Сталь 10 (углеродистая качественная)

Маркировка

При обозначении углеродистых сталей обычного качества, используют буквы Ст, которые сопровождаются цифрами, характеризующими содержание углерода. Одна цифра показывает количество, увеличенное в 10, а две цифры – в 100 раз. При гарантии механического состава сплава, перед обозначением добавляют Б, а соблюдение химических составляющих веществ – В.

В окончании маркировки, две буквы показывают степень раскисления: пс – полуспокойного, кп – кипящего состояния сплавов. Для спокойных металлов этот показатель не указывают. Увеличенное количество марганца в структуре изделия, обозначают буквой Г.

При обозначении углеродистых сталей высокого качества, используемых при изготовлении инструментов, применяют букву У, рядом с которой прописывают число, подтверждающее количество процентов углерода в 10-кратном размере, независимо от того, будет оно двухзначным или однозначным. Для выделения сплавов повышенного качества, к обозначению инструментальных сталей добавляют букву А.

Примеры обозначения углеродистых сталей: У8, У12А, Ст4кп, ВСт3, Ст2Г, БСт5пс.

Где и как применяют износостойкую сталь

Очевидно, что износостойкая высокопрочная шведская сталь обладает рядом неоспоримых преимуществ, которые позволяют использовать ее в работе с особо мощными машинами и механизмами. Потому износостойкая сталь давно используется Volvo (Вольво), Caterpillar (торговая марка CAT), Komatsu (Коматсу), LIEBHERR (Либхер), NEW HOLLAND CONSTRUCTION (Нью Холланд Констракш), John Deere (Джон Дир) — мировыми лидерами по производству дорожной, сельскохозяйственной и строительной техники. В зависимости от типа техники, износостойкая сталь применяется как:

  • в технике для переработки, измельчения отходов (Hardox 500-600 НВ; Swebor 450-500 НВ):
    • футеровка сортирующих карманов;
    • кромки прессователей мусоровозов;
    • фрезы измельчителей, ножи грануляторов;
    • грохоты, конвейерные ленты, сита, ножи;
    • молотковые дробилки;
    • стенки контейнеров.
  • Для дорожно-строительной техники (Hardox 400-450 НВ; Swebor 400-450 НВ):
    • гидравлический молот, футеровка желобов для гравия, лопастей барабанов, контейнеров;
    • экскаваторные ковши и их части, ковши с режущими кромками и боковинами;
    • режущие кромки отвала бульдозера;
    • желоб для измельчителя, отвал грейдера;
    • пластины разравниватели асфальтоукладчика;
    • футеровка дробилки.
  • Для карьерной и горно-шахтной техники (Hardox 500-600 НВ; Swebor 450-500 НВ):
    • режущие кромки механических лопат, бункера, отвалов бульдозеров;
    • легкие кузова для самосвалов;
    • футеровка разгрузочных накопителей, ударные пальцы, молотки и щёки дробилок;
    • транспортировочные желоба.
  • Для горнодобывающей техники (Hardox 500-600 НВ; Swebor 450-500 НВ):
    • легкие кузова самосвалов;
    • ковши карьерных погрузчиков;
    • бункеры главных дробилок;
    • облицовка накопителей, стенки и полы вагонов;
    • грохоты, футеровка разгрузочных пунктов, мерных бункеров и скип.
  • Для лесозаготовительной и сельскохозяйственной техники (Hardox 450-550 НВ; Swebor 450-500 НВ):
    • многоцелевые захваты, лемеха и долота плужного оборудования;
    • перемешивающие лотки для силоса;
    • захваты лесопогрузчика и перегружателя;
    • ножи отжимного пресса.
  • Для гражданского бронирование автомобилей и помещений (Hardox Extreme).
  • Мишени и отражающие щиты для стрелковых тиров (Hardox Extreme).
  • Футеровка бетоносмесителя, броня мобильной дробилки, футеровка камеры и отражающей плиты роторной дробилки, сита грохотов и измельчителей, ножи и пластины шредера, измельчителей, измельчителей, дезинтеграторов, аллигаторных механических и гидравлических ножниц, звенья высоконагруженных цепей, конвейерные шнеки, шнековые буры ( Hardox 500-600 НВ; Swebor 450-500 НВ).
  • Элементы железнодорожного полотна (Hardox 500-600 НВ; Swebor 450-500 НВ).

Годовой выпуск износостойкой стали Swebor сейчас составляет 20 тыс. тонн в год, стали Hardox — 40 тысяч. Ее применение в ремонте, усовершенствовании или усилении техники более, чем оправдано и гарантирует:

  • уменьшение веса;
  • сокращение простоя оборудования и машин за счет увеличение срока эксплуатации;
  • снижение затрат на проведение техобслуживания.

Высокое качество сплава и умеренная стоимость высокопрочной износостойкой шведской стали подтверждается ее всемирной популярностью.

Ст5пс | «КонкордМеталл»

На данной страничке приведены технические, механические и остальные свойства, а также характеристики стали марки Ст5пс.

Классификация материала и применение марки Ст5пс

Марка: Ст5пс Классификация материала: Сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества Применение: детали клепаных конструкций, болты, гайки, ручки, тяги, втулки, ходовые валики, клинья, стержни, звездочки,трубные решетки, фланцы и другие детали, работающие при температуре от 0 до 425 град, арматура класса Ат500С

Механические свойства Ст5пс при температуре 20oС

СортаментРазмерНапр.sTd5yKCUТермообр.
ммМПаМПа%%кДж / м2
Прокат, ГОСТ 535-2005490-630255-28517-20
Лист толстый, ГОСТ 14637-89490-630255-28517-20
Арматура, ГОСТ 5781-8249029519

Технологические свойства Ст5пс

Свариваемость:ограниченно свариваемая.
Флокеночувствительность:не чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости:не склонна.

Расшифровка обозначений, сокращений, параметров

Механические свойства :
Предел кратковременной прочности ,
sT— Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации),
d5— Относительное удлинение при разрыве ,
y— Относительное сужение ,
KCU— Ударная вязкость , [ кДж / м2]
HB— Твердость по Бринеллю ,
Физические свойства :
T— Температура, при которой получены данные свойства ,
E— Модуль упругости первого рода ,
a— Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o- T ) , [1/Град]
l— Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)]
r— Плотность материала , [кг/м3]
C— Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o- T ), [Дж/(кг·град)]
R— Удельное электросопротивление,
Свариваемость :
без ограничений— сварка производится без подогрева и без последующей термообработки
ограниченно свариваемая— сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке
трудносвариваемая— для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки — отжиг

Другие марки из этой категории:

Обращаем ваше внимание на то, что данная информация о марке Ст5пс, приведена в ознакомительных целях. Параметры, свойства и состав реального материала марки Ст5пс могут отличаться от значений, приведённых на данной странице

Более подробную информацию о марке Ст5пс можно уточнить на информационном ресурсе Марочник стали и сплавов. Информацию о наличии, сроках поставки и стоимости материалов Вы можете уточнить у наших менеджеров. При обнаружении неточностей в описании материалов или найденных ошибках просим сообщать администраторам сайта, через форму обратной связи. Заранее спасибо за сотрудничество!

c-met.ru

Виды углеродистой стали по степени раскисления

Степень раскисления – это ещё один фактор, влияющий на разделение углеродистых сталей по типам. Всего их 3 типа: спокойные, полуспокойные и кипящие.

Спокойные стали отличаются более однородной внутренней структурой – их расклисление осуществляется добавлением в расплавленный металл ферросилиция, ферромарганца и алюминия. В составе практически нет закиси железа. Структура мелкозернистая за счёт остаточного алюминия. В итоге получается качественный металл, подходящий для изготовления наиболее ответственных деталей и конструкций. Однако у сплавов этого типа есть существенный недостаток – их выплавка обходится достаточно дорого.

Кипящие углеродистые стали – более дешёвая, но и менее качественная альтернатива спокойным сплавам. При их выплавке используется минимальное количество специальных добавок, а процесс раскисления в печи не доводится до конца, в результате чего в структуре кипящей углеродистой стали присутствуют растворённые газы, негативно влияющие на её характеристики.

Полуспокойные стали занимают промежуточное положение и по свойствам, и по степени раскисления. Перед заливкой в изложницы в состав добавляется небольшое количество раскислителей – благодаря этому металл затвердевает практически без кипения, при этом в нём продолжается процесс выделения газов. В итоге, в структуре полуспокойной углеродистой стали меньше газовых пузырей, чем в кипящей стали. Чаще всего полуспокойные углеродистые стали применяют в качестве конструкционных материалов.

Почему импортная сталь лучше отечественной?

Основным требованием к износостойким сталям являются высокие показатели прочности, твердости и ударной вязкости. При этом материал должен оставаться пластичными, не крошиться и легко поддаваться сварке. Он должен обладать бОльшим сопротивлением к абразивному и контактному износу. Кроме того, необходимо учитывать интенсивность и условия эксплуатации узла или детали (температурный режим, твердость породы, прикладываемое усилие и т.д.). Износостойкие стали марок Hardox и Swebor являются легированными горячекатанными сталями, которые относят к классу конструкционных высокопрочных сталей твердостью от 350 до 650 HB по Бринеллю. В процессе производства они проходят закалку и отпуск, что повышает устойчивость материала ко всем видам износа.

Выпуск марки Hardox начался в 1974 году шведской компанией SSAB Oxelösund AB. Сталь Swebor начала выпускаться немного позже — в 1982 году одноименной шведской компанией Swebor Stål Svenska AB. Hardox и Swebor является аналогом таких отечественных марок сталей, как 10ХСНД, 30ХГСА, 45Х. Но почему шведская высокопрочная сталь лучше? Все дело в “чистоте” сплава. Качество стали значительно ухудшается по следующим причинам:

  • наличие пленок по границам зерен сплава (легкоплавкие сульфидные включения);
  • повышенное содержание углерода на фоне роста степени дендритной неоднородности содержания серы;
  • внутрикристаллическая ликвация (неоднородность) фосфора.

Повысить износостойкость и прочность сплава можно глубокой очисткой сырья от фосфора и серы. Однако такой процесс очень дорогостоящий и не все производители готовы его проводить. В том числе и отечественные. Потому, сравнительное содержание серы (S) и фосфора (P) в сплаве уже многое может сказать о качестве износостойкой стали:

  • Сталь 10ХСНД – до 0,04% (S); до 0,035% (P);
  • Сталь 30ХГСА – до 0,025% (S); до 0,025% (P);
  • Сталь 45Х – до 0,035% (S); до 0,035% (P);
  • Сталь HARDOX 550 – до 0,01% (S); до 0,020% (P);
  • Сталь SWEBOR 400 – до 0,01% (S); до 0,020% (P).

Процесс закалки и отпуска также играет немаловажную роль. Авторская технология, которая предусматривает точный контроль за температурой, временем нагрева и последующим охлаждением водой, делает стали Hardox и Swebor прочнее в сравнении с аналогами (видео процесса можно увидеть тут). Эффективность технологии была подтверждена экспериментальным путем сравнения различных сталей на абразивную стойкость при работе с гранитом, а также при испытаниях на механическую прочность (видео можно посмотреть тут и тут). Исследования показали, что:

  • переход от рядовой стали к Hardox 500 или Swebor 500 может продлить срок службы изделия от 3 до 5 раз.
  • 82-миллиметровый лист 10ХСНД, 30ХГСА или 45Х служит столько же, сколько и лист стали Hardox или Swebor толщиной 60 мм, что позволяет значительно снижать вес комплектующих, деталей или защиты.

Кроме того, благодаря низкому содержанию марганца и других примесей в сплаве, износостойкие шведские стали легко поддаются резке, гибке и сварке, не выделяя при этом токсичных испарений.

Применение

Низкоуглеродистые стали марок от 0,5кп до 11кп обладают невысокой прочностью и высокой пластичностью. Эти стали без термической обработки применяют для малонагруженных деталей. Тонколистовую, хо­лоднокатаную низкоуглеродистую сталь используют для холодной штамповки изделий.

Стали марок от 15кп до 25 применяются без термической обработки или в нормализованном виде. Стали поступают в виде проката, поковок, труб, листов, лент и проволоки и предназначены для менее ответственных деталей.

