теплоемкость – 485 Дж/кг*градус. Важно заметить, что повышение температуры провоцирует достаточно заметное расширение. Так, при нагревании до 100 градусов линейный размер способен увеличиваться на 11,8 мкм.
AUS-8 характеризуется значительным электросопротивлением, составляющим 250 МОм*м.
Сталь не реагирует с органикой.
Сплав отличается тем, что спокойно переносит контакт с различными дезинфекторами.
Проникновение кислорода и водорода – при 600 и 500 градусах соответственно.

Не менее важно, что благодаря своему химическому составу АУС-8 является устойчивой к агрессивной кислой среде с уровнем ph в диапазоне 4.3-4.8. Помимо этого, на изделиях не появляются следы коррозии при достаточно продолжительном контакте с влагой. Также стоит акцентироваться на том, что сталь демонстрирует удовлетворительные показатели устойчивости к коррозии при воздействии 3-процентных щелочных соединений.

Механические

В ситуации с описываемой маркой сталью главной характеристикой является именно ее твердость. Учитывая особенности механической и термической обработки, этот показатель может достигать 60 и более HRC. Не менее важно акцентировать внимание на прочности сплава, к разрушению которого способна привести нагрузка, превышающая отметку в 770 МПа.

Кстати, вплоть до отметки в 600 МПа не фиксируются деформации стали, что уверенно можно оценить как одно из ключевых конкурентных преимуществ марки.

Еще один интересный факт – это хорошие показатели описываемой марки при эксплуатации в условиях знакопеременной, цикличной нагрузки. АУС-8 продемонстрировала способность выдерживать до 6 миллионов циклов при усилиях до 700 МПа. Однако стоит учитывать, что указанные прочностные характеристики сказываются на пластичности материала. Относительные сжатие и удлинение при определенном воздействии составляют 30 и 15%соответственно.

Технологические

Благодаря тому, что в составе стали присутствует большое количество углерода, она относится к категории несвариваемых. С учетом этого швы не отличаются прочностью и, как правило, трескаются в результате ударных нагрузок. Помимо этого, AUS-8 является склонной к отпускной хрупкости. В итоге обрабатывают данный материал преимущественно давлением при повышенных температурах, варьирующихся в диапазоне от 950 до 1100 градусов. Подобным образом на производстве выпускается листовой материал, а также прокат в виде стальных полос.

Термическая обработка, которая предусматривает такие этапы, как закалка и отпуск, определяет ключевые свойства металла. В первом случае его нагревают до 1050 градусов, а затем сразу же охлаждают, погружая в масло. Конечным итогом подобных манипуляций становится повышение твердости вплоть до отметки в 65 единиц по упомянутой выше шкале. Важно учитывать, что при подобной твердости для стали характерна неравномерная напряженность. Устраняется данный дисбаланс за счет отпуска (прогрев до 150 градусов и остыванием на воздухе), после которого немного снижается показатель твердости, но параллельно значительно улучшается сопротивление ударным нагрузкам.

Аналоги

Ранее уже отмечалось, что описываемая марка стали представляет собой продукт металлургии «Страны восходящего солнца». Однако на данный момент существует немало ее аналогов, включая российский. Эти материалы имеют практически идентичный состав, а также механические свойства. И речь в данном случае идет о следующих аналогах:

ФРГ – 1,4125;
Франция – Steel z100CD17;
США – Steel 440B;
Российская Федерация – 95Х18;
Польша – Н18.

Применение

На данный момент японская сталь и ее аналоги используются преимущественно для создания ножей разного предназначения. Подобные изделия уже давно по достоинству оценили любители холодного оружия, а также медики, повара и рядовые обыватели, эксплуатирующие сталь в повседневной жизни. Также важно заметить, что нержавейка широко используется в различных промышленных и хозяйственных областях. При этом ее качество в полной мере соответствует актуальным мировым стандартам.

При этом ножи и клинки отличаются оптимальным соотношением цены и качества.

Помимо привычных всем ножей, из AUS-8 изготавливают декоративные элементы для современных образцов мебели, а также бритвенные принадлежности. Нержавеющую сталь можно встретить в мясорубках и конструкциях другой бытовой техники, включая стиральные машины. Также многие детали дверных и оконных систем выполнены их данного материала. Помимо всего перечисленного, нержавейка широко используется в автомобилестроении и других производственных сферах.

Описываемая сталь широко используется многими компаниями и частными мастерами при производстве широкого ассортимента ножей, а именно:

походных;
засапожных;
коллекционных;
финских;
специализированных;
национальных;
складных карманных;
перочинных;
для метания;
эксклюзивной сувенирной продукции.

Также важно акцентировать внимание на использовании рассматриваемой марки стали для создания хирургического инструмента. Так, острые ножи применяются хирургами при ампутациях, резекциях и проведении других операций, включая офтальмологические. Помимо этого, выпускаются разные модели скальпелей и съемные лезвия, соответствующие действующим ГОСТам. Важно учитывать, что подобные изделия отличаются сложным легированием и большой концентрацией хрома.

Сплав для мединструментов производят в специальной печи, а сами они подвергаются жесткому тестированию.

Обработка и заточка

Необходимо выделить главные принципы заточки ножей.

Одним из основных навыков считают умение концентрироваться на процессе обработки режущей кромки. Важно помнить, что правильная заточка ножа и другого инструмента является настоящим искусством. Именно поэтому процесс требует полного спокойствия и концентрации внимания.
Залогом достижения желаемых результатов является обеспечение одинакового давления используемого инструмента. Параллельно важно уделять внимание углу заточки, который также должен быть неизменным по всей длине клинка с двух сторон. Исключение составляют специальные модели ножей.
Важно, чтобы в процессе заточки острие клинка не срывалось с точильного камня. Настоятельно рекомендуется контролировать движения, которые должны быть максимально плавными и размеренными.
Допускается использование исключительно качественного инструмента. Речь при этом идет о точильных камнях соответствующей длины (не менее длины самого лезвия), имеющих различную зернистость.

При обработке стали AUS-8 необходимо учитывать, в первую очередь, ее твердость, достигающую 65 единиц по шкале Роквелла. Кстати, такие показатели считаются вполне нормальными для современных образцов кухонных ножей. С учетом эксплуатационных характеристик изделий, выполненных из описываемой японской нержавейки, их меняют не из-за выхода из строя, а когда они банально надоедают владельцу.

Однако важным моментом здесь будет грамотный уход за ножом и его правильная и своевременная заточка, а также правка.

Чтобы довести режущую кромку до бритвенной остроты, необходимо сначала обрабатывать сталь камнями с крупным и средним размером зерна (от 320 до 600 грит). Уменьшать зернистость следует постепенно, принимая во внимание состояние затачиваемого лезвия. Для финишной обработки (доводки) клинка используют абразивы от 800 до 1500 грит. Мастера нередко используют камни на 3000 грит и более, для дополнительной доводки. Но стоит заметить, что для заточки кухонных ножей в домашних условиях это чаще всего неактуально. Как показывает практика, ножи успешно сбривают волосы на запястье уже после 1000-го бруска, а этого вполне достаточно для бытовых целей.

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.

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.

Все, что нужно знать о стали У8 и У8А

Инструментальная сталь марок У8 и У8А относится к классу ножевых и применяется для создания клинков и лезвий. Её отличает повышенная прочность, благодаря чему сплав востребован при изготовлении режущих инструментов, включая бытовые ножи. Узнаем подробнее, что он собой представляет и каковы его основные особенности.

Состав и расшифровка

Маркировка стали У8 расшифровывается следующим образом:

«У» указывает на присутствие углерода;
«8» обозначает долю этого элемента в составе (в большинстве случаев его содержание варьируется в пределах от 0,76 до 0,84%).

Также в состав стали этой марки входят:

кремний — 0,17-0,33%, который придает сплаву коррозионные стойкость и упругость;
марганец — 0,17-0,33%, он способствует уменьшению пластичности и повышению твердости;
никель — 0,25%, повышает устойчивость к окислению;
хром — 0,2%, увеличивает прочностные характеристики, а также повышает стойкость к окислению;
медь — 25%, она противостоит ржавчине.

