Сталь 08: свойства, состав, обработка

Химический состав

Сталь марки 08ПС относят к конструкционным углеродистым сталям. Химический состав регламентируется ГОСТ 1050 — 88. В нем определена массовая доля элементов, входящих в состав сплава 08ПС, данные приведены ниже:

• углерод от 0,05 до 0,11%;
• кремний от 0,05 до 0,17%;
• марганец от 0,35 до 0,65%;
• хром не более 0,10%.

Расшифровка

Название стали 08ПС расшифровывается следующим образом:

• 08 количество углерода;
• пс — показатель раскисления стали, в данном случае — полуспокойная.

Существует три типа раскисления, то есть удаления кислорода. Полуспокойная сталь занимает промежуточное положение между кипящей и спокойной, при этом она содержит в себе все положительные свойства материалов, подвергнутых раскислению другими способами.

Свойства

В целом этот материал показывает хорошие прочностные характеристики и параметры твёрдости. К положительным чертам 08ПС можно отнести и то, что она совершенно спокойно под воздействием различных нагрузок. Если она не превышает определённые пределы, то изделие сохраняет свою первоначальную форму. Но надо отметить, что оно, может, на некоторое время деформироваться с последующим восстановлением. На период восстановления изделие будет находиться в напряжённом состоянии.

Выбирая этот материал необходимо помнить о том, что у любого материала существует предел текучести, преодолевая который сталь выходит из упругой деформации и начинает разрушаться.

Марка 8ПС обладает хорошей свариваемостью. Для сварочных операций можно использовать любые существующие технологии. Но надо учитывать то, что после термической обработки детали, изготовленные из этого сплава нельзя использовать для сварных конструкций.

Аналоги

Выбирая сталь 8ПС для изготовления конструкций проектировщик должен помнить, что ее всегда можно заменить ее ближайшим аналогом — марка 08. Существуют и зарубежные аналоги:

• США — А620;
• Германия — DC01;
• КНР — 08F.

Выбирая в качестве заменителя импортные материалы, необходимо помнить о том, что в комплект поставки должны входить и соответствующие сертификаты, подтверждающие качество материала и его соответствие ГОСТ.

Это интересно: Сплав Д16Т — состав, свойства, область применения, аналоги

Зарубежные аналоги материала

Сталь 08 ПС обладает свойствами, которые характерны многим другим сплавами. Наибольшее распространение получили следующие аналоги:

1. В США выпускается марка А620.
2. В Германии встречается сталь DC
3. Китайские компании выпускают металл 08F, который характеризуется схожими качествами.

При выборе материала нужно уделить внимание сертификату качества. Зарубежные аналоги обходятся намного дороже отечественных предложений

Шрипс из стали 08ПС

В продажу поставляются заготовки самого различного типа. Примером назовем пруток и фасонный, сортовой прокат. Кроме этого, на производственные площадки поставляются листы и полосы.

расшифровка, химический состав, характеристики и область применения

Расшифровка сплава

При рассмотрении того, как проводится у8а расшифровка стали, отметим, что в различных странах применяются разные стандарты обозначения. Обозначение материала У8 или У8а проводится согласно стандартам ГОСТ:

1. Буква «У» указывает на принадлежность материала к группе инструментальных сталей. Подобный символ не указывает на какой-либо компонент или свойство.
2. Следующая цифра в десятичной форме указывает на концентрацию основного компонента — углерода. В рассматриваемом случае концентрация 0,8%.
3. Если проводить расшифровку У8а, то следует учитывать, что буква «А» указывает на повышенное качество, которое достигается путем исключения из состав различных вредных примесей или снижения их концентрации.

В маркировке отсутствуют другие обозначения веществ, но в химическом составе присутствует довольно большое количество различных примесей. Примером можно назвать кремний и марганец. Кроме этого, есть и вредные примеси, к примеру, фосфор и сера, от концентрации которых зависит качество стали. С повышением концентрации вредных примесей ухудшаются эксплуатационные качества материала, теряется прочность и твердость.

Основные характеристики

У8а (характеристики и применение всегда взаимосвязаны), как ранее было отмечено, относится к группе инструментальных сталей. При ее производстве не проводится легирование состава, что снижает стоимость материала. К основным свойствам можно отнести:

Высокую прочность и твердость. Для того чтобы изготавливаемые инструменты служили на протяжении длительного периода без проведения заточки, материал должен обладать высокой прочностью и твердостью.
Теплостойкость. Во время механической обработки из-за возникновения трения структура металла нагревается. Слишком быстрый и сильный нагрев становится причиной повышения пластичности и перестроения кристаллической решетки. Теплостойкость определяет то, что инструментальная сталь даже при длительном трении не нагревается, а при нагреве не теряет свою прочность и твердость. У рассматриваемых сталей она относительно невысокая.
Низкую восприимчивость к процессу приваривания и прилипания. При обработке из-за слишком высокой подачи соприкасающиеся металлы могут взаимодействовать. Прилипание становится причиной снижения качества получаемого изделия.
Устойчивость к образованию трещин. Нередко встречается ситуация, когда на момент обработки возникает вибрация или ударная нагрузка. Подобное воздействие часто становится причиной образования микротрещин в структуре металла, которые становятся причиной существенного повышения показателя хрупкости.
Достаточный уровень вязкости

Если изготавливаются инструменты, которые при эксплуатации будут подвержены ударам, то уделяется внимание показателю вязкости.

Инструментальные стали из-за своих основных эксплуатационных характеристик зачастую применяются при изготовлении режущих инструментов, но также подходят для изготовления деталей измерительных приборов. При необходимости можно повысить некоторые характеристики путем проведения термической обработки. Ковка проводится при температуре около 1000 градусов Цельсия, процесс охлаждения проводится на открытом воздухе.

Область применения

Сталь У8а применяется в большинстве случаев для получения рабочей поверхности режущих инструментов. Несмотря на относительно высокую устойчивость к температуре, этот металл применяется в большинстве случаев для изготовления инструментов, которые не нагреваются на момент эксплуатации. Примером можно назвать:

1. Зубила.
2. Стамески.
3. Пилы.
4. Колуны.
5. Топоры.
6. Молотки.

Сегодня У8 и У8а нашли применение в сфере производства слесарно-монтажных инструментов. Как ранее было отмечено, металл предназначен не только для изготовления инструментов, но и различных износостойких деталей. Пружины, ролики, простейшие калибры могут изготавливаться при применении подобной стали.

Еще одна распространенная область применения металла — изготовление штампов для холодной высадки. Подобная инструментальная сталь подходит для изготовления штампов по причине высокой прочности и ударостойкости.

Как показывают результаты проводимых тестов, при нагреве У8 и У8а быстро начинает терять свою прочность и износостойкость. Поэтому сегодня при изготовлении резцов и фрез они практически не применяются.

Описание

Сталь 08Ю применяется: для производства листового проката 4−8 мм 4 категории, предназначенного для деталей, изготовляемых методом холодной штамповкой; электросварных труб, предназначенных для изготовления бытовых и промышленных трубчатых электронагревателей (ТЭН) и других изделий машиностроения; свертных паяных двухслойных труб для трубопроводов гидравлических систем комбайнов, тракторов, автомобилей, бытовых холодильников и т. д; холоднокатаной ленты 0,05−4,00 мм, предназначенной для гибки, штамповки деталей, изготовления труб, порошковой проволоки, деталей подшипников и других металлических изделий.

Закалка

Если технология закалки соблюдена, то конечная твёрдость изделий после термообработки должна находиться в пределах 59…62 HRC. Для выполнения такого условия, и сохранения необходимой структуры (мартенсит+аустенит) необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

Закалочные процессы протекают в полном объёме, если они начинаются при 800…820 °С.
Соотношение времени предварительного и окончательного подогрева инструмента под закалку должно быть одинаковым, и находиться в температурном диапазоне значений 400…500 °С.
Точное время нагрева обычно рассчитывается в зависимости от площади поверхности инструмента и его объёма

Особенно это важно при нагреве заготовок в расплавах солей: для расплавов это должно быть 8…14 мин, для водных растворов – 15…30 мин (увеличенные нормативы применяются для инструмента с резко отличающимися продольными и поперечными размерами).
Охлаждение инструмента после закалки проводят в воде, температура которой (независимо от времени года и температуры в термическом отделении) должна находиться в пределах 18…25 °С. При более низких температурах возрастает риск растрескивания изделий, а при более высоких твёрдость инструмента получается неравномерной

Тот же дефект возможен в том случае, когда закалочная среда загрязнена минеральными и органическими остатками.
Закалка стали У8 на воздухе невозможна.

После закалки производится отпуск изделий. При этом мартенситное превращение происходит в полной мере, внутренне напряжения снижаются, а вязкость сердцевины возрастает. Температура отпуска стали У8 после закалки составляет 140…200 °С: именно после таких температур конечная продукция сохранит достаточную твёрдость, и будет обладать достаточно вязкой сердцевиной. Время выдержки принимают в пределах 120…200 с, для измерительного инструмента температура может быть дополнительно снижена на 20…50 °С.

Иногда после заточки и шлифования инструмента из стали У8 (в основном, мерительного) проводят дополнительный отпуск. При этом температура составляет 300…350 °С, а время выдержки — 1,5…2 часа, с последующим охлаждением детали на воздухе.

Российские стандарты маркировки

Согласно российским стандартам, на стали обозначается маркировка, в которой указывается металлический состав и принадлежность к виду (частично). Если содержание углерода не превышает один процент, то его наличие в маркировке не участвует. В маркировку входят обозначения добавок, чтобы придать сплаву легирующие свойства. Они обозначаются десятыми и сотыми частями процента. Если какого-либо компонента менее полутора процентов, то его наличие отмечают только буквой.

Но не только химический состав присутствует в маркировке. Здесь есть символы, которые указывают на характеристики стального сплава для применения и уровень качества. Так буква «А» говорит о высоком качестве продукта.

Термическая обработка

Термообработка материала улучшает его качественные характеристики, при этом нет необходимости в добавлении в расплав других веществ. После этой операции повышается прочность сплава. Иногда ее применяют для деталей, которые будут использованы в несущих конструкциях. Для термообработки стали марки 08пс применяют закаливание, отпуск, отжиг.

Первая операция обеспечивает получение необходимой твёрдости. После закаливания детали можно охлаждать в любой среде (водной, масляной и пр.).

Для устранения напряжений, возникающих во внутренней структуре металла, применяют отпуск. После проведения операции изделия из стали 08пс получают большую твердость и прочность. Для выравнивания внутренней структуры и устранения ненужной пластичности сплав подвергают отжигу.

Механическая обработка

Для получения деталей из проката, изготовленного из стали 08ПС, имеет смысл выполнить очистку поверхности от окалины, следов масла и прочих загрязнений. Для этого можно использовать как щётки с металлической щетиной, так и средства малой механизации, например, УШМ (Болгарка).

На заготовительных участках предприятий, применяющих металлопрокат из 8ПС, устанавливают гильотинные ножницы, пилы Геллера, пресс — ножницы и прочее оборудование, позволяющее выполнять раскрой проката как листового, так и профильного.

Технологические свойства этого материала позволяют применять его для изготовления деталей применяя методы гибки. Ее можно выполнять как с помощью ручных гибочных станков, так и специальных станков.

Для механической обработки заготовок из стали этой марки нет необходимости применения специального инструмента. Ее можно обрабатывать с использованием твердых сплавов типа Т15К6.

Оцинковка: основные требования к качеству материала

В соответствии со стандартами, к листу предъявляются строгие требования. Поверхность материала должна быть ровной, чистой, а покрытие — сплошным. Исключаются трещины и рваные кромки глубиной больше максимальных отклонений по ширине.

Если смотреть листы, предназначенные для холодной штамповки (ХШ), холодного профилирования (ХП) и общего назначения (ОН), то на их поверхности допускаются небольшие наплывы и царапины, потертости при условии, что повреждения не нарушают однородность покрытия. На листах для окраски могут быть точки темных оттенков, следы сгиба, слабо заметные царапины и наплывы. Вес листа металла можно рассчитать, используя металлопрокатный калькулятор.