Стальной пруток У10А: конструкционные характеристики и применение
Стальной пруток У10А — сортовой прокат из инструментальной углеродистой стали качественной категории, получаемый горячей прокаткой или ковкой с последующей термической обработкой. Марка У10А содержит 0,95–1,05 % углерода и ограниченное содержание серы (не более 0,018 %) и фосфора (не более 0,020 %), что обеспечивает повышенную чистоту по неметаллическим включениям. Пруток поставляется в отожжённом состоянии с твёрдостью 187–217 HB, что гарантирует обрабатываемость резанием на токарных и фрезерных станках с ЧПУ.
Сортамент и технические параметры
Прокат выпускается по ГОСТ 1435-99 и ГОСТ 2590-2006 в виде круглого профиля диаметром 8–180 мм, а также квадратного сечения со стороной 12–100 мм. Длина прутков — от 2 до 6 м в зависимости от способа производства. Кривизна не превышает 0,5 % длины для горячекатаного сортамента. Предельные отклонения по диаметру соответствуют квалитетам h11–h12.
| Диаметр, мм | Твёрдость, HB | Предел прочности, МПа | Относительное удлинение, % | Ударная вязкость, Дж/см |
|---|---|---|---|---|
| 20 | 187–207 | 640–720 | 14–18 | 25–35 |
| 40 | 190–210 | 650–730 | 12–16 | 22–30 |
| 60 | 192–212 | 660–740 | 10–14 | 18–26 |
| 80 | 195–215 | 670–750 | 9–13 | 16–24 |
| 120 | 197–217 | 680–760 | 8–12 | 14–22 |
Термическая обработка и формируемые свойства
Закалка прутка У10А проводится при температуре 760–800 C в воде или водополимерной среде, отпуск — при 150–200 C. После закалки и низкого отпуска достигается твёрдость 60–64 HRC при сохранении достаточной вязкости. Для снятия внутренних напряжений перед механической обработкой применяется отжиг при 740–760 C с медленным охлаждением. Прокаливаемость стали ограничена — критический диаметр в воде составляет 15–20 мм, что определяет область применения прутков преимущественно малых и средних сечений.
Области применения
- Изготовление режущего инструмента: метчики, развёртки, зенкеры, пилы по дереву и металлу.
- Штамповый инструмент холодной деформации: пуансоны, матрицы, вырубные ножи для листогибочных прессов.
- Детали узлов трения: направляющие втулки, шпиндели, эксцентрики в металлорежущих станках.
- Калибры и измерительный инструмент: скобы, пробки, шаблоны для контроля размеров.
- Пружины и упругие элементы, работающие при умеренных нагрузках в узлах сельхозтехники.
- Детали текстильного оборудования: нитеводители, гребёнки, веретённые узлы.
Технологические особенности обработки
Пруток У10А склонен к образованию карбидной сетки при медленном охлаждении после горячей деформации, что снижает технологическую пластичность. Для устранения сетки применяется нормализация при 850–870 C. При механической обработке в отожжённом состоянии обеспечивается чистота поверхности до Ra 1,6 мкм. Сварка прутков из стали У10А ограниченно применима из-за склонности к закалке в зоне термического влияния — требуется предварительный и сопутствующий подогрев до 200–300 C.
Вопросы и ответы
Какая твёрдость прутка У10А в состоянии поставки?
В отожжённом состоянии твёрдость составляет 187–217 HB в зависимости от диаметра. Это обеспечивает обрабатываемость резанием на токарных и фрезерных станках без дополнительной термообработки.
При какой температуре закаливается сталь У10А?
Закалка проводится при 760–800 C с охлаждением в воде. После низкого отпуска при 150–200 C достигается твёрдость 60–64 HRC.
Чем отличается У10А от У10?
Марка У10А имеет ограниченное содержание серы (до 0,018 %) и фосфора (до 0,020 %) по сравнению с У10, что снижает загрязнённость неметаллическими включениями и повышает однородность свойств после закалки.
Для каких диаметров эффективна сквозная прокаливаемость?
Критический диаметр прокаливаемости в воде составляет 15–20 мм. Для сечений свыше 25 мм рекомендуется применять ступенчатую закалку или выбирать легированные марки.