Некоторые типы стали содержат в названии дополнительное обозначение в виде буквы «А». Оно указывает на повышенное качество сплава и минимальную концентрацию вредных компонентов: серы и фосфора. При этом концентрация фосфора не превышает 0,03%. Этот компонент делает сталь хрупкой, поэтому его количество должно быть минимальным. Присутствие серы составляет 0,28%. Это загрязняющий компонент, который повышает истираемость материала. Чтобы придать сплаву высокую твёрдость, его в процессе производства подвергают прерывистой закалке. После полного отжига деталь, нагретую до 800 градусов, охлаждают в воде до 400 градусов, после чего погружают в масло для окончательного охлаждения.

Эта процедура позволяет заметно замедлить скорость охлаждения. Таким образом, снижается количество внутренних напряжений и запускается мартенситное преобразование.

Как и любой другой сплав, стали У8 и У8А имеют свои достоинства и недостатки. Среди плюсов выделяют следующее.

Идеальный углеродистый состав. Для любой стали рассчитывается показатель твердости по шкале Роквелла. Обычно он варьируется от 42 до 61 HRC. При этом чем выше данный параметр, тем более ломким и хрупким будет материал. В то же время и низкое значение нежелательно, поскольку такой материал нестойкий. Для стали У8 измеряемый показатель соответствует 58 единицам, что говорит об оптимальном балансе.
Прочность. На долю железа в сплаве У8 приходится 97%. Это значит, что лезвия из него будут исключительно твердыми и крепкими, сломать их вручную практически нереально.
Сохранение остроты. Благодаря присутствию углерода сталь приобретает высокие режущие свойства. Изделия, выполненные из У8, не нуждаются в заточке на протяжении многих месяцев. А даже если и возникает необходимость корректировки режущей поверхности, то для этого можно воспользоваться самыми простыми абразивными брусками.
Высокое качество. При обработке сплава этой марки с любым другим металлом можно быть совершенно уверенным в том, что они не смешаются друг с другом и не сольются. Это значит, что качественные характеристики останутся неизменными.
Минимальное количество дефектов. Изделиям из стали У8 не страшны вибрации и сильные механические удары. Даже при самых сильных воздействиях материал не будет растрескиваться.
В составе стали У8 нет вторичных карбидов. Это указывает на высокую пластичность материала и его однородность. Кузнечная сварка позволяет быстро и просто получить из него оружие самого высокого качества. Неслучайно этот сплав востребован при создании шпаг. У8 можно обнаружить даже в дамасской стали, которая признана лидером в сегменте изготовления холодного оружия.
Низкая себестоимость. У8 содержит минимальный уровень легированных добавок, поэтому цена её сохраняется в доступных пределах.

К недостаткам относят следующее.

Подверженность коррозийным процессам. Если не осуществлять уход за стальными ножами из этого сплава, то на них очень быстро появляются трещины. Это связано с низкой концентрацией хрома в микроструктуре материала.
Чувствительность к термической обработке. Отсутствие вторичных карбидов устанавливает ограничения на параметры термообработки: она допустима в узком температурном диапазоне. Превышение даже на 10-15 градусов может существенно ухудшить прочностные характеристики и вызвать утрату вязкости.
Сплав У8 нельзя использовать при создании сварных изделий, а также для производства инструментов, которые будут эксплуатироваться в условиях повышенной нагрузки и нагрева. Это связано с низкой теплопроводностью материала.
Пониженные плотность и вязкость без термообработки. Сами по себе стали углеродистой группы, не прошедшие дополнительную подготовку, обладает не столь высокими эксплуатационными параметрами.

Впрочем, поверхность легко подвергается обработке, поэтому придать ей необходимые физико-технические характеристики после нормализации не составит никакого труда.

Характеристики и свойства

Каждый тип стали отличается своими физико-техническими характеристиками. Остановимся подробнее на этих показателях.

К основным физическим параметрам сплава У8 относят:

температура проведения закалки — от 780 до 850 градусов;
предел текучести — на отметке 1230 МПа;
временное сопротивление — 1420 МПа;
относительное удлинение — 10%
относительное сжатие — 38%;
удельный вес — 7860 кг/куб. м.

Металл не утрачивает свою прочность и не становится ломким после выполнения отпуска. Отличается низкой свариваемостью. Инертен к флокенам.

Из базовых механических параметров можно обозначить следующее.

Повышенная твердость. Инструменты, выполненные из этого сплава, служат длительное время без проведения дополнительной заточки.
Теплостойкость. При выполнении механической обработки производится трение и, как следствие, нагрев. Сильное и стремительное повышение температуры зачастую вызывает перестройку кристаллической решётки и утрату твердости. Показатели теплостойкости стали устанавливают тот факт, что даже при сильном и продолжительном трении поверхности не перегреваются и не утрачивают свою твердость. У рассматриваемой инструментальной стали данный показатель сравнительно невысок.
Пониженная восприимчивость к перевариванию и прилипанию. Если обработка заготовок производится на высоких подачах, то металлы могут вступить во взаимодействие. В результате прилипания качество получаемого изделия многократно снижается.
Стойкость к растрескиванию. Зачастую возникает ситуация, когда в ходе обработки на сплав воздействует ударная нагрузка либо вибрационные колебания. Это приводит к появлению микротрещин в металлической структуре и повышению хрупкости. Сплав У8 с легкостью выдерживает подобные нагрузки.
Высокие параметры вязкости. Это особенно актуально для создания инструментов, которые в силу своих эксплуатационных особенностей подвержены механическим ударам.

Типы выпуска

Сталь У8 получила широкое распространение на территории нашей страны. Металлообрабатывающие комбинаты производят её в следующих типах поставки:

ленты, полосы, круги — ГОСТы 2283-79, 10234-77, 103-2006, 4405-75;
горячекатаный и холоднокатаный листовой прокат — ГОСТы 1435-99, 2590-2006, 2591-2006, 2879-2006;
прутки, которые могут быть калиброванными и шлифованными, — ГОСТы 1435-99, 14955-77, 1435-99, 7417-75, 8559-75, 8560-78.
заготовки для ковки — ГОСТы 1435-99, 4405-75, 1133-71.

В зарубежных странах имеются свои аналоги сплавов У8 и У8А:

19152 (Чехия);
СТ 80 (ЕС);
SKC3 (Япония);
W1-7 (США).

Отечественными заменителями выступают сплавы У10А, У10, а также У7А и У7. При этом нужно иметь в виду, что перечисленные типы сталей обладают схожими, но не идентичными технико-эксплуатационными, физическими и химическими характеристиками. Поэтому вопрос об их замене должен решаться в каждом конкретном случае с учетом технологических требований, предъявляемых к готовому изделию.

Сталь марки У8 используется для создания рабочей поверхности ножей и прочих режущих инструментов. Несмотря на то, что металл проявляет высокую стойкость к температурным воздействиям, этот сплав применяют для изготовления инструментов, которые в ходе эксплуатации не нагреваются, а это:

зубила;
колуны;
молотки;
стамески;
топоры.

Материал востребован при создании многих других износостойких изделий. Он незаменим при выпуске слесарно-монтажных инструментов. Простейшие калибры, пружины, ролики и многие другие механизмы делаются именно из этого сплава. Ещё одна широко распространенная сфера использования металла — создание штампов. Инструментальная сталь У8 в отожженном состоянии отличается ударостойкостью и повышенной прочностью. Именно поэтому она идеальна для производства штампов.

Как свидетельствуют данные тестирования, в процессе нагревания У8 и У8А утрачивают свою стойкость к износу и прочность. Поэтому при изготовлении фальцев и резцов их не используют.

Обработка

Свои особенности имеет и термическая обработка сплавов этой марки.

Отжиг

При определении режима отжига учитывают такие характеристики, как температуру обработки, механизм прогрева, габариты детали и принципы размещения металлической заготовки в термопечи. Максимальной эффективности термообработка сплава У8 достигает в случае размещения металлических заготовок на панели из асбеста в один ряд. При этом промежуток между отдельными заготовками должен быть больше трехкратного размера максимального параметра сечения. Длительность нагревания при температурном диапазоне от 1000 до 1200 градусов соответствует:

для сечения величиной 2 см — 5,5 мин.;
3 см — 9 мин.;
4 см — 10,5 мин.;
5 см — 13,5 мин.;
7,5 см — 15,5 мин.;
10 см — 22 мин.

При продолжительном температурном воздействии на поверхности стали скапливается значительный объем углерода. Поэтому термообработку листов инструментальных сплавов обычно производят в среде инертного газа (углекислоты и аргона) либо в рабочих печах с опцией регулировки давления. Во всех остальных ситуациях скорость прогрева необходимо снизить на 20%. Наибольший результат температурное воздействие дает при выполнении процедуры по ступенчатой схеме. Для достижения оптимального эффекта от теплового воздействия предварительно производят нагрев до 500-550 градусов, а затем каждые 60 минут увеличивают нагрев на 100 градусов.

Заготовка должна находиться в помещении не менее трети необходимого времени отжига, затем ее отключают. При неполном отжиге качество сплава ухудшается. Чтобы устранить наклеп металла с готового изделия, изготовленного без тепловой обработки, нужно выполнить рекристаллизационный отжиг с последующим отпуском в солёной воде либо расплавленных солях. Такая мера обеспечивает легкость последующей механической обработки, устраняет внутреннее напряжение, снимает остаточные деформации и в целом улучшает структуру сплава. Для этого заготовку нагревают до 700 градусов и около часа выдерживает в печи. В результате этой обработки величина зерен уменьшается, а сами они распределяются в первичной микроструктуре равномерно.

Закалка

При соблюдении основных требований закалки сплава можно добиться повышения прочностных характеристик до 59-61 HRC и при этом сохранить все характеристики мартенситно-аустенитной структуры. К числу основных требований к технологии закалки относят следующее.

Отпуск

Отпуск сплава У8 считается финишной стадией термообработки после закаливания. Основное предназначение данного процесса состоит в завершении мартенситной трансформации, снятии внутренних напряжений, а также повышении параметров вязкости центральных элементов. Отпуск осуществляется в температурном режиме от 140 до 200 градусов в течение 2-4 минут: это обеспечивает максимальную твердость изделия. Если сталь нужна для производства измерительных инструментов, то необходимо снизить температуру до 95-170 градусов, а также повторить манипуляции после выполнения заточки и шлифования. В данном случае отпуск нужно выполнять в течение 2 часов при температуре в 330-350 градусов. Остывание производят в естественных условиях.

Правила ухода

Чтобы свести к минимуму развитие коррозионных процессов, после каждого применения необходимо правильно ухаживать за ножом. Нужно соблюдать следующие правила.

Протирать насухо после работы и мытья.
Обрабатывать машинным маслом или специальным защитным средством. Хороший эффект дает использование автопропироли: она обеспечивает создание плёнки, защищающей материал от влаги и загрязнений. В случае отсутствия средства можно использовать растительное масло, подойдёт гвоздичное или даже подсолнечное. Оно поможет поддерживать чистоту, но защитного слоя не создаст.
Важно следить за тем, чтобы сталь У8 не вступала в реакцию с кислотами. В противном случае на поверхности появится серый налет.

Ножи из стали марки У8 станут идеальными помощниками в хозяйстве, также они пригодятся в походно-полевых условиях. Долговечность, сохранение остроты и прочности — вот основные преимущества этого материала. Из недостатков можно отметить только необходимость постоянной чистки оружия.

Конечно, это может испортить впечатление от ножа. Но если подобная обработка войдёт в привычку, то ножи из инструментальной стали У8 и У8А станут для вас настоящей находкой.

Читайте также: