Инструментальный квадрат У9: конструкционная инструментальная сталь для ударного инструмента
Инструментальный квадрат У9 — это горячекатаный или кованый профиль квадратного сечения, изготовленный из углеродистой инструментальной стали марки У9 (ГОСТ 1435-99). Содержание углерода в стали У9 составляет 0,85–0,95 %, что обеспечивает после закалки твёрдость 62–64 HRC при сохранении повышенной вязкости по сравнению с более высокоуглеродистой У10. Квадрат поставляется в виде прутков длиной 2–6 м с размером стороны от 8 до 100 мм. Сталь У9 относится к группе качественных углеродистых инструментальных сталей, не содержит легирующих элементов и предназначена для работы в условиях ударных нагрузок при умеренном нагреве рабочей кромки.
Технические характеристики и режимы термообработки
Сталь У9 выплавляется в электродуговых печах или конвертерах с последующей внепечной обработкой. Массовая доля серы и фосфора не превышает 0,030 % и 0,035 % соответственно. Квадрат У9 поставляется в отожжённом состоянии с твёрдостью 187–217 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием и подготовку под последующую закалку. Температура закалки — 780–810 C в воде или водном растворе солей; отпуск проводится при 160–200 C для сохранения высокой твёрдости. Прокаливаемость стали У9 ограничена: критический диаметр в воде составляет 10–12 мм, поэтому квадрат крупных сечений не обеспечивает сквозной закалки.
| Параметр | Значение | Условие | Единица | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля углерода | 0,85–0,95 | плавка | % | ГОСТ 1435-99 |
| Твёрдость после отжига | 187–217 | поставка | HB | ГОСТ 1435-99 |
| Температура закалки | 780–810 | вода | C | ГОСТ 1435-99 |
| Твёрдость после закалки и отпуска | 62–64 | отпуск 160–200 C | HRC | — |
| Критический диаметр прокаливаемости | 10–12 | вода | мм | — |
| Ударная вязкость KCU | 20 | после отпуска | Дж/см | — |
Сортамент и размеры квадрата У9
Инструментальный квадрат У9 выпускается по ГОСТ 1435-99 и ГОСТ 2591-2006. Сторона квадрата варьируется от 8 до 100 мм. Для размеров до 30 мм применяется горячая прокатка, для сечений свыше 40 мм — ковка с последующей механической обработкой. Предельные отклонения по стороне квадрата соответствуют требованиям ГОСТ 2591-2006 для обычной и повышенной точности прокатки. Кривизна прутка не превышает 0,5 % длины для проката и 0,8 % для кованого квадрата.
- Квадрат 8 8 мм — для зубил, кернеров, бородков слесарных
- Квадрат 12 12 мм — для напильников, шаберов, слесарных молотков
- Квадрат 16 16 мм — для пуансонов холодной штамповки, матриц малых размеров
- Квадрат 20 20 мм — для зубил пневматических, обжимок кузнечных
- Квадрат 30 30 мм — для штампового инструмента ударного действия
- Квадрат 50 50 мм — для крупного кузнечного инструмента, подкладных штампов
Области применения
Сталь У9 применяется преимущественно для инструмента, работающего при ударных нагрузках, где требуется сочетание высокой твёрдости и повышенной вязкости. Из квадрата У9 изготавливают зубила, кернеры, бородки, обжимки, пуансоны холодной штамповки, ножи для рубки металла, слесарные молотки, а также рабочие части пневматических молотков. В деревообрабатывающей промышленности из У9 делают стамески и долота, работающие по твёрдой древесине. В горнодобывающей отрасли — буровые коронки малого диаметра для пород средней крепости. В ремонтных цехах металлургических предприятий квадрат У9 используется для изготовления сменного ударного инструмента: подсечек, кувалд, клиньев.
Технологические особенности и ограничения
Сталь У9 склонна к перегреву и образованию трещин при закалке крупных сечений. Для квадрата свыше 25 мм рекомендуется ступенчатая закалка в расплаве солей при 180–200 C или изотермическая закалка. Отпуск при 160–200 C обеспечивает твёрдость 62–64 HRC, при повышении температуры отпуска до 250–300 C твёрдость снижается до 55–58 HRC, но ударная вязкость возрастает. Сталь У9 не предназначена для работы при температурах выше 200 C из-за потери твёрдости. Свариваемость ограничена: сварные соединения требуют подогрева и последующей термообработки.
Вопросы и ответы
Чем сталь У9 отличается от У10?
Сталь У9 содержит 0,85–0,95 % углерода, У10 — 0,95–1,05 %. Пониженное содержание углерода в У9 обеспечивает более высокую ударную вязкость при незначительно меньшей твёрдости, что предпочтительно для инструмента ударного действия.
Какая твёрдость достигается после закалки квадрата У9?
После закалки в воде от 780–810 C и отпуска при 160–200 C твёрдость составляет 62–64 HRC. При отпуске до 300 C твёрдость снижается до 55–58 HRC.
Для каких сечений квадрата У9 обеспечивается сквозная прокаливаемость?
Критический диаметр прокаливаемости стали У9 в воде составляет 10–12 мм. Для квадрата свыше 25 мм рекомендуется ступенчатая или изотермическая закалка.
По какому стандарту поставляется инструментальный квадрат У9?
Квадрат У9 поставляется по ГОСТ 1435-99 (сортамент стали) и ГОСТ 2591-2006 (сортамент проката). Сталь выплавляется в соответствии с требованиями ГОСТ 1435-99.