Среднеуглеродистые стали марок 30; 35; 40; 45; 50; 55; 58 (55пп); 60 применяют после нормализации, улучшения и поверхностной закалки для различных деталей во всех отраслях машиностроения.

Стали марок 40…60 следует применять для изготовления деталей, не требующих сквозной прокаливаемости.

Область применения углеродистых качественных конструкционных сталей:

  • 0,5кп; 0,8кп; 0,8пс; 0,8; 10кп; 10пс; 10; 11кп — Прокладки, крепёжные колпачки, втулки, валики, упоры, зубчатые колёса, фрикционные диски.
  • 10кп; 10пс; 15; 18кп; 20пс; 20 — Валики, пальцы, упоры, копиры, оси, шестерни, рычаги, крюки, траверсы, вкладыши, болты, стяжки.
  • 30; 35 — Оси, шпиндели, звёздочки, тяги, траверсы, рычаги, диски, валы.
  • 40; 45 — Коленчатые валы, шатуны, зубчатые венцы, рас­пределительные валы, маховики, зубчатые колёса, шпильки, храповики, плунжеры, шпиндели, фрикционные диски, оси, муфты, зубчатые рейки.
  • 50; 55; 58 (55пп); 60 — Зубчатые колёса, валики, штоки, бандажи, валы, эксцентрики, малонагруженные пружины и рессоры.

Вверх

Область применения стали У10А

  • Производство сердечников и игольной проволоки;
  • Изготовление инструментов, эксплуатируемых в условиях, не вызываемых разогрева кромки;
  • Производство инструментов, используемых при обработке дерева (спиральных сверл, пил, машинных столярных пил):
  • Изготовление деталей холодной штамповки (обрезных, вытяжных, высадочных и вырубных) без резких переходов по сечению;
  • Производство калибров пониженных классов и простой формы;
  • Изготовление роликов, шаберов, напильников;
  • Производство термообработанной ленты до 0.02 мм, используемой при изготовлении пружин и пружинных деталей сложной конфигурации.

Из стали У10А изготавливают клапаны, щупы, ламели двоильных ножей, конструкционные мелкие детали. Она также незаменима при производстве термообработанной ленты толщиной 0.35 – 0.7 мм, которая в свою очередь используется для изготовления голосовых язычков для музыкальных инструментов.

Сталь У10А – основной материал для производства холоднокатаной термообработанной ленты толщиной 0,05-1,30 мм. Сталь У10А также незаменима при изготовлении плющеной термообработанной ленты толщиной 0,15-2,00 мм, из которой, в свою очередь, производят различные детали сложной конфигурации.

Основные свойства

Сталь 10 (ГОСТ определяет концентрацию всех химических элементов и наличие определенных характеристик) относится к группе конструкционных углеродистых металлов.

Широкая область применения материала связана с особыми эксплуатационными характеристиками:

  1. Хорошая пластичность, что позволяет применять их для производства штампованных деталей. Для выпуска большого количества продукции часто применяется технология холодной штамповки.
  2. Хорошая степень свариваемости материала. Применение сварочного аппарата не требует предварительного нагрева заготовки. Процесс сварки может проводится при применении различных технологий. Получаемый шов характеризуется отличной прочностью и надежностью, дополнительная термическая обработка не требуется.
  3. Структура характеризуется хорошей коррозионной стойкостью. Стоит учитывать, что эта сталь не относится к группе нержавеек, так как в состав не включается большое количество хрома или других легирующих элементов. Стойкость к влаге существенно расширяет область применения материала, однако поверхность может реагировать на воздействие некоторых кислот и других химических элементов.
  4. Стоит учитывать и низкую теплостойкость. Именно поэтому ст10, характеристики которой определяют широкое распространение в машиностроительной области, нельзя применять при изготовлении деталей, которые подвержены активному износу. Слишком сильный нагрев может привести к существенному ухудшению эксплуатационных характеристик. К примеру, нагрев на момент трения становится причиной снижения износоустойчивости, а также твердости поверхности.
  5. Есть возможность провести обработку резанием. Это свойство также указывается в ГОСТ 1050-88. Заготовки из рассматриваемой стали легко обрабатывать на станках и ручных инструментом.
  6. Высокий предел выносливости определяет применение материала при изготовлении ответственных деталей, которые предназначены для длительной работы.
  7. Прокаливаемость позволяет также существенно расширить область применения изготавливаемых деталей.

Механические свойства стали 10

Для улучшения основных качеств проводится термообработка стали 10. Она позволяет существенно повысить твердость поверхности. Процесс термической обработки может привести к тому, что структура становится хрупкой. Именно поэтому следующий шаг заключается в отпуске для снижения внутренних напряжений. Охлаждение заготовки проводится на открытом воздухе или в воде, а также масле. В последнее время чаще всего используется масло, так как равномерное охлаждение позволяет снизить вероятность появления серьезных дефектов в виде окалины и структурных трещин.

Требования к химическому составу стали

Химический состав стали (основные элементы) по анализу ковшевой пробы должен соответствовать нормам по ГОСТ 380-2005, указанным в таблице ниже

Марка стали

Массовая доля химических элементов, %

углерода

марганца

кремния

Ст0

Не более 0,23

Ст1кп

0,06-0,12

0,25-0,50

Не более 0,05

Ст1пс

0,06-0,12

0,25-0,50

0,05-0,15

Ст1сп

0,06-0,12

0,25-0,50

0,15-0,30

Ст2кп

0,09-0,15

0,25-0,50

Не более 0,05

Ст2пс

0,09-0,15

0,25-0,50

0,05-0,15

Ст2сп

0,09-0,15

0,25-0,50

0,15-0,30

Ст3кп

0,14-0,22

0,30-0,60

Не более 0,05

Ст3пс

0,14-0,22

0,40-0,65

0,05-0,15

Ст3сп

0,14-0,22

0,40-0,65

0,15-0,30

Ст3Гпс

0,14-0,22

0,80-1,10

Не более 0,15

Ст3Гсп

0,14-0,20

0,80-1,10

0,15-0,30

Ст4кп

0,18-0,27

0,40-0,70

Не более 0,05

Ст4пс

0,18-0,27

0,40-0,70

0,05-0,15

Ст4сп

0,18-0,27

0,40-0,70

0,15-0,30

Ст5пс

0,28-0,37

0,50-0,80

0,05-0,15

Ст5сп

0,28-0,37

0,50-0,80

0,15-0,30

Ст5Гпс

0,22-0,30

0,80-1,20

Не более 0,15

Ст6пс

0,38-0,49

0,50-0,80

0,05-0,15

Ст6сп

0,38-0,49

0,50-0,80

0,15-0,30

В стали марок Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Ст5пс, Ст5сп допускается снижение нижнего предела массовой доли марганца на 0,10% для тонколистового проката и толстолистового проката толщиной до 10 мм при условии обеспечения требуемого уровня механических свойств.

В стали марок Ст3кп, Ст3пс и Ст3сп, предназначенной для из­готовления сортового и фасонного проката, кроме поставляемого для судостроения и вагоностроения, допускается снижение нижнего предела массовой доли марганца до 0,25%, а нижний предел массовой доли углерода не нормируется при условии обеспечения требуемого уровня механических свойств.

В стали марок Ст2кп, Ст3кп и Ст4кп, предназначенной для из­готовления сортового и фасонного проката, допускается повышение массовой доли кремния до 0,07%.

При раскислении полуспокойной стали алюминием, титаном или другими раскислителями, не содержащими кремний, а также несколькими раскислителями (ферросилицием и алюминием, ферроси­лицием и титаном и др.) массовая доля кремния в стали допускается менее 0,05%. Раскисление титаном, алюминием и другими раскисли­телями, не содержащими кремний, указывают в документе о качестве.

Массовая доля хрома, никеля и меди в стали всех марок, кроме Ст0, должна быть не более 0,30% каждого. В стали марки Ст0 массовая доля хрома, никеля и меди не нормируется.

В стали, изготовленной скрап-процессом, допускается массовая доля меди до 0,40%, хрома и никеля — до 0,35% каждого. При этом в стали марок Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, Ст3Гпс и Ст3Гсп массовая доля углерода должна быть не более 0,20%.

Массовая доля серы в стали всех марок, кроме Ст0, должна быть не более 0,050%, фосфора — не более 0,040%. В стали марки Ст0 массовая доля серы должна быть не более 0,060%, фосфора — не более 0,070%.

Массовая доля азота в стали должна быть не более:

  • выплавленной в электропечах — 0,012%;
  • мартеновской и конвертерной — 0,010%.

Допускается повышение массовой доли азота в стали до 0,013%, при условии снижения нормы массовой доли фосфора не менее чем на 0,005% при каждом повышении массовой доли азота на 0,001%.

Массовая доля мышьяка в стали всех марок, кроме Ст0, должна быть не более 0,080%. Массовая доля мышьяка в стали марки Ст0 не нормируется.

Предельные отклонения по химическому составу готового проката, слитков, заготовок, поковок и изделий дальнейшего передела должны соответствовать нормам, указанным в таблице ниже

Наименование

элемента

Предельное отклонение по химическому составу, %

кипящая сталь

полуспокойная и спокойная сталь

Углерод

±0,03

+0,03

-0,02

Марганец

+0,05

+0,05

-0,04

-0,03

Кремний

+0,03

-0,02

Фосфор

+0,006

+0,005

Сера

+0,006

+0,005

Азот

+0,002

+0,002

Основные виды

  • инструментальные углеродистые стали;
  • легированные инструментальные стали;
  • быстрорежущие.

Все они производятся согласно установленному ГОСТу.

Углеродистые виды материала во время нагревания теряют свою прочность, соответственно, их используют для производства инструментов, которые работают на малых скоростях или при простых условиях резания, когда температура нагревания составляет не больше 200 градусов.

Преимущественно их применяют для производства:

  • напильников;
  • сверл;
  • разверток;
  • метчиков и не только.

Поскольку углеродистая инструментальная сталь обладает низкими показателями свариваемости, ее не используют при изготовлении сварных конструкций.

В зависимости от процентного соотношения содержания в материале углерода, марганца, кремния, серы и других элементов он подразделяется на такие марки, как:

  • У7;
  • У8;
  • У8Г;
  • У10 и прочие.

Легированные материалы и их маркировка

Легированные материалы в составе дополнительно содержат следующие элементы:

  • никель;
  • медь;
  • марганец и т. д.

Все они улучшают характеристики материала. Легирующие элементы должны указываться при маркировке с помощью специальных обозначений буквами. Все это позволяет заранее увидеть, из чего состоит данная инструментальная сталь. Марки материала также могут включать не только буквы, но и цифры. Цифры указывают на то, в каком количестве тот или иной элемент содержится в стали в процентном соотношении. Если при маркировке цифра не ставится, то количество элемента равно около 1 процента.

При маркировке легированной стали на первом месте стоит количество углерода, которое равно десятым долям процента. Например, марка 6ХС содержит углерод в количестве 0,6%, а также по одному проценту кремния и хрома.

Инструментальные легированные стали преимущественно используются для производства штамповых или режущих инструментов, к ним относят:

  • плашки;
  • метчики;
  • развертки;
  • сверла;
  • фрезы и не только.

Как и углеродистые стали, легированные материалы тоже непригодны для производства сварных конструкций.

Быстрорежущие стали

Маркировка быстрорежущих материалов состоит из буквы «Р», числа, указывающего на массовую долю вольфрама и букв элементов, присутствующих в составе материала. Это могут быть кобальт, молибден и другие. Далее идут цифровые значения их массовых долей. Если маркировка включает буквы «Ш», то это значит «электрошлаковый переплав».

Доля хрома в быстрорежущей стали при маркировке не указывается, также отсутствует указание массовой доли молибдена, если она не превышает отметку в один процент.

Такие виды материалов оптимально подходят для производства режущих инструментов, которые от трения нагреваются до температуры от 600 до 6500 градусов. При этом они не будут деформироваться, и терять свою твердость. Данный вид изделий хорошо поддается свариванию посредством стыковой электросварки со сталью таких марок, как 45 и 40Х.

Стали углеродистые инструментальные

Из инструментальных углеродистых сталей получают горячекатаную, кованую и калиброванную сталь, сталь серебрянку, сталь для сердечников, а также слитки, листы, ленту, проволоку и другую продукцию. Из этих сталей изготовляют режущий инструмент для обработки металлов, дерева и пластмасс, измерительный инструмент, штампы для холодного деформирования.

Теплостойкость инструментальных углеродистых сталей не превышает 200°С, при нагревании выше этой температуры они теряют свою твердость, а следовательно режущие свойства и износостойкость.

Инструментальные углеродистые стали условно можно разделить на две группы (ГОСТ 1435-99): качественные стали У7, У8, У8Г, У9, У10, У11, У12 и У13 и высококачественные марок У7А, У8А, У8ГА, У9А, У10А, У НА, У12А и У13А.

В качественных инструментальных углеродистых сталях допускается содержание 0,03% серы и 0,035% фосфора, в высококачественных – 0,02% серы и 0,03% фосфора. Стали, полученные методом электрошлакового переплава, содержат до 0,015% серы. В зависимости от содержания хрома, никеля и меди инструментальные углеродистые стали подразделяются на пять групп: 1-я – качественные стали всех марок, предназначенные для изготовления продукции всех видов (кроме патенти- рованной проволоки и ленты); 2-я – высококачественные стали всех марок, предназначенные для тех же целей, что и стали первой группы; 3-я – стали марок У10А и У12А для изготовления сердечников; 4-я – стали всех марок для производства патентированной проволоки и ленты; 5-я – стали марок У7÷У13 для изготовления горяче- и холоднокатаных листов и лент, в том числе термически обработанных толщиной до 2,5 мм (кроме патентированной ленты), а также стали этих марок для производства горячекатаной и кованой сортовой стали и холоднотянутой шлифованной стали (серебрянки).

Инструментальная сталь должна обладать высокой твердостью (63÷64 HRC3), значительно превышающей твердость обрабатываемого материала, износостойкостью и теплостойкостью (способностью сохранять свойства при высоких температурах).

Измерительный инструмент, изготовленный из такой стали, должен быть прочным (ав = 590÷640 МПа), длительное время сохранять заданные размеры и форму. Рабочие детали штампов и накатных роликов для холодного деформирования (вытяжки, гибки, высадки, пробивки отверстий, накатки, раскатки), сделанные из этой стали, должны иметь высокую твердость, обладать износостойкостью при достаточной вязкости. Все это достигается путем закалки с отпуском, а для измерительного инструмента и за счет искусственного старения. В табл. 12 приведены свойства углеродистой инструментальной стали, в табл. 13- примерное назначение инструментальной углеродистой стали.

Таблица 12. Свойства стали углеродистой инструментальной (ГОСТ 1435 — 74)

Марка сталиМеханические свойства
σтσв

МПа

δ, %Дж/см3HRС
У7А6302163
У8А59063
У10А5902363
УНА63
У12А6402864
У13А64

Таблица 13. Примерное назначение стали углеродистой инструментальной

Марка сталиНазаначение
У9Деревообрабатывающий режущий инструмент (сверла, фрезы, ножи) и ножовочные полотна для обработки стали
У10, У11 и У12Металлорежущий инструмент (фасонные резцы, сверла, метчики, плашки, развертки, фрезы, напильники и ходовые винты прецизионных станков)
У13Бритвенные ножи, лезвийный хирургический инструмент и напильники
У7 и У8Слесарные молотки, зубила, губки тисков, шаблоны, скобы
У8, У9 и У10Детали микрометрического инструмента, гладкие и резьбовые калибры, цанги, фрикционные диски, пружины и др.

Как правило, изготовлению инструмента предшествует отжиг на зернистый цементит, который способствует лучшей обрабатываемости резанием и уменьшает коробление деталей при закалке.

Это интересно: Устройство и сфера применения стального троса — объясняем обстоятельно

Характеристика стали марки 10

Сталь 10 — конструкционная углеродистая качественная сталь, сваривается без ограничений. Сварка осуществляется без подогрева и без последующей термообработки, способы: ручная дуговая сварка, автоматическая дуговая сварка под флюсом и газовой защитой, КТС, ЭШС. Пластичность металла позволяет использовать их для изготовления штампованных частей и деталей. Для выпуска промышленного количества товара осуществляется технология холодной штамповки. Не склонна к флокеночувствительности, склонность к отпускной хрупкости отсутствует. Твердость стали 10: HB 10 -1 = 143 МПа. Обрабатываемость резанием В горячекатанном состоянии при НВ 99-107 и σB = 450 МПа, Kυ тв.спл. = 2,1, Kυ б.ст. = 1,6. Нашла свое применение в производстве труб и крепежных деталей котлов и трубопроводов ТЭЦ, из стали 10 изготавливают трубные крепежные детали АЭС, крепежные детали паровых и газовых турбин. При применении химико-термической обработки спектр применения резко расширяется, из нее изготавливают втулки, ушки рессор, диафрагмы, шайбы, винты, детали работающие до 350 °С к которымпредъявляются требования высокой поверхностной твердости и износоустойчивости при невысокой прочности сердцевины. Высокий предел выносливости определяет применение материала при изготовлении ответственных деталей, которые предназначены для длительной работы. Ковку производят при температурном режиме от 1300 до 700 0С, охлаждение на воздухе.

Область применения 10ХСНД

Свойства этого металла позволяют применять его для сборки металлоконструкций, которые планируется использовать как при низких, так и при высоких температурах. Изделия из него могут эксплуатироваться в широком диапазоне температур, от -70 °С до +700 °С.

В последнее время область применения этого металла достаточно расширилась. Её применяют в следующих областях:

  • строительная отрасль;
  • производство дорожной и строительной техники;
  • изготовление горнодобывающей техники;
  • лесозаготовительные и сельскохозяйственные машины;
  • механизмы для переработки строительных и металлических отходов.

В строительной сфере эта марка применяется для изготовления различных конструкций, в том числе и крупногабаритных (арок и пролётов мостов, несущих элементов зданий).

Для дорожной и горнодобывающей техники из неё изготавливают ковши и отдельные детали ковшей экскаваторов, бульдозеров.

В сельскохозяйственном машиностроении из этой стали производят лемеха плугов, элементы отжимных прессов. Для лесозаготовителей производят захваты лесопогрузчиков, отвалы бульдозеров. В переработке строительных материалов и отходов металла изготавливают специальные ножи для шредера, гидравлических ножниц, футеровки.

Отечественными аналогами 10ХСНД являются стали, имеющие следующие обозначения — 10ХСНД А, 16Г2АФ, С390. Из зарубежных аналогов очень близка по свойствам сталь, произведенная в Болгарии, с маркировкой 10ChSND.

Источник

Состав и характеристики металла

Химический состав

Эта марка стали относится к категории низкоуглеродистых сталей. Государственный стандарт определяет следующий химический состав сплава. Она состоит из 96% железа, 0,12% углерода, около 1% хрома, на такие элементы как медь, кремний, марганец и никель приходится по 0,8%. Такой состав стали 10ХСНД  соответствует ГОСТ.

Химический состав марки 10ХСНД

Физические свойства

Основные физические свойства соответствуют установленным гостам и имеют следующие значения:

  • коэффициент линейного расширения составляет 40 Вт/(м×град);
  • модуль упругости от 1,97 МПа при температуре 100 °С, понижается до коэффициента 1,25 МПа при температуре 900 °С и более;
  • плотность сплава около 7800 кг/м3;
  • удельная теплоёмкость около 500 Дж/(кг×град);
  • удельное электрическое сопротивление R×109 Ом.

Технологические свойства стали 10ХСНД

Механические свойства

Механические свойства стали 10ХСНД  определяется входящими в состав сплава химическими элементами. Основные механические свойства при температуре в 20 °С находятся в пределах следующих значений:

  • ударная вязкость KCU равна 290 кДж/м2;
  • предел кратковременной прочности находится в интервале от 510 до 685 МПа;
  • предел текучести равен 390 МПа;
  • относительное удлинение достигает 19%.

Механические свойства марки 10ХСНД

Все приведенные характеристики удовлетворяют требованиям, установленным ГОСТ для всего сортамента стали 10ХСНД .

К достоинствам стали 10ХСНД  можно отнести:

  • устойчивость к длительному воздействию высоких и низких температур;
  • хорошие показатели прочности;
  • высокая износоустойчивость;
  • отличная свариваемость.
Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий