Сталь У10А-7ХНМ плюсы и минусы для ножей, отзывы и характеристики

Сталь 10 — Полный марочник сталей и сплавов

Общие данные

Заменитель
Сталь 08, Сталь 15, Сталь 08кп
Вид поставки
Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 1050-74, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69, ГОСТ 8509-86, ГОСТ 8510-86, ГОСТ 8240-72, ГОСТ 8239-72.

Калиброванный пруток ГОСТ 10702-78, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78.

Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 10702-78, ГОСТ 14955-77.

Лист толстый ГОСТ 1577-81, ГОСТ 19903-74.

Лист тонкий ГОСТ 16523-70.

Лента ГОСТ 6009-74, ГОСТ 10234-77.

Полоса ГОСТ 1577-81, ГОСТ 103-76, ГОСТ 82-70.

Проволока ГОСТ 17305-71, ГОСТ 5663-79.

Химический состав (по ГОСТ 1050-2013)

Химический элемент %
Углерод (C) 0.07-0.14
Кремний (Si) 0.17-0.37
Медь (Cu), не более 0.25
Мышьяк (As), не более 0.08
Марганец (Mn) 0.35-0.65
Никель (Ni), не более 0.25
Фосфор (P), не более 0.035
Хром (Cr), не более 0.15
Сера (S), не более 0.04

Механические свойства

Термообработка, состояние поставки sB, МПа d5, % d4, % y, % HB HRCэ
Сталь горячекатаная, кованая калиброванная и серебрянка 2-й категории после нормализации 335 31 55
Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой: после отжига или отпуска 335-450 55 143
Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой: после сфероидизирующего отжига 315-410 55 143
Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой: нагартованная без термообработки 390 8 50 187
Полосы нормализованные или горячекатаные 335 31 55
Лист горячекатаный 295-410 24
Лист холоднокатаный 295-410 25
Лист термически обработанный 1—2-й категории 295-420 32 117
Трубы горячедеформированные термообработанные 355 24 137
Трубы холодно- и теплодеформированные термообработанные 345 24 137
Цементация 920-950 °С. Закалка 790-810 °С, вода. Отпуск 180-200 °С, воздух. 390 25 55 137 57-63
420 32 69
485 20 55
515 23 55
355 24 70
255 19 63

Механические свойства при повышенных температурах

Маркировка и классификация сталей

1. Общая классификация сталей

Сталь — это сплав железа с углеродом (до 2% углерода). По химическому составу сталь разделяют на:

  • углеродистую;
  • легированную;

По качеству сталь разделяют на:

  • сталь обыкновенного качества;
  • качественную;
  • повышенного качества;
  • высококачественную.

Сталь углеродистую обыкновенного качества подразделяют на три группы:

  • А — поставляемую по механическим свойствам и применяемую в основном тогда, когда изделия из нее подвергают горячей обработке (сварка, ковка и др.), которая может изменить регламентируемые механические свойства (Ст0, Ст1 и др.);
  • Б — поставляемую по химическому составу и применяемую для деталей, подвергаемых такой обработке, при которой механические свойства меняются, а уровень их, кроме условий обработки, определяется химическим составом (БСт0, БСт1 и др.);
  • В — поставляемую по механическим свойствам и химическому составу для деталей, подвергаемых сварке (ВСт1, ВСт2 и др.).

Сталь углеродистую обыкновенного качества изготовляют следующих марок: Ст0, Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп, СтЗкп, СтЗпс, СтЗсп, СтЗГпс, СтЗГсп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Ст5пс, Ст5сп, Ст5Гпс, Стбпс, Стбсп.

Буквы Ст обозначают «Сталь», цифры — условный номер марки в зависимости от химического состава, буквы «кп», «пс», «сп» — степень раскисления «кп» — кипящая, «пс» — полуспокойная, «сп» — спокойная).

Сталь углеродистая качественная конструкционная по видам обработки при поставке делится на:

  • горячекатаную и кованую;
  • калиброванную;
  • круглую со специальной отделкой поверхности, серебрянку.

Легированную сталь по степени легирования разделяют:

  • низколегированная (легирующих элементов до 2,5%);
  • среднелегированная (от 2,5 до 10%);
  • высоколегированная (от 10 до 50%).

В зависимости от основных легирующих элементов различают сталь 14 групп.

К высоколегированным относят:

  • коррозионностойкие (нержавеющие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против электрохимической и химической коррозии; межкристаллитной коррозии, коррозии под напряжением и др.;
  • жаростойкие (окалиностойкие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против химического разрушения в газовых средах при температуре выше 50 °C, работающие в ненагруженном и слабонагруженном состоянии;
  • жаропрочные стали и сплавы, работающие в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение определенного времени и обладающие при этом достаточной жаростойкостью.

Сталь легированную конструкционную в зависимости от химического состава и свойств делят:

  • качественная;
  • высококачественная А;
  • особо высококачественную Ш (электрошлакового переплава).

По видам обработки при поставке различают сталь:

  • горячекатаная;
  • кованая;
  • калиброванная;
  • серебрянка.

По назначению изготовляют прокат:

  • для горячей обработки давлением и холодного волочения (подкат);
  • для холодной механической обработки.

2. Классификация углеродистых сталей

Стали подразделяются на углеродистые и легированные. По назначению различают стали конструкционные с содержанием углерода в сотых долях процента и инструментальные с содержанием углерода в десятых долях процента. Наибольший объем сварочных работ связан с использованием низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей.

Основным элементом в углеродистых конструкционных сталях является углерод, который определяет механические свойства сталей этой группы. Углеродистые стали выплавляют обыкновенного качества и качественные. Стали углеродистые обыкновенного качества подразделяются на три группы:

  • группа А — по механическим свойствам;
  • группа Б — по химическому составу;
  • группа В — по механическим свойствам и химическому составу.

Изготавливают стали следующих марок:

  • группа А — Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5, Ст6;
  • группа Б — БСт0, БСт1, БСт2, БСт3, БСт4, БСт5, БСт6;
  • группа В — ВСт0, ВСт1, ВСт2, ВСт3, ВСт4, ВСт5.

По степени раскисления сталь обыкновенного качества имеет следующее обозначение:

  • кп — кипящая,
  • пс — полуспокойная,
  • сп — спокойная.

Кипящая сталь, содержащая кремния (Si) не более 0,07%, получается при неполном раскислении металла марганцем. Сталь характеризуется резко выраженной неравномерностью распределения вредных примесей (серы и фосфора) по толщине проката. Местная повышенная концентрация серы может привести к образованию кристаллизационных трещин в шве и околошовной зоне. Кипящая сталь склонна к старению в околошовной зоне и переходу в хрупкое состояние при отрицательных температурах.

Спокойная сталь получается при раскислении марганцем, алюминием и кремнием, и содержит кремния (Si) не менее 0,12%; сера и фосфор распределены в ней более равномерно, чем в кипящей стали. Эта сталь менее склонна к старению и отличается меньшей реакцией на сварочный нагрев.

Полуспокойная сталь по склонности к старению занимает промежуточное место между кипящей и спокойной сталью. Полуспокойные стали с номерами марок 1—5 выплавляют с нормальным и с повышенным содержанием марганца, примерно до 1%. В последнем случае после номера марки ставят букву Г (например, БСтЗГпс).

Стали группы А не применяются для изготовления сварных конструкций. Стали группы Б делятся на две категории. Для сталей первой категории регламентировано содержание углерода, кремния марганца и ограничено максимальное содержание серы, фосфора, азота и мышьяка; для сталей второй категории ограничено также максимальное содержание хрома, никеля и меди.

Стали группы В делятся на шесть категорий. Полное обозначение стали включает марку, степень раскисления и номер категории. Например, ВСтЗГпс5 обозначает следующее: сталь группы В, марка СтЗГ, полуспокойная, 5-й категории. Состав сталей группы В такой же, как сталей соответствующих марок группы Б, 2-й категории. Стали ВСт1, ВСт2, ВСтЗ всех категорий и степеней раскисления выпускаются с гарантированной свариваемостью. Стали БСт1, БСт2, БСтЗ поставляют с гарантией свариваемости по требованию заказчика.

Углеродистую качественную сталь выпускают в соответствии с ГОСТ 1060—74. Сталь имеет пониженное содержание серы. Допустимое отклонение по углероду (0,03—0,04%). Стали с содержанием углерода до 0,20%, включительно, могут быть кипящими (кп), полуспокойными (пс) и спокойными (сп). Остальные стали — только спокойные. Для последующих спокойных сталей после цифр, буквы «сп» не ставят.

Углеродистые стали в соответствии с ОСТ 14-1-142—84 подразделяются на три подкласса:

  • низкоуглеродистые с содержанием углерода до 0,25%;
  • среднеуглеродистые с содержанием углерода (0,25—0,60%);
  • высокоуглеродистые с содержанием углерода более 0,60%.

В сварных конструкциях в основном применяют низкоуглеродистые стали.

В сварочном производстве очень важным является понятие о свариваемости различных металлов.

Свариваемостью называется способность металла или сочетания металлов образовывать при установленной технологии сварки соединения, отвечающие требованиям, обусловленным конструкцией и эксплуатацией изделия.

По свариваемости углеродистые стали условно подразделяются на четыре группы:

  • I — хорошо сваривающиеся;
  • II — удовлетворительно сваривающиеся, т. е. для получения качественных сварных соединений деталей из этих сталей необходимо строгое соблюдение режимов сварки, специальные присадочные материалы, определенные температурные условия, а в некоторых случаях — подогрев, термообработка;
  • III — ограниченно сваривающиеся, для получения качественных сварных соединений необходим дополнительный подогрев, предварительная или последующая термообработка;
  • IV — плохо сваривающиеся, т. е. сварные швы склонны к образованию трещин, свойства сварных соединений пониженные, стали этой группы обычно не применяют для изготовления сварных конструкций.

Все низкоуглеродистые стали хорошо свариваются существующими способами сварки плавлением. Обеспечение равнопрочности сварного соединения не вызывает затруднений. Швы имеют удовлетворительную стойкость против образования кристаллизационных трещин. Это обусловлено низким содержанием углерода. Однако в сталях, содержащих углерод по верхнему пределу, вероятность возникновения холодных трещин повышается, особенно с ростом скорости охлаждения (повышение толщины металла, сварка при отрицательных температурах, сварка швами малого сечения и др.). В этих условиях, для предупреждения появления трещин, применяют предварительный подогрев до 120—200 °C.

В табл. 1. приведено обозначение химических элементов в марке легированной стали, а в табл 2 — состав некоторых марок сталей. В табл. 3 приведено примерное назначение различных марок сталей.

Таблица 1. Обозначение химических элементов в марке легированной стали

Элемент Условное обозначение
в таблице Менделеева в марке стали
Марганец Мп Г
Кремний Si С
Хром Сг X
Никель Ni Н
Молибден Мо М
Вольфрам W В
Селен Se Е
Алюминий Al Ю
Титан Тi Т
Ниобий Mb Б
Ванадий V Ф
Кобальт Со К
Медь Сu А
Бор В р
Цирконий Zr Ц

Таблица 2. Массовая доля химических элементов в различных марках стали в %

Таблица 4. Стали конструкционные легированные

Страны СНГ Зарубежные аналоги
Германия (DIN) США (AISI / ASTM)
12ХН3А 1.5732 14NiCr10 655M13
12Х2Н4А E3310
15ХМ 1.7337 16CrMo44
17Г1С 1.0570 St52-3N
18ХГ 1.7131 16MnCr5 5120
27ХГР 1.5526 30MnB4
30ХМ 1.7218 25CrMo4 4130
30Х3МФ 1.8519 31CrMoV9V
30Х2Н2М 1.6580 30CrNiMo8V
38Х2МЮА 1.8509 41CrAlMo7 A290C1M
40ХН2МА 1.6565 40CrNiMo6 4340
40Х 1.7045 42Cr4 5140
40ХН 1.5711 40NiCr6 3140
40ХГМ 1.7255 42CrMo4 4140
40ХГНМ 1.6546 40NiCrMo22 8640
45Г 1.0503 C45 1045

Таблица 5. Нержавеющие стали

Страны СНГ Зарубежные аналоги
Германия (DIN) США (AISI / ASTM)
03Х18Н11 1.4306 X2 CrNi 19-11 304L
03Х17Н13М2 1.4435 X2 CrNiMo 18-14-3 316L
08Х17Н13М2 1.4436 X5 CrNiMo 17-13-3 316
08Х17Н13М2Т 1.4571 X6 CrNiMoTi 17-12-2 316Ti
08Х18Н10 1.4301 X5 CrNi 18-10 304
08Х18Н10Т 1.4541 X6 CrNiTi 18-10 321
06Х18Н11 1.4303 X4 CrNi 18-11 305
10Х23Н18 1.4845 X8 CrNi 25-21 310S
20Х23Н13 1.4833 X12 CrNi 32-13 309
20Х25Н20С2 1.4841 X15 CrNiSi 25-20 314
08З13 1.4000 X6 Cr 13 410S
08Х17Т 1.4510 X6 CrTi 17 430Ti
12Х17 1.4016 X6 Cr 17 430
12Х13 1.4006 X10 Cr 13 410
20Х13 1.4021 X20 Cr 13 420
20Х17Н2 1.4057 X20 CrNi 17-2 431

Таблица 6. Стали быстрорежущие

Таблица 7. Жаропрочные стали и сплавы по ГОСТ

Cталь У10 для ножей — плюсы и минусы выбора

Сталь У10 относится к серии углеродистых инструментальных сплавов высокой твердости. Служит основой ручных инструментов, штампов, измерительных приспособлений и напильников, пригодных для перековки в клинки. Марка идеальна для создания острой режущей кромки, не подвергающейся термообработке. Высокая твердость (56-58 HRC) поддерживает заточку на протяжении длительного периода при активной рубке или резке. Однако, в силу низкой коррозийной стойкости, клинок из стали У10 нуждается в тщательном уходе (достаточно протравить лимонным соком, промывать с содой или горчицей, вытирать насухо).

Производство стали У10 по ГОСТ 1435–90

Согласно ГОСТ 1435–90 инструментальную сталь маркируют буквой «У», цифра 10 указывает на содержание углерода в десятых долях процента (1%). Инструмент, поставляемый на рынок РФ, зарубежья, производится из высококачественного легированного сплава, содержащего небольшую долю добавок:

  1. Кремния — 017…0,33.
  2. Марганца — 017…0,33.
  3. Серы — 0,028.
  4. Фосфора — 0,03.

Кремний дегазирует металл, повышая плотность слитка. Марганец улучшает прочностные характеристики стали, не снижая пластичности, и резко повышает устойчивость металла к образованию трещин, возникающим под влиянием серы. Сера — вредная примесь, попадающая в состав металлических сплавов из чугуна. Фосфор обеспечивает удобство заточки и способствует резательным свойствам готовой продукции.

Для создания инструмента из металла марки У10 (отрезовок, гладилок, кельм) используются сварные методы. Полотна подвергают термообработке до присоединения рукоятки. Учитывая объемную площадь и небольшую толщину полотен, заготовки закаляют между полыми охлажденными панелями или сплошными плитами, обработанными маслом. Отпуск выполняют при температурном режиме 300- 400° на протяжении 15-20 минут. Строгое соблюдение технологии изготовления стали У10 позволяет достигнуть твердости Rc = 42-52.

Совет: для увеличения периода эксплуатации не стоит пользоваться ножом как метательным средством.

Плюсы стали У10

Положительные свойства ножей серии У10 составляют обширный перечень.

  • Острый. Отличные режущие качества. Твердость ножей из инструментальной легированной стали проверяют по ГОСТ 9012 при снятом обезуглероженном слое на расстоянии 10 см от полосы. Количество отпечатков не должно превышать трех.
  • Долго сохраняет заточку. Режущая кромка изделия длительное время остается острой. Ножи из стали У10 с легкостью проходят тесты жесткими, мягкими и абразивными материалами, показывая конкурентные преимущества при нарезании материала под различными углами.
  • Стойкость к истиранию. Ножи серии У10 устойчивы к выкрашиванию (загибу краев) при разделке небольших охотничьих трофеев, использовании в быту и на рыбалке. Однако, производители изделий из твердых стальных сплавов предупреждают о возможном нарушении структуры металла при реализации сложных задач:
    • Рубки твердых заготовок — дерева, гвоздей, металлоконструкций, костей крупного скота.
    • Открывания консервных банок.
    • Замены молотков, отверток, подобного инструмента.
    • Работы с агрессивными средами.
    • Перегиба под большим углом.
  • Используется для создания эксклюзивного орудия. Инструментальная углеродистая сталь успешно применяется частными мастерами для изготовления режущих приспособлений (авторских клинков ножей, кинжалов, стилетов, сабель, шпаг, палашей), соответствующих высокой степени износостойкости и красностойкости.
  • Стоит недорого. Распространенность сырья и экономически выгодная технология производства обуславливает приемлемые цены готовых ножей.
  • Малотоксичный. Сталь У10 соответствует гигиеническим нормам материала.
  • Долговечный. Длительность эксплуатации ножей из легированной стали достигает 50 лет. На протяжении указанного срока изделия хорошо сохраняют первоначальные свойства.
  • Обеспечивает легкость ухода. Простота ухода и эксплуатации. После применения ножа из стали У10, достаточно удалить влагу, очистить инструмент от грязи. Затем клинок подвергается дальнейшей обработке антикоррозионной смазкой (минеральным, оружейным маслом или силиконовой смазкой). Процедура занимает минимум времени.
  • Возможно травление. Травление ножей из стали У10 проводят в растворе, содержащем 15 % персульфата аммония и 85 % воды. Достаточно подержать нож в растворе на протяжении 2 минут, затем промыть инструмент под струей чистой воды, протереть ватным тампоном. Для достижения желаемого эффекта, процедуру повторяют 2-3 раза. Вместо персульфата аммония также подойдет азотная кислота (5 %).
  • Привлекаельный внешний вид. Эстетичность и практичность продукции из стали У10 обеспечивает высокую популярность готовых ножей у коллекционеров. На заметку! Многие мастера успешно используют возможность комбинирования железа и высокоуглеродистой стали для получения материала, способного восполнить недостатки исходных заготовок. Например, чередуют слои сплавов с высоким и низким содержанием углерода. Первые при закалке обретают большую твердость, а вторые, служат амортизирующей подложкой, обеспечивая клинкам гибкость и упругость.

Минусы сплава У10А

Нож, вылитый из стали У10А и закаленный до 52 hrc снискал славу самого острого, клинок долго сохраняет остроту, но боится ударов. Высокая твердость материала усложняет заточку клинкам в полевых условиях. Отличным решением проблемы станет сочетание сплава марки У10А в пакете с инструментальной сталью 7ХНМ. Данная технология изготовления композита освоена «ЗЗОСС». Конечный продукт обладает качествами, свойственными дамасским ножам. Единственным недостатком сплава У10А-7ХНМ выступает подверженность коррозии. Своевременный уход позволит продлить полезные свойства ножа.

Резюме

Ножи из стали У10А — недорогие, стойкие к повышенным рабочим нагрузкам изделия, рекомендованные охотникам, рыболовам, любителям загородного отдыха. Избегая в ходе эксплуатации грубого механического действия и обеспечив должный уход, клинки сохранят исходные свойства на долгие годы.

Читайте также:  Считаем икринки в банке Среда обитания ТВ
Ссылка на основную публикацию
Adblock detector