Круг сталь У8А
Инструментальная сталь У8А
Технологические процессы производства металлов подчинены достаточно строгим требованиям регламентов изготовления этого вида продукции. В полной мере это касается и производства сталей, в линейке которых каждому продукту присваивается та или иная марка. Каждая марка стали обладает определёнными характеристиками, как качественными, так и количественными параметрами. В связи с этим различные марки готового продукта применяются для производства разных изделий в зависимости от необходимых эксплуатационных характеристик. Сталь марки У8А представляет собой углеродистую сталь, обладающую рядом выдающихся качественных характеристик, в том числе прочностных. Поэтому данную марку стали именуют также инструментальной сталью.
Аббревиатура марки расшифровывается следующим образом:
- У – инструментальная сталь.
- 8А – сталь высокой точности с концентрацией углерода порядка 0,8%.
;
Физические и химические свойства кругов сталь У8А
Этот вид стали при нагреве теряет часть своих прочностных характеристик. Поэтому её не рекомендуется использовать в производстве инструментов и других изделий, эксплуатация которых сопровождается регулярным нагревом. Это касается, в том числе, режущих инструментов, при эксплуатации которых возникают критические температуры режущих зон. Плотность готового материала составляет 7859 кг на кубический метр. По своим физическим свойствам к марке стали У8А ближе всего стоят марки У7А и У10А.
Содержание в данной марке стали необходимых легирующих компонентов в строго заданных пропорциях даёт этому материалу параметры, которые необходимы, например, при производстве круглых пил. В данном случае изделие в процессе своего производства подвергается процессу отжига. Практически все без исключения инструменты, применяемые в технологических процессах деревообработки, могут быть изготовлены из стали данного типа. При этом, помимо отжига, широко используются ковка и штамповка.
Процесс отжига производится в специально подготовленной печи с определённым температурным режимом. После нагрева изделия до необходимой температурной величины оно подвергается интенсивному охлаждению в масляной среде. Часто изделие находится в вертикальном положении. Этот процесс называется закалкой. Закалка обеспечивает кратное увеличение количественных прочностных характеристик изделий.
Сфера применение стали у8а
- Инструменты, изготавливаемые из рассматриваемого вида стали:
- фрезы, зенковки, стамески, топоры, пилы;
- разнообразные элементы для отливочных форм;
- пружинные ленты и другие изделия со сложной конфигурацией;
- плоскогубцы, молотки, зубила.
Данное высококачественно сырьё широко применяется в производстве ручного инструмента: топоров, отвёрток, фрез, плоскогубцев. Также материал отлично подходит для изготовления молотков, зубил и т. д. Сталь данной марки хорошо куётся и шлифуется. Поэтому одной из сфер её применения является изготовление входных групп и разнообразных ограждений.
Любой инструмент, предназначенный для деревообработки, перед обработкой механическим способом подвергается обязательному отжигу.
Рассмотрим подробнее процесс изготовления особо прочного инструмента из стали марки У8А, например, производство пил. Вначале пилу помещают в печь для доведения изделия до необходимой температуры. После достижения определённой температурной величины осуществляется закалка изделия в масляной среде в вертикальном положении. Когда температура полуфабриката достигнет величины, укладывающейся в пределе между 300 и 400 C, изделие извлекают из ёмкости для закаливания и помещают между двумя специальными плитами для окончательного охлаждения. Плиты являются полыми конструкциями. Это предотвращает чрезмерно интенсивное охлаждение отдельных участков пилы по сравнению с соседними, что может сказаться на прочностных характеристиках готового инструмента.
Сталь рассматриваемой марки также идеально подходит для производства цанговых патронов. В процессе производства изделия применяется закалка основной части в водной среде с последующим постепенным охлаждением изделия целиком в масляной среде. Экспозиция в водной среде для цанги с диаметром от 5 до 8 мм, к примеру, составляет всего 2-3 секунды. Что касается патронов из стали с легирующими компонентами, то они закаливаются в масле целиком. Затем пружинную часть опускают в солевой раствор. Это повышает твёрдость готового изделия. Затем производится обработка в ванне, наполненной селитрой при температуре от 200 до 300 C. Для обеспечения достаточного удобства при шлифовании, для предотвращения деформации отверстия вырез в цанге не доводят до конца, оставляют небольшую перемычку размером в несколько миллиметров без выступающих углов. Если в процессе закалки эта перемычка трескается, то обязательно необходимо заварить трещину перед зачисткой заготовки. Для этого используется электросварка. После заключительного шлифования перемычки надрезаются и почти готовые цанги подвергаются разведению, а также сжатию в специальных устройствах.
