Инструменты, используемые в быту, на производстве, различных предприятиях изготавливают из специализированной, особопрочной стали. Измерительные, режущие приборы, шаблоны, пресс-формы, заготовки должны иметь определенные свойства и характеристики, соответственно и материал из которого их производят отличается особыми критериями.
Общие свойства инструментальных сплавов
Высокоуглеродистая инструментальная сталь отличается характерной твердостью и должна соответствовать ГОСТу 1435-74. Подразделяется на: для горячей обработки, для холодной мехобработки. Виды инструментальных сталей:
- Углеродистые низкой прокаливаемости.
- Штамповые.
- Легированные высокой прокаливаемости.
- Быстрорежущие.
Вне зависимости от марок инструментальные сплавы имеют следующие характеристики:
- твердость;
- износостойкость;
- высокая прочность;
- индифферентность к нагреванию;
- стойкость к температурным колебаниям;
- высокая плотность;
- стойкость к внешним механическим воздействиям, истиранию.
Среди многочисленных марок инструментальной стали наибольшее распространение имеют У7А, У8, У8А, У9. Марки от У10 становятся пластичными при повышенных температурах, соответственно имеют ограниченную область использования.
Классификация нелегированной стали
Особенность инструментальной стали - содержание углерода в различной концентрации. По химическому составу разделяется на качественную и высококачественную. А по назначению на быстрорежущую, электротехническую, шарикоподшипниковую. В зависимости от состава, т. е. процентному соотношению хрома, меди, никеля сталь применяют для:
- 1 - изготовления любых изделий, исключая патентованную проволоку и ленту;
- 2 - патентованной проволоки и ленты;
- 3 - изделий всех видов при изготовлении которых применяют неоднократный нагрев и повышенную прокаливаемость.
Различается сталь и по состоянию материала. А именно:
- без температурной обработки;
- с термической обработкой;
- нагартованный прокат
Дополнительно нелегированная сталь классифицируется по отделке поверхности, по способу последующей обработки.
Назначение в зависимости от маркировки
Углеродистая или нелегированная сталь представляет собой сплав железа и углерода без дополнительно вводимых элементов. Присутствующие случайные примеси и загрязнения незначительны и не влияют на качество и характеристики. Маркировка состоит из буквы «У» и цифр, означающих процентное содержание углерода. Если сталь высококачественная в конце ставится буква «А», это сплав с пониженным содержанием серы и фосфора. Например: У8ГА - сталь углеродистая, высококачественная, 0,8% углерода, легирующий компонент «Г» - марганец. Применение инструментов зависимости от буквенно-цифрового обозначения стали:
- У7, У7А - инструменты для деревообработки (стамески, колуны, топоры, долото и т. д.). Для небольших пневмоинструментов (обжимки, зубила, ), штампов, проволоки игольного типа, молотков, плоскогубцев, кусачек, кувалд, отверток. Крючки для рыболовства и проч. Особенности - долговечность, доступная стоимость.
- У8 - У9А - для режущих инструментов, работающих без разогрева при обработки дерева. Изготавливают накатные ролики, слесарно-монтажные инструменты, накатные ролики, плиты, простые профили и пониженного класса точности, холоднокатные ленты различной толщины. Применение при экстремальных, сложных условиях.
- У10А, У12А сердечники.
- У10, У10А игольная проволока. Прочность и точность даже при постоянном использовании.
- У10, У10А, У11, У11А пилы и сверла, небольшие штампы, напильники, ролики, слесарные инструменты, х/к лентаразличной толщины.
- У12, У12А штампы, напильники, ручные метчики, х/в пуансоны, простые штемпели пониженного класса точности. Подходит для работы с пластмассой.
- У13, У13А напильники, ножи, хирургические инструменты, бритвы, шаберы для скобления. Высокая режущая способность при многократном использовании.
Из инструментальной стали изготавливают большинство деталей измерительных приборов, используя такие свойства как прочность и твердость. Их функциональная особенность - применение в экстремальных условиях и температурных перепадах.
Специфика выбора стали
Инструментальные нелегированные стали подвергаются повышенной нагрузке и износу. При этом излишняя твердость снижает вязкость при ударе, делая инструмент ломким, подверженным механическим повреждениям, сколам, трещинам.
В связи с этим в машиностроении, космо и авиаотросли, там где требуются антикоррозийность, стойкость к деформации при использовании в экстремальных условиях нелегированные сплавы не используют. Углеродистая сталь менее прочная, но и более доступная по цене, поэтому идеально подходит для производства повседневных инструментов, и тех что используют при сварки, литья, ковки. Важно применять сталь правильно, предварительно изучив свойства и характеристики.
Полезные ссылки:
