Сталь У8 , описание свойств и режим закалки , термообработка

Сталь У8 , описание свойств и режим закалки , термообработка

Марка: У8 ( заменители: У7А, У7, У10А, У10 )
Класс: Сталь инструментальная углеродистая
Вид поставки: сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 1435-99 , ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 2879-2006. Калиброванный пруток: ГОСТ 1435-99 , ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78. Шлифованный пруток и серебрянка: ГОСТ 1435-99, ГОСТ 14955-77. Полоса:ГОСТ 103-2006, ГОСТ 4405-75 . Поковки и кованные заготовки: ГОСТ 1435-99, ГОСТ 4405-75 , ГОСТ 1133-71. Лента: ГОСТ 2283-79 , ГОСТ 10234-77 .
Использование в промышленности: для инструмента, работающего в условиях, не вызывающих разогрева режущей кромки: фрез, зенковок, топоров, стамесок, долот, пил продольных и дисковых, накатных роликов, кернеров, отверток, комбинированных плоскогубцев, боковых кусачек.

Химический состав в % стали У8
C	0,76 - 0,83
Si	0,17 - 0,33
Mn	0,17 - 0,33
Ni	до 0,25
S	до 0,028
P	до 0,03
Cr	до 0,2
Cu	до 0,25
Fe	~97

Свойства и полезная информация:

Удельный вес: 7839 кг/м3
Термообработка: Закалка 780oC, масло, Отпуск 400oC.
Твердость материала: HB 10 -1 = 187 МПа
Температура критических точек: Ac1 = 720 , Ar1 = 700 , Mn = 245
Температура ковки, °С: начала 1180, конца 800. Сечения до 100 мм охлаждаются на воздухе, 101-300 мм в яме.
Обрабатываемость резанием: при HB 187-227, σв=620 МПа, К υ тв. спл=1,2 и Кυ б.ст=1,1
Свариваемость материала: не применяется для сварных конструкций.
Флокеночувствительность: не чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости: не склонна.

Твердость стали У8 после термообработки (ГОСТ 1435-99)
Состояние поставки	Твердость
Сталь термообработанная Закалка 780-800 °С, вода	До НВ 187 Св. HRCЭ 63

Механические свойства ленты стали У8 (ГОСТ 2283-79)
Состояние поставки	Сечение, мм	σв(МПа)	δ5 (%)
Лента отожженая холоднокатаная	0,1-1,5 1,5-4,0	650 750	15 10
Лента нагартованная холоднокатаная, класс прочности : Н1 Н2 Н3	0,1-4,0	750-900 900-1050 1050-1200
Лента отожженая высшей категории качества	0,1-4,0	650	15

Предел выносливости стали У8
σ-1, МПА	Термообработка
490	σв=1860 МПа, НВ 611

Твердость стали У8 в зависимости от температуры отпуска
Температура отпуска, °С	Твердость, HRCЭ
Закалка 780-800 °С, вода
160-200 200-300 300-400 400-500 500-600	61-65 56-61 47-56 37-47 29-37

Механические свойства стали У8 в зависимости от температуры испытания
Температура испытаний, °С	σ0,2 (МПа)	σв(МПа)	δ5 (%)	ψ %	НВ
Отжиг или нормализация
100 200 300 400 500 600 700	- - - - - - -	710 640 - - 500 370 255	17 15 17 19 23 28 33	24 15 16 23 29 39 50	195 205 205 190 170 150 120
Закалка 780 °С, масло. Отпуск 400 °С (образцы гладкие диаметром 6,3 мм)
20 -40 -70	1230 1270 1300	1420 1450 1470	10 11 12	37 36 35	- - -
Образец диаметром 5 мм и длиной 25 мм, деформированный и отожженый. Скорость деформирования 10 мм/мин. Скорость деформации 0,007 1/с
700 800 900 1000 1100 1200	- - - - - -	105 91 55 33 21 15	58 58 62 62 80 69	91 100 100 100 100 100	- - - - - -

Теплостойкость стали У8

Температура, °С	Время, ч	Твердость, HRCэ
150-160 200-220	1 1	63 59

Прокаливаемость стали У8
Расстояние от торца, мм									Примечание
2	4	6	8	10	12	14	16	18	Закалка 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 У8
T (Град)	E 10- 5 (МПа)	a 10 6 (1/Град)	l (Вт/(м·град))	r (кг/м3)	C (Дж/(кг·град))	R 10 9 (Ом·м)
20	2.09			7839
100	2.05	11.4	49	7817	477	230
200	1.99	12.2	46	7786	511	305
300	1.92	13	42	7752	528	395
400	1.85	13.7	38	7714	548	491
500	1.75	14.3	35	7676	565	625
600	1.66	14.8	33	7638	594	769
700		15.2	30	7600	624	931
800		14.5	24	7852	724	1129
900						1165

Расшифровка марки стали У8: буква У говорит о том, что перед нами инструментальная качественная нелегированная сталь, в которой присутствует углерод в среднем количестве 0,8%.

Инструмент из стали У8 и его термообработка: молотки слесарные изготовляют из сталей У7 и У8. Закалке подвергаются боёк и хвост. Нагрев лучше всего вести в соляной или свинцовой ванне. При нагреве молотка в камерной печи сначала закаливают боёк, а потом хвост, после чего попеременно охлаждают до полного потемнения средней части. Для окончательного охлаждения молоток переносят в масло. Отпускают при 260-340° в течение 30-40 мин. Твёрдость Rc = 49 -56. Проверяют твёрдость на приборе РВ.

Для изготовления пневматического инструмента применяют сталь У8 или У7. Закалке подвергают рабочую хвостовую часть. Следует избегать нагрева пневматического инструмента полностью, поэтому лучше всего производить нагрев в соляных или свинцовых ваннах. Рабочую часть закаливают в воде с переносом в масло, а хвостовую часть в масле. После этого инструмент отпускают в зависимости от требуемой твёрдости рабочей части, а именно: зубила, крейцмейсели, пробойники, чеканы и насечки отпускают при 240-270° с выдержкой 30 - 40 мин. Требуемая твёрдость Rc = 56-59.

Обжимки, поддержки, бойки и выколотки отпускают при 270-300° в течение 30-40 мин. Требуемая твёрдость Rc = 53-56. Определяют твёрдость тарированным напильником. Нередки случаи, когда пневматический инструмент в месте перехода с меньшего диаметра на больший во время работы ломается, причём структура излома на глубину 5-8 мм по окружности весьма мелкозернистая, а глубже крупнозернистая. Основной причиной поломок является недостаточная чистота поверхности в местах переходов (риски, царапины и пр.).

Долота станочные изготовляют из сталей У8, У9, 65Х. Место перехода от тонкой части долота к толстой, а также стенки отверстия в полом долоте должны быть закалены на небольшую твёрдость. При несоблюдении этого возможно отгибание долота или поломка его во время работы. Получение небольшой твёрдости переходной части достигается прерывистой закалкой в воде для сплошных долот из углеродистой стали или же полной закалкой с последующим отпуском в соляной ванне до серого цвета побежалости для всех других долот. Хвостовую часть не закаливают. Долота сплошные отпускают при температуре 260-280°, а полые при 320-360°; выдерживают 20-30 мин. Требуемая твёрдость для оплошных долот Rc = 56-58, а для полых Rc = 50-52.

Стамески и долота плотничьи и столярные изготовляют из этих же сталей. Нагрев под закалку производят в печах-ваннах на длину 60-80 мм. При нагреве в камерных печах инструмент замачивают на длину 60-80 мм. Хвостовую часть не закаливают. Отпускают при температуре 250-300° в течение 20-40 мин. Требуемая твёрдость Rc = 53-58.

Комбинированные плоскогубцы и кусачки изготовляют из сталей У7 и У8. Термической обработке их подвергают в собранном виде с раскрытыми губками, калят только рабочую часть - в кусачках губки на длину 8-10 мм, а в комбинированных плоскогубцах губки на длину, включая прорези у шарнира. Охлаждают в масле или керосине при энергичном помешивании. Отпуск производят при температуре 220-300° в течение 30-40 мин. Твёрдость Rc = 52-60. Твёрдость контролируют на приборе РВ или тарированным напильником, а также путём откусывания стальной проволоки диаметром 2 мм.

Клейма изготовляют из вышеупомянутых сталей, закаливают с последующим отпуском при температуре 220-250°. Хвостовик отпускают путём нагрева в свинцовой ванне до серого цвета побежалости. Требуемая твёрдость рабочей части Rc =54-58.

Краткие обозначения:
σв	- временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа	ε	- относительная осадка при появлении первой трещины, %
σ0,05	- предел упругости, МПа	Jк	- предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
σ0,2	- предел текучести условный, МПа	σизг	- предел прочности при изгибе, МПа
δ5,δ4,δ10	- относительное удлинение после разрыва, %	σ-1	- предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа
σсж0,05 иσсж	- предел текучести при сжатии, МПа	J-1	- предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа
ν	- относительный сдвиг, %	n	- количество циклов нагружения
sв	- предел кратковременной прочности, МПа	R иρ	- удельное электросопротивление, Ом·м
ψ	- относительное сужение, %	E	- модуль упругости нормальный, ГПа
KCU и KCV	- ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см2	T	- температура, при которой получены свойства, Град
sT	- предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа	l и λ	- коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С)
HB	- твердость по Бринеллю	C	- удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T ), [Дж/(кг·град)]
HV	- твердость по Виккерсу	pn иr	- плотность кг/м3
HRCэ	- твердость по Роквеллу, шкала С	а	- коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ), 1/°С
HRB	- твердость по Роквеллу, шкала В	σtТ	- предел длительной прочности, МПа
HSD	- твердость по Шору	G	- модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа