Стальная полоса У8 — инструментальная углеродистая полоса
Стальная полоса У8 — это горячекатаный или холоднокатаный сортовой прокат из инструментальной углеродистой стали марки У8. Материал относится к группе сталей, предназначенных для изготовления инструмента, работающего в условиях умеренных динамических нагрузок без разогрева режущей кромки. Полоса У8 поставляется в состоянии после прокатки или после нормализации, с гарантированным химическим составом и контролируемой твёрдостью. Основное отличие от стали У8А — содержание серы и фосфора в пределах обычного качества, что допустимо для большинства инструментальных применений без требований повышенной однородности.
Химический состав и структура
Сталь У8 — эвтектоидная углеродистая инструментальная сталь с содержанием углерода 0,75–0,84 %. Легирующих элементов в составе нет, что определяет невысокую прокаливаемость и ограничение по сечению заготовки. Микроструктура полосы после отжига — пластинчатый перлит с включениями цементита; после закалки и низкого отпуска — мартенсит отпуска с твёрдостью до 58–62 HRC. Полоса У8 склонна к обезуглероживанию поверхностного слоя при нагреве, поэтому при термической обработке требуется защитная атмосфера или припуск на механическую обработку.
Механические свойства полосы У8
В состоянии поставки твёрдость полосы У8 не превышает 187 HB после отжига. После закалки от 780–800 C в воде или масле и отпуска при 160–200 C достигается твёрдость 58–62 HRC. Предел прочности при растяжении в отожжённом состоянии составляет 600–650 МПа, относительное удлинение — 12–16 %. Ударная вязкость KCU после закалки и отпуска — не более 20 Дж/см, что характерно для инструментальных сталей с высокой твёрдостью.
| Параметр | Значение для У8 | Метод контроля | Состояние | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Твёрдость | 187 HB | ГОСТ 9012 | Отожжённое | Для полосы толщиной до 60 мм |
| Твёрдость после закалки | 58–62 HRC | ГОСТ 9013 | Закалка 780–800 C | Отпуск 160–200 C |
| Предел прочности | 600–650 МПа | ГОСТ 1497 | Отожжённое | Продольные образцы |
| Относительное удлинение | 12–16 % | ГОСТ 1497 | Отожжённое | 5 |
| Содержание углерода | 0,75–0,84 % | Химический анализ | Плавка | ГОСТ 1435 |
Сортамент и геометрические параметры
Полоса У8 выпускается толщиной от 2 до 60 мм и шириной от 10 до 200 мм. Длина мерная — 2–6 м, допускается немерная длина в партии. Предельные отклонения по толщине — 0,3–0,5 мм в зависимости от точности прокатки (обычная или повышенная). Серповидность полосы не превышает 2 мм на 1 м длины. Поставка возможна в прутках мерной длины или в бухтах для тонких сечений до 4 мм.
Применение полосы У8
Полоса У8 используется для изготовления инструмента и деталей, работающих на износ и воспринимающих статические нагрузки. Основные области применения:
- слесарный и монтажный инструмент — зубила, бородки, кернеры, ножи для холодной резки металла;
- деревообрабатывающий инструмент — пилы, фрезы, ножи строгальных станков;
- штамповый инструмент для холодной штамповки тонколистовых материалов;
- калибры, шаблоны и контрольно-измерительные приспособления;
- пружины и упругие элементы, работающие при статических нагрузках;
- детали текстильного и кожевенного оборудования — ножи, гребёнки, направляющие.
Термическая обработка полосы У8
Полный цикл термической обработки включает отжиг при 740–760 C с медленным охлаждением для снятия напряжений после прокатки. Закалка выполняется с нагревом до 780–800 C, охлаждение — в воде для сечений до 8 мм, в масле для более толстых полос. Отпуск подбирается в зависимости от требуемой твёрдости: для режущего инструмента — 160–200 C, для ударного инструмента — 250–350 C. При нагреве под закалку необходимо учитывать склонность стали У8 к обезуглероживанию и применять защитные покрытия или печи с контролируемой атмосферой.
Особенности обработки давлением и резанием
В отожжённом состоянии полоса У8 хорошо обрабатывается резанием — точение, фрезерование и сверление выполняются стандартным инструментом из быстрорежущей стали. Сварка стали У8 не рекомендуется из-за склонности к образованию закалочных трещин в зоне термического влияния; при необходимости соединения применяют пайку твёрдыми припоями или резьбовые соединения. Гибка полосы возможна только в нагретом состоянии до температуры 750–800 C, в холодном состоянии допустима гибка с радиусом не менее 10 толщин.
Вопросы и ответы
Чем отличается полоса У8 от стали У8А?
Сталь У8А содержит меньше серы и фосфора (не более 0,02 % каждого), что обеспечивает более высокую однородность свойств. Для полосы У8 допускается содержание серы до 0,03 % и фосфора до 0,03 %, что незначительно снижает пластичность, но не влияет на твёрдость после закалки.
Какая твёрдость достигается после закалки полосы У8?
При закалке от 780–800 C с охлаждением в воде и низком отпуске при 160–200 C твёрдость составляет 58–62 HRC. Для ударного инструмента отпуск повышают до 250–350 C, снижая твёрдость до 45–52 HRC.
Можно ли сваривать полосу У8?
Сварка стали У8 не рекомендуется из-за высокого содержания углерода — в зоне шва образуются закалочные структуры с трещинами. Для соединения применяют пайку или механическое крепление.
Какие толщины полосы У8 доступны для поставки?
Промышленно выпускается полоса У8 толщиной от 2 до 60 мм, шириной от 10 до 200 мм. Тонкие полосы до 4 мм могут поставляться в бухтах, более толстые — только в прутках мерной длины.
