Пруток круглый из У8 по ГОСТ 1435-99 диаметром 5.5 мм относится к горячекатаной инструментальной продукции класса точности А1. Материал используют для изготовления режущего и ударного инструмента, который работает без нагрева кромки. Заготовка подходит для токарной обработки, термической обработки и последующего изготовления деталей с заданными требованиями к твёрдости и прочности.
Материал и его назначение
У8 представляет собой углеродистую инструментальную сталь с содержанием углерода 0,75–0,84 %. Долю кремния и марганца стандарт ограничивает диапазоном 0,17–0,33 % для каждого элемента. Никель и медь допускаются до 0,25 %, хром до 0,2 %, сера до 0,028 %, фосфор до 0,03 %. Критическая точка Ac1 составляет 720 °C, Ar1 составляет 700 °C. Механические свойства заготовки после закалки при 780 °C в масле и отпуска при 400 °C включают предел кратковременной прочности 1420 МПа, предел пропорциональности 1230 МПа, относительное удлинение 10 % и относительное сужение 37 %.
Эту сталь применяют для фрез, зенковок, топоров, стамесок, долот, продольных и дисковых пил, накатных роликов, кернеров, отвёрток, комбинированных плоскогубцев и боковых кусачек. Для сварных конструкций материал не применяется. В качестве заменителей допускаются У7 и У10.
Технический стандарт и класс точности
ГОСТ 1435-99 устанавливает общие технические условия для прутков, полос и мотков из инструментальной нелегированной стали. Документ описывает виды металлопродукции, правила обозначения марок, требования к химическому составу, состоянию поверхности, твёрдости, микроструктуре, приёмке и контролю. Область действия распространяется на кованые, горячекатаные, калиброванные изделия и продукцию со специальной отделкой поверхности.
Для марки У8 стандарт нормирует твёрдость после закалки не менее 63 HRC3, а твёрдость термически обработанной продукции не более 187 НВ. Для горячекатаного круглого проката применяют ГОСТ 2590. Химический состав контролируют по массовой доле углерода, кремния, марганца, серы и фосфора. Требования к поверхности зависят от вида проката и его назначения. Для горячекатаных и кованых изделий нормируется глубина обезуглероженного слоя. Микроструктуру оценивают по форме перлита и состоянию цементитной сетки, а в изломе не допускаются раковины, расслоения, трещины, пузыри и шлаковые включения.
Класс точности А1 характеризует степень соответствия фактических размеров круглого прутка установленным допускам. Параметр показывает, насколько строго контролируются диаметр и геометрия изделия при изготовлении и последующей обработке. Более точный класс выбирают для деталей, которые должны изготавливаться с небольшим припуском или использоваться в соединениях, где отклонения диаметра влияют на посадку и обработку. При подборе прутка класс точности сопоставляют с рабочими чертежами, способом обработки и требованиями к готовой детали.
Диаметр заготовки
Диаметр 5.5 мм определяет сечение прутка и влияет на выбор режимов резания, припуски на обработку, жёсткость заготовки при токарных операциях и массу погонного метра. При выборе размера учитывают габариты готовой детали, технологию обработки и требования к точности изготовления. Для мелких инструментов и деталей, где требуется минимальный съём металла, используют меньшие диаметры. Для крупных заготовок, которые будут обрабатываться с большим припуском, подбирают размер с учётом окончательных габаритов и допусков.
Стандарт устанавливает сортамент горячекатаного проката по ГОСТ 2590. Предельные отклонения диаметра зависят от класса точности и размера заготовки. Для класса А1 отклонения жёстче, чем для менее точных классов. При механической обработке припуск снимают до достижения чертёжного размера детали. Если припуск недостаточен, возможен брак, если избыточен — увеличивается расход материала и время обработки.
Физические свойства и обработка
При 20 °C модуль упругости составляет 2,09 × 105 МПа, плотность 7839 кг/м3. С повышением температуры модуль упругости и плотность уменьшаются, а коэффициент линейного расширения, теплопроводность, удельная теплоёмкость и удельное электросопротивление изменяются. При 100 °C модуль упругости снижается до 2,05 × 105 МПа, коэффициент линейного расширения составляет 11,4 × 10-6 1/°C, теплопроводность 49 Вт/(м·°C), плотность 7817 кг/м3, удельная теплоёмкость 477 Дж/(кг·°C), удельное электросопротивление 230 × 109 Ом·м. При 500 °C модуль упругости падает до 1,75 × 105 МПа, коэффициент линейного расширения возрастает до 14,3 × 10-6 1/°C, теплопроводность снижается до 35 Вт/(м·°C), плотность до 7676 кг/м3, удельная теплоёмкость возрастает до 565 Дж/(кг·°C), удельное электросопротивление до 625 × 109 Ом·м.
Для изготовления инструмента заготовку подвергают закалке и отпуску. Закалку проводят при 780 °C в масле, отпуск при 400 °C. После термической обработки твёрдость достигает не менее 63 HRC3. Режимы обработки выбирают с учётом диаметра прутка, состояния материала и требований к точности детали. Токарную обработку выполняют с припуском, который зависит от чистоты поверхности, отклонений размера и дальнейшей термической обработки. Шлифование применяют для достижения высокой точности и низкой шероховатости поверхности.
Приёмка и контроль
Приёмку проводят партиями. Партия обычно состоит из продукции одной плавки, одного размера, одного режима термической обработки и одного качества поверхности. Объём выборки зависит от проверяемого показателя: химический анализ выполняют по одной пробе от плавки, размеры контролируют на 10 % единиц продукции, а качество поверхности проверяют у всех прутков партии. Испытания и измерения выполняют по методам, указанным в нормативных ссылках, включая ГОСТ 1497, ГОСТ 1763, ГОСТ 9012, ГОСТ 9013, ГОСТ 10243 и ГОСТ 18895.
Требования к поверхности зависят от вида проката. Для горячекатаных изделий нормируется глубина обезуглероженного слоя. Для продукции подгруппы а группы качества 2ГП ограничивается наличие закатов, трещин, загрязнений, пузырей и других дефектов. В изломе не допускаются раковины, расслоения, трещины, пузыри и шлаковые включения. При получении неудовлетворительного результата проводят повторные испытания на удвоенной выборке. Если повторные испытания не подтверждают соответствие, партию бракуют или проверяют поштучно.
Купить круглые стальные прутки можно в компании Федерация металла в Екатеринбурге. Цена от 110 592 руб./тн.