Сталь у8 структура стали

Обновлено: 05.05.2024

Сортамент углеродистых инструментальных сталей по ГОСТ 1133-71 (кованая круглая и квадратная); ГОСТ 2879-88 (горячекатаная шестигранная); ГОСТ 4405-74 и ГОСТ 103-2006 (полосы кованые и горячекатаные); ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75 и ГОСТ 8560-78 (калиброванная), ГОСТ 14955-77 (со специальной отделкой).

Назначение углеродистых инструментальных сталей приведено в таблице ниже.

Сталь	Назначение
У7, У7А	Инструменты для обработки дерева - топоры, колуны, стамески, долота; пневматические инструменты небольших размеров - зубила, обжимки, бойки. Слесарно-монтажные инструменты - кусачки, плоскогубцы, острогубцы, молотки, кувалды, отвертки, бородки и др.
У8, У8А	Инструменты для обработки дерева - фрезы, зенковки, цековки, топоры, стамески, долота, продольные и дисковые пилы. Накатные ролики. Плиты и стержни для форм литья под давлением оловянно-свинцовых сплавов. Обжимки, кернеры, бородки, отвертки, плоскогубцы, острогубцы, боковые кусачки
У9, У9А	Инструменты для обработки дерева, слесарно-монтажные инструменты, калибры простой формы и пониженных классов точности
У10, У10А	Столярные пилы ручные и машинные, ручные ножовки, спиральные сверла; слесарные шаберы, напильники, накатные ролики; штампы для холодной штамповки деталей небольших размеров и простой формы; калибры простой формы и пониженных классов точности
У11, У11А	То же, а также ручные метчики, холодновысадочные пуансоны и штампы мелких размеров, калибры простой формы и пониженных классов точности
У12, У12А	То же, а также небольшие пресс-формы для пластмасс
У13, У13А	Инструменты повышенной износостойкости, работающие при умеренных и значительных давлениях без разогрева режущей кромки (напильники, бритвенные ножи, лезвия, острые хирургические инструменты, шаберы, гравировальные инструменты)

Химический состав углеродистых инструментальных сталей стандартизирован по ГОСТ 1435-99 .

Углеродистые стали применяют для изготовления режущих инструментов, работающих в условиях, не вызывающих нагрева рабочей кромки свыше 150-200 °С. Они используются также для штамповых и измерительных инструментов.

Основные достоинства углеродистых сталей - получение высокой твердости в поверхностном слое при сохранении вязкой сердцевины. Это в ряде случаев обеспечивает минимальную поводку инструмента и повышение его механических свойств; низкую твердость в отожженном состоянии НВ 1800-2000 МПа, позволяющую использовать высокопроизводительные методы изготовления инструмента (накатку, насечку); закалку с низких температур (770-820 °С); получение после закалки малых количеств остаточного аустенита, что обеспечивает им повышенное сопротивление пластической деформации; сохранение чистой поверхности при закалке вследствие охлаждения в воде, что упрощает очистку инструментов; низкую стоимость.

Углеродистые стали используют для инструментов, не подвергаемых в процессе работы нагреву до температур свыше 150-200 °С и не требующих в процессе изготовления значительного шлифования (напильники, метчики, развертки, ножовки, топоры, колуны, стамески, слесарно-монтажные и хирургические инструменты, а также для некоторых штамповых и измерительных инструментов.

Высокая твердость углеродистых сталей (HRC 62-63) достигается уже при 0,6 % С в инструменте диаметром (толщиной) 1-5 мм.

Критические точки и режимы отжига углеродистых инструментальных сталей (t °С)
Сталь	Ас₁	Ас₃ (Ас_м)	Аr₃ (Ar_m)	Аr₁	M_н	M_к	Температура отжига *
У7, У7А	723	765	-	700	280	-	730-750
У8, У8А	720	740	-	700	245	-	730-750
У9, У9А	740	760	-	700	190	-	740-750
У10, У10А	730	800	-	700	210	-	740-750
У11, У11А	730	810	-	700	200	-	750-780
У12, У12А	730	820	-	700	200	-20	750-780
У13, У13А	730	830	-	700	190	-	750-780
* После выдержки при 730-780 °С охлаждение со скоростью 50°/ч до 620-660°С, далее на воздухе.

Оптимальное содержание углерода определяется особенностями работы инструмента, его формой и технологией изготовления. Если инструмент подвергается в основном ударным нагрузкам (деревообрабатывающий инструмент, зубила, некоторые штампы), целесообразно применять доэвтектоидные стали с 0,6-0,7 % С с трооститной структурой. Для остального режущего инструмента более целесообразна мартенситная структура с избыточными карбидами, образующаяся в заэвтектоидных сталях, содержащих 0,9- 1,3% С. Эти стали имеют высокую твердость и износостойкость и удовлетворительные механические свойства. Сталь эвтектоидного состава (0,8 % С) более склонна к росту зерна (перегреву), обладает меньшей стабильностью свойств и в связи с этим находит ограниченное применение.

Предварительная термическая обработка углеродистых инструментальных сталей. Неполный отжиг (нагрев 690-710 °С) с непрерывным охлаждением и сфероидизацию рекомендуется проводить в шахтных или камерных печах (стали У7, У7А, У8, У8А). Продолжительность выдержки после прогрева всей садки до температуры отжига 3-4 ч.

Изотермический отжиг целесообразен для печей непрерывного действия (конвейерных, толкательных). Продолжительность выдержки после прогрева всей садки до температуры отжига 1-2 ч. Изотермическая выдержка при охлаждении 1-2 ч. Отжиг с полной перекристаллизацией (стали У7, У7А, У8, У8А) проводят при необходимости одновременного измельчения структуры. Сфероидизацию (маятниковый отжиг) применяют для получения структуры зернистого перлита.

Высокий отпуск (650-700 °С) следует использовать для снятия наклепа после холодной пластической деформации (так называемый рекристаллизационный отжиг), а также для снятия внутренних напряжений от обработки резанием, предшествующей закалке, перед повторной закалкой изделий, имеющих пониженную твердость после термообработки. Продолжительность выдержки при высоком отпуске 2-3 ч после прогрева всей садки.

Нормализацию применяют для измельчения зерна перегретой стали и для получения небольших параметров шероховатости поверхности при обработке, резанием в тех случаях, когда сталь в отожженном состоянии имеет твердость меньше НВ 1830 МПа. Продолжительность выдержки при нагреве в печах 20-30 мин после прогрева всей садки; при нагреве в соляных ваннах - равняется расчетной выдержке для нагрева под закалку. Режимы отжига, механические и физические свойства углеродистых инструментальных сталей приведены в таблицах ниже.

Нагрев под закалку углеродистых инструментальных сталей осуществляется как в воздушных печах, так и в соляных ваннах. Для соляных ванн выдержка 20-25 с, для воздушных печей 60-80 с на 1 мм толщины.

Условия охлаждения при закалке определяются сечением инструмента.

Поскольку быстрое охлаждение в воде или водном растворе солей и щелочей нежелательно, инструмент небольшого сечения охлаждают в масле или расплавленных солях при 160- 200 o С. Для уменьшения возможности образования трещин и деформаций при закалке в ряде случаев целесообразно проводить охлаждение сначала в воде с последующим переносом в масло.

Физические свойства углеродистых инструментальных сталей после отжига
Сталь	Н_с·10 -2 , А/м	μ_max·10 -5 , Гн/м	4πJ_s, Тл	Р₁·10 -6 , Ом·м	Р, т/м 3
У7, У7А	3-10	94	2	0,13	7,83
У8, У8А	4-10	91	2	0,14	7,83
У9, У9А	-	-	-	-	-
УЮ, У10А	5-13	88	1,95	-	7,81
У11, У11А	-	-	1,8	-	7,81
У12, У12А	6-8	85	1,9	-	7,81
У13, У13А	-	-	-	-	7,80

Режимы отжига углеродистых сталей на зернистый перлит
Сталь	Температура, o С нагрева	Температура, o С изотермической выдержки при охлаждении
У7, У7А У8, У8А У9, У9А У10, У10А У11, У11А У12, У12А У13, У13А	730-750 730-750 740-750 740-750 750-780 750-780 750-780	600-650 600-650 600-650 600-650 620-660 620-660 620-660

Отпуск для сохранения высокой твердости и получения оптимальной прочности и вязкости рекомендуется проводить при 150-160 °С для инструмента толщиной более 5 мм и при 170-180°С для инструмента меньшего сечения. Такой отпуск сохраняет твердость выше HRC 62 без разложения остаточного аустенита. Для деревообрабатывающего инструмента рекомендуется более высокий отпуск: 275-290 °С для HRC 55-58 (стамески) и 400-450°С для HRC 44-48 (пилы).

Отпуск проводят в воздушных печах или в жидкостных ваннах продолжительностью 1 ч с последующим охлаждением на воздухе. Для предотвращения трещинообразования отпуск должен быть осуществлен непосредственно после закалки. После шлифования и заточки для снятия напряжений полезен отпуск при 140-160 °С продолжительностью 30-45 мин,

Механические свойства и прокаливаемость углеродистых инструментальных сталей после закалки и отпуска приведены в таблице ниже.

Автор: Администрация

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 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%

Плюсы

Минусы

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.

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.

Плюсы и минусы

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.

Физические

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.

Механические

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.

Аналоги

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.

Применение

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.

Сталь инструментальная У8

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.

Читайте также: