Сталь У10 , описание свойств и режим закалки , термообработка

Сталь У10 , описание свойств и режим закалки , термообработка

Марка: У10 ( заменители: У11, У12, У12А )
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 21997-76 .
Использование в промышленности: инструмент, работающий в условиях, не вызывающих разогрева режущей кромки: метчики ручные, рашпили, надфили, пилы для обработки древесины, матрицы для холодной штамповки, гладкие калибры, топоры.

Химический состав в % стали У10
C	0,96 - 1,03
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: 7810 кг/м3
Термообработка: Состояние поставки
Твердость материала: HB 10 -1 = 197 МПа
Температура критических точек: Ac1 = 730 , Ac3(Acm) = 800 , Ar1 = 700 , Mn = 210
Температура ковки, °С: начала 1180, конца 800. Сечения до 100 мм охлаждаются на воздухе, 101-300 мм в яме.
Обрабатываемость резанием: при HB 197, К υ тв. спл=1,1 и Кυ б.ст=1,0
Свариваемость материала: не применяется для сварных конструкций. Способ сварки КТС.
Флокеночувствительность: не чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости: не склонна.

Механические свойства проката стали У10 сечением 0,1-4,0 мм (ГОСТ 2283-79)
Состояние поставки	σв(МПа)	δ5 (%)
Лента холоднокатаная: отожженая нагартованная нагартованная, класс прочности Н1 нагартованная, класс прочности Н3 Лента отожженая высшей категории качества	750 750-1200 750-900 1050-1200 700	10 - - - 13

Твердость стали У10 после термообработки (ГОСТ 1435-99)
Режимы термообработки	HRCЭ (HB)
Отжиг Закалка 770-800 °С, вода Сечение до 10-12 мм. Закалка 800 °С, масло или раслав солей при 190 °С. Отпуск 160-200 °С Сечение до 8 мм. Закалка 800 °С, масло или расплав солей при 190 °С. Отпуск 380-480 °С * Сечение до 60 мм. Закалка 770 °С, вода или 5-10%-ный раствор NaCl. Отпуск 170 °С. Пружины. Изотермическая закалка 800 °С в расплаве солей с водой. Температура ихотермы 280-360 °С. Отпуск 280-360 °С Поверхностная закалка с индукционный нагревом. Отпуск 160-200 °С	До (207) Св. 68 57-61 44-50 59-63 44-52 59-63

* Рекомендуется для пружин и деталей пружинного типа

Твердость стали У10 в зависимости от температуры отпуска
Температура отпуска, °С	HRCЭ
Закалка 760-780 °С, вода
160-200 200-300 300-400 400-500	63-65 57-63 49-57 40-49

Механические свойства стали У10 в зависимости от температуры испытания
Температура испытаний, °С	σв(МПа)	δ5 (%)	ψ %
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 90 55 29 18 16	50 52 59 70 78 86	87 100 100 100 100 100

Теплостойкость стали У10

Температура, °С	Время, ч	HRCэ
150-160 200-250	1 1	63 59

Прокаливаемость стали У10
Расстояние от торца, мм							Примечание
1,5	3	6	9	15	35	48	Закалка 860 °С
62-67	46,5-54	38-42,5	35-40	31-35,5	22-27,5	22	Твердость для полос прокаливаемости, HRC

Термообработка	Критическая твердость, HRCэ	Критический диаметр в воде	Критический диаметр в масле
Закалка Закалка 800 °С	61 43-66	15-20 20	4-6 -

Физические свойства стали У10
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			40	7810		420
100		11.5	44
200		11.9
300		12.5	41
400		13
500		13.4
600		13.9	38
700		14.3
800		13.9
900		15.4	34
1000		13.3

Расшифровка марки стали У10: буква У говорит о том, что перед нами инструментальная качественная нелегированная сталь, в которой присутствует углерод в среднем 1%.

Инструмент из стали У10 и его термообработка: отрезовки, гладилки и кельмы изготовляют сварными. Полотна изготовляют из сталей У7, У10 и подвергают термической обработке до приварки рукоятки. Учитывая значительную площадь и небольшую толщину полотен, лучше всего закалку их производить между полыми охлаждаемыми закалочными плитами или между сплошными закалочными плитами, смазанными маслом. Отпуск производят при температуре 300- 400° в течение 15-20 мин. Требуемая твёрдость Rc = 42-52.

Фрезы из углеродистой стали У10 после нагрева под закалку в свинцовой или соляной ванне замачивают в воде и переносят в масло. Выдержка в воде должна быть наименьшая во избежание появления трещин в местах резких переходов и вдоль режущих кромок, например фрезу диаметром 25 мм охлаждают в воде 3-4 сек., а затем переносят в масло. Погружать в воду фрезы следует быстро, чтобы охлаждение было равномерным по всей длине. В случае отсутствия соляной или свинцовой печи фрезы можно нагревать в камерной печи с последующим замачиванием в воде только рабочей части и переносом в масло. При охлаждении в воде фрезу следует передвигать вверх и вниз для устранения резкой границы перехода от нагретой зоны к охлаждённой. Невыполнение этого может привести к возникновению трещин. Твёрдость Rc = 60-64.

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