Инструментальная полоса У9: характеристики и применение
Инструментальная полоса У9 — горячекатаный или холоднокатаный сортовой прокат прямоугольного сечения из углеродистой инструментальной стали марки У9 (ГОСТ 1435-99). Содержание углерода — 0,85–0,94 %, кремния — 0,17–0,33 %, марганца — 0,17–0,33 %, хрома — до 0,20 %. Такая композиция обеспечивает сочетание высокой твёрдости после закалки (HRC 62–64) с повышенной вязкостью по сравнению с близкой по составу сталью У10. Полоса поставляется в отожжённом состоянии с твёрдостью HB 187–217, что допускает механическую обработку резанием и холодную гибку до термообработки.
Сортамент и технические параметры
Прокат выпускается по ГОСТ 103-2006 (полоса горячекатаная) и ГОСТ 2284-79 (полоса холоднокатаная). Толщина — от 0,5 до 12 мм, ширина — от 12 до 100 мм, длина — мерная или немерная. Кривизна холоднокатаной полосы не превышает 3 мм на 1 м длины. Серповидность — не более 5 мм на 1 м. Предельные отклонения по толщине для повышенной точности — 0,05 мм при толщине до 2 мм.
| Параметр | Значение | Условие | Метод контроля | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Твёрдость после закалки | HRC 62–64 | Закалка 780–800 C, масло | Роквелл | ГОСТ 9013-59 |
| Твёрдость отожжённой полосы | HB 187–217 | Поставка | Бринелль | ГОСТ 9012-59 |
| Предел прочности | 650–800 МПа | Отожжённое состояние | Растяжение | ГОСТ 1497-84 |
| Относительное удлинение | 12–18 % | Отожжённое состояние | Растяжение | ГОСТ 1497-84 |
| Температура закалки | 760–800 C | Нагрев под закалку | Термопара | ГОСТ 1435-99 |
| Температура отпуска | 150–200 C | Низкий отпуск | Термопара | ГОСТ 1435-99 |
Термообработка и формирование свойств
Закалка полосы У9 проводится в масляной среде при температуре 760–800 C. Скорость нагрева под закалку в соляных ваннах — 30–50 C/мин. Критическая скорость закалки стали У9 — 180–220 C/с, что требует применения масла с температурой вспышки не ниже 180 C. Отпуск при 150–200 C формирует мартенсит отпуска с сохранением дисперсных карбидов цементита. При нагреве выше 250 C наблюдается снижение твёрдости до HRC 55–58, что ограничивает применение полосы в условиях эксплуатации с нагревом выше указанного порога.
Области применения
- Режущий инструмент: полотна ручных и механических ножовок, ножи гильотинных ножниц для резки листового проката толщиной до 4 мм.
- Деревообработка: строгальные ножи, фрезы, стамески, работающие при ударных нагрузках.
- Металлообработка: пуансоны и матрицы холодной штамповки, вырубные штампы для тонколистовой стали.
- Слесарный инструмент: зубила, кернеры, бородки, работающие с ударным приложением нагрузки.
- Пружинные элементы: плоские пружины и упругие пластины, эксплуатируемые при температуре до 200 C.
- Сельхозтехника: сегменты режущих аппаратов жаток и косилок, работающие в абразивной среде.
Технологические особенности обработки
Отожжённая полоса У9 обрабатывается резанием на фрезерных и строгальных станках с применением твердосплавного инструмента (ВК8, Т15К6). Шлифование после закалки выполняется кругами из электрокорунда 24А на скорости 30–35 м/с с интенсивным охлаждением СОЖ. Сварка полосы У9 затруднена из-за склонности к образованию закалочных трещин в зоне термического влияния; при необходимости соединения применяют пайку твёрдыми припоями ПСр-40 или механическое крепление. Деформация при закалке в масле — коробление до 0,15 мм на 100 мм длины, что требует припуска на шлифование.
Вопросы и ответы
Чем полоса У9 отличается от полосы У10?
Сталь У9 содержит 0,85–0,94 % углерода против 0,95–1,04 % у У10. Меньшее содержание углерода обеспечивает более высокую ударную вязкость при незначительном снижении твёрдости после закалки, что предпочтительно для инструмента, работающего с ударными нагрузками.
При какой температуре проводится закалка полосы У9?
Нагрев под закалку — 760–800 C с охлаждением в масле. Превышение температуры выше 820 C вызывает рост зерна аустенита и повышение хрупкости закалённой полосы.
Поставляется ли полоса У9 в холоднокатаном исполнении?
Да, холоднокатаная полоса выпускается по ГОСТ 2284-79 с толщиной от 0,5 до 4 мм и повышенной точностью по толщине, что позволяет использовать её без дополнительной механической обработки по плоскости.
Какая твёрдость у отожжённой полосы У9 при поставке?
Твёрдость в состоянии поставки — HB 187–217. Это обеспечивает обрабатываемость резанием и возможность холодной гибки без образования трещин.
