Стальной пруток У8А в Минске


Стальной пруток У8А: конструкционная инструментальная сталь для режущего и мерительного инструмента

Стальной пруток У8А — горячекатаный или калиброванный сортовой прокат из углеродистой инструментальной стали марки У8А по ГОСТ 1435-99. Буква «А» в обозначении указывает на ограниченное содержание серы (не более 0,018 %) и фосфора (не более 0,025 %), что обеспечивает повышенную чистоту металла по неметаллическим включениям. Пруток поставляется в виде круглого профиля диаметром 5–200 мм, квадрата 8–100 мм и шестигранника 8–70 мм. Массовая доля углерода — 0,76–0,84 %. Структура в состоянии поставки — перлит и сорбитообразный перлит; твёрдость без термообработки — 187–207 HB.

Технические характеристики и режимы термообработки

Сталь У8А относится к доэвтектоидным углеродистым инструментальным сталям, не легирована. Критические точки: Ac1 — 730 C, Ac3 — 750 C, Ar1 — 700 C. Температура закалки — 780–800 C в воде или 800–820 C в масле. Отпуск проводят при 150–200 C для режущего инструмента (твёрдость 60–63 HRC) или при 300–400 C для пружинно-ударного инструмента (твёрдость 45–52 HRC). Прокаливаемость ограничена: критический диаметр в воде — 12–15 мм, в масле — 5–8 мм.

Пруток У8А хорошо обрабатывается резанием в отожжённом состоянии (твёрдость 170–187 HB), удовлетворительно сваривается контактной сваркой, склонен к отпускной хрупкости при медленном охлаждении после высокого отпуска. Обезуглероживание при нагреве под закалку — до 0,3 мм на сторону при нарушении защитной атмосферы.

ПараметрЗначениеУсловиеСтандартПримечание
Массовая доля углерода0,76–0,84 %плавкаГОСТ 1435-99основной элемент
Предел прочности (отожжённый)600–750 МПа20 CГОСТ 1497зависит от диаметра
Твёрдость после закалки60–63 HRCзакалка 780–800 C, отпуск 180 CГОСТ 9013режущий инструмент
Ударная вязкость20–30 Дж/смзакалка + отпуск 320 CГОСТ 9454ударный инструмент
Критический диаметр прокаливаемости12–15 ммохлаждение в водеГОСТ 5657ограниченная прокаливаемость
Сера / фосфор 0,018 % / 0,025 %ковшовая пробаГОСТ 1435-99категория «А»

Сортамент и состояние поставки

  • Круг горячекатаный — диаметр 5–200 мм, ГОСТ 2590-2006, длина 2–6 м.
  • Круг калиброванный — диаметр 3–100 мм, квалитет h11–h12, ГОСТ 7417-75.
  • Квадрат — 8–100 мм, ГОСТ 2591-2006.
  • Шестигранник — 8–70 мм, ГОСТ 2879-2006.
  • Пруток со специальной отделкой поверхности — h9–h10, ГОСТ 14955-77.
  • Состояние поставки — без термообработки, отожжённый (170–187 HB) или нормализованный.

Области применения

Пруток У8А применяется для изготовления инструмента, работающего при умеренных скоростях резания и ударных нагрузках, где не требуется высокая теплостойкость:

  • Режущий инструмент: метчики, развёртки, зенкеры, пилы по дереву, ножовочные полотна, фрезы малых диаметров.
  • Мерительный инструмент: скобы, пробки, калибры, шаблоны.
  • Ударно-штамповый инструмент: зубила, бородки, кернеры, пуансоны малых сечений.
  • Пружинно-ударный инструмент: пружины, рессоры, кольца после среднего отпуска.
  • Детали текстильных машин, швейного оборудования, деревообрабатывающих станков.
  • Слесарный инструмент: отвёртки, стамески, напильники (после закалки).

Технологические особенности обработки

При токарной обработке отожжённого прутка У8А применяют твердосплавный инструмент марок ВК6, Т15К6; скорость резания — 80–120 м/мин. Сверление отверстий в калиброванном прутке выполняют спиральными свёрлами из быстрорежущей стали Р6М5 с охлаждением СОЖ. Шлифование после закалки — кругами из электрокорунда 24А или 25А, зернистость 25–40, твёрдость СМ1–СМ2. Для снятия внутренних напряжений после черновой обработки рекомендуется отжиг при 650–680 C с медленным охлаждением.

Пруток У8А склонен к образованию трещин при закалке в воде деталей сложной формы и сечением более 15 мм. Для снижения риска применяют ступенчатую закалку в расплаве солей при 180–200 C или изотермическую закалку при 250–300 C с последующим отпуском. Обезуглероженный слой удаляют механической обработкой перед финишной термообработкой.

Вопросы и ответы

Чем сталь У8А отличается от стали У8?

Марка У8А содержит ограниченное количество серы ( 0,018 %) и фосфора ( 0,025 %) против 0,030 % и 0,035 % соответственно у У8. Это снижает склонность к хрупкости и повышает чистоту по неметаллическим включениям, что критично для мерительного и режущего инструмента.

Какая твёрдость достигается после закалки прутка У8А?

После закалки в воде от 780–800 C и отпуска при 150–200 C твёрдость составляет 60–63 HRC. При отпуске 300–400 C твёрдость снижается до 45–52 HRC, что применяется для ударного инструмента.

Можно ли сваривать пруток У8А?

Контактная сварка возможна с последующей термообработкой зоны соединения. Дуговая сварка не рекомендуется из-за высокого содержания углерода — образуются закалочные структуры и трещины. При необходимости применяют подогрев до 200–300 C и последующий отжиг.

Для каких диаметров эффективна прокаливаемость У8А?

Критический диаметр прокаливаемости в воде — 12–15 мм, в масле — 5–8 мм. Для деталей большего сечения твёрдость по сечению неравномерна, поэтому У8А не применяют для массивного инструмента.