Инструментальный лист У8ГА: характеристики, термообработка и применение
Инструментальный лист У8ГА — горячекатаный или холоднокатаный прокат из углеродистой инструментальной стали У8ГА по ГОСТ 1435-99. Буква «А» обозначает повышенную чистоту по сере и фосфору: массовая доля серы не более 0,018 %, фосфора — не более 0,025 %. Лист поставляется в отожжённом состоянии с твёрдостью 187–207 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием и штампуемость при изготовлении заготовок под последующую закалку.
Химический состав и структура
Сталь У8ГА содержит 0,80–0,90 % углерода, 0,35–0,60 % марганца, 0,17–0,33 % кремния. Повышенное содержание марганца относительно стали У8А увеличивает прокаливаемость, что критично для листов толщиной свыше 6 мм. Структура отожжённого листа — зернистый перлит с включениями цементита; после закалки формируется мартенсит с твёрдостью 62–65 HRC при неполной прокаливаемости в сечениях более 10 мм.
Сортамент и точность прокатки
- Толщина листа — 0,5–4,0 мм (холоднокатаный), 4,0–60 мм (горячекатаный)
- Ширина — 500–2000 мм, длина — 1000–6000 мм
- Точность прокатки — повышенная (Б) и нормальная (В) по ГОСТ 19903-2015
- Плоскостность — класс ПВ по ГОСТ 26877-2008
- Кромка — обрезная или необрезная
Термообработка и механические свойства
Закалка листа У8ГА проводится от 780–800 C в воде или водополимерной среде; отпуск — 160–200 C для инструмента, работающего на износ, либо 300–400 C для режущего инструмента с повышенной вязкостью. Скорость нагрева под закалку ограничивают 2–3 C/с во избежание коробления тонких листов. После низкого отпуска предел прочности достигает 1800–2000 МПа, ударная вязкость KCU — 15–25 Дж/см.
| Режим термообработки | Твёрдость | в, МПа | KCU, Дж/см | Применение |
|---|---|---|---|---|
| Отжиг 740–760 C | 187–207 HB | 600–700 | 40–60 | Механическая обработка |
| Закалка 780 C + отпуск 160 C | 63–65 HRC | 1900–2000 | 15–20 | Режущий инструмент |
| Закалка 800 C + отпуск 300 C | 55–58 HRC | 1600–1750 | 25–35 | Штампы, пуансоны |
| Закалка 800 C + отпуск 400 C | 48–52 HRC | 1400–1550 | 35–50 | Пружинные элементы |
Технологические операции
Лист У8ГА удовлетворительно сваривается контактной сваркой; дуговая сварка требует подогрева 200–250 C и последующей термообработки для снятия напряжений. Лазерная резка сопровождается образованием зоны термического влияния глубиной 0,1–0,3 мм с локальной закалкой кромки. Гибка в отожжённом состоянии выполняется с минимальным радиусом 1,5–2,0 толщины листа; после закалки гибка недопустима без повторного отпуска.
Области применения
- Режущие элементы деревообрабатывающего инструмента: ножи фуганков, строгальных станков, фрез
- Штампы холодной листовой штамповки: вырубные матрицы, пуансоны, ножи гильотинных ножниц
- Металлорежущий инструмент: метчики, развёртки, пилы по металлу
- Пружины и упругие элементы механизмов точной механики
- Ножи для сельскохозяйственной техники: измельчители, косилки
- Измерительный инструмент: линейки, угольники, шаблоны
Вопросы и ответы
Чем лист У8ГА отличается от листа У8А?
Сталь У8ГА содержит 0,35–0,60 % марганца против 0,17–0,35 % у У8А. Повышенное содержание марганца увеличивает прокаливаемость, что позволяет получать сквозную закалку в сечениях до 10–12 мм вместо 6–8 мм.
Какая максимальная толщина листа У8ГА доступна?
Горячекатаный лист поставляется толщиной до 60 мм, холоднокатаный — до 4,0 мм. Для инструмента с рабочей кромкой свыше 10 мм рекомендуется учитывать ограниченную прокаливаемость стали У8ГА.
Допускается ли сварка листа У8ГА?
Контактная сварка выполняется без ограничений. Дуговая сварка требует подогрева 200–250 C, применения электродов с низким содержанием водорода и последующего отпуска при 300–350 C для предотвращения трещин.
Какой режим закалки обеспечивает максимальную твёрдость?
Нагрев до 780–800 C, охлаждение в воде и отпуск при 160–180 C дают твёрдость 63–65 HRC. Превышение температуры закалки выше 820 C вызывает рост зерна и снижение ударной вязкости.