Таким образом, сталь марки У8А представляет собой практически идеальный материал для изготовления инструментов, в процессе эксплуатации которых возникают чрезмерные механические нагрузки, в том числе ударного типа. Материал хорошо поддаётся процессу резки, достаточно пластичен. Тем не менее стоит учитывать, что данную марку стали не рекомендуется использовать в производстве изделий, которые в процессе эксплуатации нагреваются свыше 300 C. В этом случае возможно известное снижение механических прочностных характеристик.
Сталь описываемой марки может иметь нормальную точность (В) или повышенную точность (В). Диаметр стандартных кругов может варьировать от 3,5 до 990 мм. По желанию заказчиков производитель может выпускать продукт с иными геометрическими параметрами.
Химический состав стали марки У8А
| C | Si | Cu | Mn | Ni | Cr | P | S |
| 0.75 - 0.84 | 0.17 - 0.33 | до 0.25 | 0.17 - 0.28 | до 0.25 | до 0.2 | до 0.25 | до 0.018 |
Параметры механических свойств стали марки У8А
| Вид поставки | Диаметр круга в мм | σв(МПа) | δ5 (%) |
| Круг отоженый холоднокатаный | 0,1-1,5 | 650 | 15 |
| 1,5-4,0 | 750 | 10 | |
| Круг нагартованный холоднокатаный, класс прочности : | 0,1-4,0 | 750-900 | |
| Н1 | 900-1050 | ||
| Н2 | 1050-1200 | ||
| Н3 | |||
| Круг отоженый высшей категории качества | 0,1-4,0 | 650 | 15 |
Параметры механических свойств стали У8А в соответствии с температурой испытания
| Температура испытаний, °С | σ0,2 (МПа) | σв(МПа) | δ5 (%) | ψ % | НВ |
| Отжиг или нормализация | |||||
| 100 | - | 710 | 17 | 24 | 195 |
| 200 | - | 640 | 15 | 15 | 205 |
| 300 | - | - | 17 | 16 | 205 |
| 400 | - | - | 19 | 23 | 190 |
| 500 | - | 500 | 23 | 29 | 170 |
| 600 | - | 370 | 28 | 39 | 150 |
| 700 | - | 255 | 33 | 50 | 120 |
| Закалка в масле при температуре 780 °С. Отпуск при температурном режиме 400 °С где образцы гладкие диаметром 6.3 мм | |||||
| 20 | 1230 | 1420 | 10 | 37 | - |
| -40 | 1270 | 1450 | 11 | 36 | - |
| -70 | 1300 | 1470 | 12 | 35 | - |
| Образец диаметром 5 мм и длиной 25 мм, деформированный и отожженый. | |||||
| Скорость деформирования 10 мм/мин. Скорость деформации 0,007 1/с | |||||
| 700 | - | 105 | 58 | 91 | - |
| 800 | - | 91 | 58 | 100 | - |
| 900 | - | 55 | 62 | 100 | - |
| 1000 | - | 33 | 62 | 100 | - |
| 1100 | - | 21 | 80 | 100 | - |
| 1200 | - | 15 | 69 | 100 | - |
Твердость стали марки У8А после термообработки
| Вид поставки | Твердость |
| Сталь термообработанная | До НВ 187 |
| Закалка в воде при температуре 780-800 °С | Св. HRCЭ 63 |
Твердость стали марки У8А в зависимости от температуры отпуска
| Температура отпуска, °С | Твердость, HRCЭ |
| Закалка при температуре 780-800 °С в воде | |
| 160-200 | 61-65 |
| 200-300 | 56-61 |
| 300-400 | 47-56 |
| 400-500 | 37-47 |
| 500-600 | 29-37 |
Предел выносливости стали марки У8А
| σ-1, МПА | Термическая обработка |
| 490 | σв=1860 МПа, НВ 611 |
Параметры прокаливаемости стали У8А
| Расстояние от торца круга в мм | Примечание | ||||||||
| 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | Закалка при температуре 790 °С |
| 65,5-67 | 63-65 | 45,5-55 | 42-43,5 | 40,5-42,5 | 39,5-41,5 | 37-40,5 | 39-40 | 36-39,5 | Твердость для полос прокаливаемости, HRC |
| Критический диаметр в воде | Критический диаметр в масле |
| 15-20 | 4-6 |
Физические свойства стали У8А
| Температура | E 10- 5 | a 10 6 | l | r | C | R 10 9 |
| Градусы | МПа | 1/Град | Вт/(м·град) | кг/м3 | Дж/(кг·град) | Ом·м |
| 20 | 7830 | 140 |
Температура критических точек стали У8А
| Ac1 | 720 |
| Ar1 | 700 |
| Mn | 245 |
Зарубежные аналоги материала У8А
| США | W108 |
| Германия | 1.1525, C80W1 |
;
