Стальная полоса У10: инструментальная углеродистая сталь для режущего и штампового инструмента
Стальная полоса У10 — сортовой прокат из инструментальной углеродистой стали марки У10 по ГОСТ 1435-99, поставляемый в виде горячекатаных, кованых или калиброванных полос прямоугольного сечения. Содержание углерода в стали У10 — 0,95–1,04 %, что обеспечивает высокую твёрдость после закалки — 60–63 HRC и износостойкость при умеренной вязкости. Полоса У10 применяется для изготовления режущего, слесарного, деревообрабатывающего и штампового инструмента, работающего при умеренных ударных нагрузках.
Сортамент и технические параметры полосы У10
Полоса из стали У10 выпускается толщиной 0,5–60 мм, шириной 10–200 мм, длиной 1–6 м. По точности прокатки различают повышенную (Б) и нормальную (В) точность. Калиброванная полоса У10 имеет поле допуска h11–h12, горячекатаная — по ГОСТ 2590. Кривизна полосы не превышает 0,5 % длины для калиброванного проката. Твёрдость поставки — не более 255 HB (в отожжённом состоянии).
| Параметр | Значение | Допуск | Состояние поставки | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Толщина | 0,5–60 мм | 0,05–0,8 мм | горячекатаная | ГОСТ 1435-99 |
| Ширина | 10–200 мм | 0,3–1,5 мм | калиброванная | ГОСТ 2590-2006 |
| Твёрдость | 255 HB | — | отожжённая | ГОСТ 1435-99 |
| Твёрдость после закалки | 60–63 HRC | — | закалка + отпуск | ГОСТ 1435-99 |
| Углерод (C) | 0,95–1,04 % | 0,02 % | — | ГОСТ 1435-99 |
Химический состав и механические свойства стали У10
Сталь У10 содержит углерод 0,95–1,04 %, кремний 0,17–0,33 %, марганец 0,17–0,33 %, серу 0,018 %, фосфор 0,025 %, хром 0,20 %, никель 0,20 %. Ограниченное содержание серы и фосфора обеспечивает чистоту границ зёрен и стабильность свойств при термической обработке. Предел прочности в отожжённом состоянии — 600–730 МПа, после закалки и низкого отпуска — 1800–2100 МПа. Ударная вязкость после закалки при 200 C — 20–30 Дж/см.
Термическая обработка полосы У10
Закалка полосы У10 проводится при 770–800 C в воде или водополимерной среде. Отпуск — при 160–200 C для режущего инструмента, при 200–300 C для штампового. Отжиг — при 740–760 C с медленным охлаждением до 150 HB. Нормализация — при 800–830 C. Прокаливаемость стали У10 ограничена: критический диаметр в воде — 10–15 мм, что определяет применение полосы преимущественно для инструмента малых и средних сечений.
Области применения полосы У10
- Режущий инструмент: резцы, фрезы, свёрла, метчики, развёртки для обработки конструкционных сталей и цветных сплавов.
- Слесарно-монтажный инструмент: зубила, керны, напильники, шаберы, стамески.
- Деревообрабатывающий инструмент: ножи строгальных станков, фрезы, стамески, пильные диски.
- Штамповый инструмент: вырубные и гибочные штампы для холодной листовой штамповки толщиной до 4 мм.
- Металлорежущие пластины и ножи для гильотинных ножниц, работающих с листовой сталью.
- Измерительный инструмент: калибры, шаблоны, скобы, работающие при умеренных нагрузках.
Технологические особенности и ограничения
Полоса У10 склонна к обезуглероживанию при нагреве выше 850 C, что требует защитной атмосферы или обмазки при термической обработке. При закалке в воде возможны деформации и трещины, поэтому для полос толщиной более 20 мм рекомендуется ступенчатая закалка в масле или горячей среде. Свариваемость ограничена: сварка возможна только с предварительным и сопутствующим подогревом до 200–300 C и последующей термообработкой. Обрабатываемость резанием в отожжённом состоянии — удовлетворительная, после закалки — только шлифование и электроэрозионная обработка.
Вопросы и ответы
Какая твёрдость достигается у полосы У10 после закалки?
После закалки при 770–800 C в воде и низкого отпуска при 160–200 C твёрдость составляет 60–63 HRC. Для штампового инструмента применяют отпуск при 200–300 C, что снижает твёрдость до 55–58 HRC и повышает ударную вязкость.
Чем полоса У10 отличается от полосы У8?
Сталь У10 содержит 0,95–1,04 % углерода против 0,75–0,84 % у У8. Более высокое содержание углерода обеспечивает повышенную твёрдость и износостойкость, но снижает ударную вязкость. Полоса У10 применяется для инструмента без ударных нагрузок, У8 — для зубил и кернов.
Возможна ли сварка полосы У10?
Свариваемость ограничена из-за высокого содержания углерода. Сварка возможна с подогревом до 200–300 C, применением аустенитных электродов и последующей термообработкой. Без подогрева в зоне термического влияния образуются закалочные трещины.
Какие стандарты регламентируют поставку полосы У10?
Химический состав и свойства стали У10 регламентирует ГОСТ 1435-99. Сортамент горячекатаной полосы — ГОСТ 2590-2006, калиброванной — ГОСТ 1051-73. Точность прокатки и предельные отклонения указываются в сертификате качества.
