Стальной пруток У7: конструкционные характеристики и применение
Стальной пруток У7 — сортовой прокат из инструментальной углеродной стали марки У7 по ГОСТ 1435-99, содержащей 0,66–0,73 % углерода. Продукция поставляется в горячекатаном, кованом или калиброванном состоянии, а также в виде серебрянки. Пруток У7 применяется для изготовления инструмента, работающего при умеренных ударных нагрузках: зубил, стамесок, топоров, кернеров, слесарных молотков, деревообрабатывающего инструмента. Сталь У7 отличается повышенной вязкостью по сравнению с У8–У12 при меньшей твёрдости после закалки, что определяет её выбор для деталей, испытывающих динамические нагрузки.
Сортамент и технические параметры
Прутки У7 выпускаются диаметром от 5 до 200 мм в зависимости от способа производства. Горячекатаный прокат — 5–150 мм, кованый — 60–200 мм, калиброванный — 3–100 мм с полем допуска h11, h12. Длина прутков: немерная 2–6 м, мерная 3–6 м, кратная. Кривизна не превышает 0,5 % длины для калиброванного проката. Твёрдость в состоянии поставки — не более 187 HB (горячекатаный) и 207 HB (калиброванный).
| Параметр | Горячекатаный | Калиброванный | Кованый | Серебрянка |
|---|---|---|---|---|
| Диаметр, мм | 5–150 | 3–100 | 60–200 | 1,0–12 |
| Допуск | +0,3/–0,5 мм | h11 | +1,0/–1,0 мм | h9 |
| Твёрдость, HB | 187 | 207 | 187 | 207 |
| Шероховатость Ra, мкм | 20 | 2,5 | 20 | 0,63 |
| Длина, м | 2–6 | 2–6 | 1,5–4 | бухта/пруток |
Химический состав и механические свойства
Химический состав стали У7 регламентирован ГОСТ 1435-99: углерод 0,66–0,73 %, кремний 0,17–0,33 %, марганец 0,17–0,33 %, сера 0,028 %, фосфор 0,030 %, хром 0,20 %, никель 0,20 %, медь 0,20 %. Остаточные примеси нормируются для обеспечения стабильности закалки и прокаливаемости.
После закалки в воде от 800–820 C и отпуска при 160–200 C достигается твёрдость 58–62 HRC. Предел прочности в закалённом состоянии — 1800–2100 МПа, ударная вязкость KCU — 20–30 Дж/см. В отожжённом состоянии предел прочности составляет 600–750 МПа, относительное удлинение — 12–18 %. Критическая точка Ac1 — 730 C, Ac3 — 770 C. Прокаливаемость стали У7 невысокая: критический диаметр при закалке в воде — 8–12 мм, что ограничивает применение массивных деталей.
Технологические операции
- Ковка: температура начала 1180–1220 C, окончания 800–850 C, охлаждение в золе или песке.
- Отжиг: 740–760 C с выдержкой 2–4 ч, медленное охлаждение 30–50 C/ч до 500 C.
- Закалка: нагрев до 800–820 C, охлаждение в воде или водном растворе полимера.
- Отпуск: низкий 160–200 C (инструмент), средний 300–400 C (пружинные элементы).
- Цементация не применяется — сталь сквозного прокаливания.
Области применения
Пруток У7 востребован в инструментальном производстве, ремонтных цехах металлургических и машиностроительных предприятий, на деревообрабатывающих производствах. Из него изготавливают зубила, бородки, обжимки, кернеры, слесарные молотки, топоры, стамески, столярный инструмент, ножи для рубки металла, пружины и упругие элементы, работающие при температуре до 200 C. В сельхозмашиностроении — сегменты, лапы культиваторов, режущие элементы. В железнодорожной отрасли — костыли, противоугоны, детали путевого инструмента.
Вопросы и ответы
Чем сталь У7 отличается от У8 и У10?
У7 содержит 0,66–0,73 % углерода, что ниже, чем у У8 (0,76–0,83 %) и У10 (0,96–1,03 %). Меньшее содержание углерода обеспечивает повышенную ударную вязкость и пластичность, но снижает твёрдость после закалки. У7 применяют для инструмента с ударными нагрузками, У10 — для режущего инструмента без ударов.
Какая твёрдость достигается после термообработки прутка У7?
Закалка в воде от 800–820 C с отпуском при 160–200 C даёт 58–62 HRC. При отпуске 300–400 C твёрдость снижается до 45–52 HRC, что повышает вязкость для работы с динамическими нагрузками.
Поставляется ли пруток У7 в калиброванном виде?
Да, калиброванный прокат выпускается диаметром 3–100 мм с полем допуска h11 и h12, шероховатостью Ra 2,5 мкм. Также поставляется серебрянка 1,0–12 мм с допуском h9 для изготовления точных деталей без дополнительной обработки.
Какой стандарт регламентирует поставку прутка У7?
ГОСТ 1435-99 устанавливает химический состав и свойства стали У7. Сортамент горячекатаного проката — ГОСТ 2590-2006, калиброванного — ГОСТ 1051-73, кованого — ГОСТ 1133-71. По запросу возможна поставка по ТУ с расширенным контролем макроструктуры.
