Сталь У10А относят к группе инструментальных углеродистых и используют для изготовления режущих и ударных инструментов.
Классификация: Сталь инструментальная углеродистая.
Применение: Сталь У10А используют в условиях, где требуется высокая твёрдость и износостойкость, но отсутствуют высокие температуры и агрессивные среды. Этот сплав эффективен в сухих и относительно нейтральных средах, где нужна высокая твёрдость режущей кромки – в производстве ножей и режущих инструментов.
Тип выпуска и вид поставки стали У10А
- Сортовой и фасонный прокат: ГОСТ 1133-71; ГОСТ 2879-2006; ГОСТ 2590-2006; ГОСТ 2591-2006; ГОСТ 1051-73; ГОСТ 8560-78; ГОСТ 8559-75; ГОСТ 7417-75; ГОСТ 14955-77; ГОСТ 1435-99.
- Листы и полосы: ГОСТ 103-2006; ГОСТ 4405-75.
- Ленты: ГОСТ 2283-79; ГОСТ 21997-76; ГОСТ 21996-76; ГОСТ 15146-69.
- Проволока стальная средне- и высокоуглеродистая: ГОСТ 9389-75; ГОСТ 5468-88.
Расшифровка обозначений марки У10А
Как читать маркировку стали У10А?
- У – обозначает углеродистую инструментальную сталь. Марки этой категории используют в производстве режущего и измерительного инструмента из-за их повышенной твердости и износостойкости.
- 10 – указывает на среднее содержание углерода (в десятых долях процента). В случае У10А это значит, что сталь содержит около 1% углерода. Увеличенное содержание углерода делает материал тверже, но снижает пластичность.
- А – показывает, что это сталь повышенного качества за счёт снижения содержания примесей – серы и фосфора. Это делает сплав однородным и долговечным, улучшая эксплуатационные характеристики.
Химический состав стали У10А согласно ГОСТ 1435-99
Таблица химического состава
Элемент | Углерод | Кремний | Марганец | Никель | Сера | Хром | Медь | Железо |
Массовая доля, % | < 0,96 - 1,03 | 0,17 - 0,33 | 0,17 - 0,28 | < 0,2 | < 0,018 | < 0,2 | < 0,2 | ~97 |
Физические свойства марки стали У10А
Температура, °С | Плотность, pn, кг/см3 | Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С) | Коэффициент теплопроводности Вт/(м °С) | Удельное электросопротивление (p, НОм · м) |
20 | 7810 | 11.5 | 40 | 420 |
100 | - | 11.9 | 44 | - |
200 | - | 12.5 | - | - |
300 | - | 13.0 | 41 | - |
400 | - | 13.4 | - | - |
500 | - | 13.9 | - | - |
600 | - | 14.3 | 38 | - |
700 | - | 13.9 | - | - |
800 | - | 15.4 | - | - |
900 | - | 13.3 | 34 | - |
Механические свойства У10А (ГОСТ 2283-79)
Состояние поставки, режим термообработки | Сечение, мм | Временное сопротивление разрыву, σв, МПа | Относительное удлинение при разрыве, δ5, % |
Лента холоднокатаная: отожженная | 0,1 - 4,0 мм | 750 | 10 |
Лента холоднокатаная: нагартованная | 0,1 - 4,0 мм | 750-1200 | - |
Лента холоднокатаная: нагартованная, класс прочности Н1 | 0,1 - 4,0 мм | 750-900 | - |
Лента отожженная высшей категории качества | 0,1 - 4,0 мм | 700 | 13 |
Механические свойства У10А при повышенных температурах
Температура испытаний, °С |
σB, МПа |
δ5, % |
ψ, % |
Образец диаметром 5 мм и длиной 25 мм деформированный отожженный. Скорость деформирования – 10 мм/мин. Скорость деформации – 0,007 1/с |
|||
700 |
105 |
50 |
87 |
800 |
90 |
52 |
100 |
900 |
55 |
59 |
100 |
1000 |
29 |
70 |
100 |
Технологические свойства
Температура ковки | начала 1180°С, конца 800°С |
Свариваемость материала | Не применяется для сварных конструкций. Способ сварки КТС |
Флокеночувствительность: не чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости: не склонна.
Твердость материала: HB 10 -1 = 197 МПа.
Сталь У10А – применение
- Производство режущего инструмента – ножи, резцы, стамески.
- Изготовление напильников и шаберов.
- Выпуск ударного инструмента – зубила, кернеры.
- Производство пружин и пружинных элементов.
- Детали механизмов, подвергающихся значительным износу и ударным нагрузкам.
- Изготовление штампов и матриц для холодной штамповки.
- Производство осей и валов для машин и механизмов.
Преимущества стали У10А
- Высокая твердость: Марка У10А – высокоуглеродистая инструментальная. Повышенное содержание углерода (около 1,0%), придает повышенную твердость и износостойкость после термообработки.
- Прочность: У10А обладает хорошей прочностью и выдерживает значительные нагрузки, что важно при изготовлении инструментов, подвергающихся механическим воздействиям – например, резцы, ножи, напильники.
- Отличная износостойкость стали У10А означает долговечность инструментов и деталей, произведённых из этого сплава. Она хорошо работает в условиях трения и механического воздействия, что необходимо для инструментов, подвергающихся постоянным нагрузкам.
- Отличные режущие свойства: После правильной термообработки (закалки) сталь У10А получает необходимые режущие свойства, поэтому инструменты эффективно работают в различных условиях, обеспечивая чистый и точный рез.
Недостатки стали У10А
- Низкая коррозионная стойкость: Сталь У10А, как и другие углеродистые стали, не имеет легирующих элементов, повышающих стойкость к коррозии. Это делает её уязвимой к ржавчине, особенно при повышенной влажности или при воздействии агрессивных сред.
- Ограниченная термостойкость: Сталь У10А плохо переносит высокую температуру. Она теряет свои свойства при температурах около 200-300°C, что ограничивает использование в высокотемпературных условиях.
- Хрупкость: Из-за высокого содержания углерода (примерно 1%) твердость стали У10А повышается, но одновременно увеличивается хрупкость. Это снижает сопротивляемость к ударам и увеличивает риск трещинообразования, особенно при работе в динамических нагрузках.
Аналоги и заменители стали У10А
Зарубежные аналоги:
- G51320, T72301, W110, W5 (США)
- 1.1545, C105W1, C105W2 (Германия)
- SK3, SK4 (Япония)
- C105E2U (Франция)
- 1.1545, C105U, CT105 (Евросоюз)
- C100KU (Италия)
- T10A (Китай)
- N10E, N11, N11E (Польша).
Заменители: марки У8А, У11, У12, У12А.