Сталь 10 – расшифровка марки, сфера применения, особенности материала


Характеристика стали марки 10

Сталь 10 — конструкционная углеродистая качественная сталь, сваривается без ограничений. Сварка осуществляется без подогрева и без последующей термообработки, способы: ручная дуговая сварка, автоматическая дуговая сварка под флюсом и газовой защитой, КТС, ЭШС.
Пластичность металла позволяет использовать их для изготовления штампованных частей и деталей. Для выпуска промышленного количества товара осуществляется технология холодной штамповки. Не склонна к флокеночувствительности, склонность к отпускной хрупкости отсутствует. Твердость стали 10: HB 10 -1 = 143 МПа. Обрабатываемость резанием В горячекатанном состоянии при НВ 99-107 и σB = 450 МПа, Kυ тв.спл. = 2,1, Kυ б.ст. = 1,6. Нашла свое применение в производстве труб и крепежных деталей котлов и трубопроводов ТЭЦ, из стали 10 изготавливают трубные крепежные детали АЭС, крепежные детали паровых и газовых турбин. При применении химико-термической обработки спектр применения резко расширяется, из нее изготавливают втулки, ушки рессор, диафрагмы, шайбы, винты, детали работающие до 350 °С к которымпредъявляются требования высокой поверхностной твердости и износоустойчивости при невысокой прочности сердцевины. Высокий предел выносливости определяет применение материала при изготовлении ответственных деталей, которые предназначены для длительной работы. Ковку производят при температурном режиме от 1300 до 700 0С, охлаждение на воздухе.

Назначение

Сталь 10 – углеродистая, качественная, конструкционная сталь – данные определения указывают на ее назначение.

Углеродистая – означает нелегированная, с минимальным количеством добавок в составе. Недостатком таких сталей является подверженность коррозии и нежелательность эксплуатации при очень высоких или очень низких температурах. К достоинствам можно отнести простоту изготовления, низкую стоимость, обусловленную отсутствием в составе дорогих добавок, высокие эксплуатационные характеристики в нормальных условиях. Это лучшая сталь для изделий массового назначения – конструкций, труб, крепежей, арматуры, ограждений, обшивок, балок, швеллеров и т.д.

Конструкционная – означает, что сталь предназначена для изготовления конструкций (сварных и несварных) и деталей механизмов. Такие сталь пользуются большой популярностью в машиностроении и строительстве. В зависимости от их характеристик, из них изготавливают жесткие несущие конструкции, каркасы, фермы, ответственные и неответственные детали, крепежи, арматуру и т.д.

Расшифровка стали марки 10

Расшифровка стали: Получают конструкционные углеродистые качественные стали в конвертерах или в мартеновских печах. Обозначение этих марок сталей начинается словом «Сталь». Следующие две цифры указывают на среднее содержание углерода в сотых долях процента, цифры 10 обозначают содержание его около 0,1 процента.

Сортовой и фасонный прокатГОСТ 8510-86; ГОСТ 8239-89; ГОСТ 10551-75; ГОСТ 8240-97; ГОСТ 2879-2006; ГОСТ 2591-2006; ГОСТ 2590-2006; ГОСТ 8509-93; ГОСТ 1133-71; ГОСТ 11474-76; ГОСТ 9234-74;
Листы и полосыГОСТ 6765-75; ГОСТ 14918-80; ГОСТ 19903-74; ГОСТ 82-70; ГОСТ 16523-97; ГОСТ 103-2006;
ЛентыГОСТ 3560-73;
Сортовой и фасонный прокатГОСТ 7417-75; ГОСТ 8560-78; ГОСТ 8559-75; ГОСТ 1050-88; ГОСТ 1051-73; ГОСТ 14955-77; ГОСТ 10702-78;
Листы и полосыГОСТ 4405-75; ГОСТ 10885-85; ГОСТ 1577-93; ГОСТ 4041-71;
ЛентыГОСТ 19851-74; ГОСТ 10234-77; ГОСТ 503-81;
Трубы стальные и соединительные части к нимГОСТ 22786-77; ГОСТ 8638-57; ГОСТ 8645-68; ГОСТ 53383-2009; ГОСТ 24950-81; ГОСТ 6856-54; ГОСТ 30564-98; ГОСТ 30563-98; ГОСТ 8646-68; ГОСТ 23270-89; ГОСТ 8644-68; ГОСТ 11249-80; ГОСТ 20295-85; ГОСТ 5005-82; ГОСТ 8642-68; ГОСТ 10707-80; ГОСТ 1060-83; ГОСТ 550-75; ГОСТ 8639-82; ГОСТ 8731-87; ГОСТ 8732-78; ГОСТ 8733-74; ГОСТ 8734-75; ГОСТ 12132-66; ГОСТ 9567-75; ГОСТ 3262-75; ГОСТ 14162-79; ГОСТ 13663-86; ГОСТ 10705-80; ГОСТ 10704-91; ГОСТ 5654-76;
Проволока стальная низкоуглеродистаяГОСТ 5663-79; ГОСТ 1526-81; ГОСТ 792-67; ГОСТ 5437-85;
Проволока стальная средне- и высокоуглеродистаяГОСТ 17305-91; ГОСТ 9389-75; ГОСТ 7372-79; ГОСТ 26366-84; ГОСТ 3920-70; ГОСТ 9850-72;
Сетки металлическиеГОСТ 9074-85;

Применение

Листовой прокат стали 10 используют для холодной штамповки деталей, соотношение прочность/пластичность делают его наиболее подходящим для этого способа обработки. Из стали 10 делают детали, к которым предъявляются требования высокой пластичности и износостойкости. Сталь 10 – улучшаемый сплав, детали могут подвергаться химико-термической обработке для улучшения эксплуатационных характеристик. Популярны горячедеформированные, холоднодеформированные, сварные трубы из стали 10, а также элементы котлов, теплоэлектростанций, гидравлических систем.

Применение стали 10 для трубопроводов в зависимости от параметров транспортируемой среды (ГОСТ 32569-2013)

Марка стали, класс прочности, стандарт или ТУ Технические требования на трубы (стандарт или ТУ) Номинальный диаметр, мм Виды испытаний и требований (стандарт или ТУ) Транспортируемая среда (см. ГОСТ 32569-2013 обозначения таблицы 5.1) Расчетные параметры трубопровода
Максимальное давление, МПа Максимальная температура, °С Толщина стенки трубы, мм Минимальная температура в зависимости от толщины стенки трубы при наряжении в стенке от внутреннего давления [σ], °C
более 0,35[σ] не более 0,35[σ]
Бесшовные трубы
Сталь 10 ГОСТ 1050 ГОСТ 550 группы А, Б 10-300 ГОСТ 550 Все среды ≤32 475 ≤12 >12 минус 40 минус 30 минус 40
ГОСТ 8731, ГОСТ Р 53383 группа В, кроме изготовленных из слитка 50-400 ГОСТ 8731, ГОСТ Р 53383 с гарантией гидроиспытания ≤5 ≤12 >12 минус 40 минус 30
Среды группы В, кроме пара и горячей воды ≤5 ≤12 >12 минус 40 минус 30
ГОСТ 8733, ГОСТ Р 54157 группа В 10-150 ГОСТ 8733, ГОСТ Р 54157 Все среды с гарантией гидроиспытания 32 ≤6 минус30
ТУ 14-3-826-79 20-50 ТУ 14-3-826-79 Все среды ≤12 минус 30
ТУ 14-3-1486-87 300, 350, 400 ТУ 14-3-1486-87 минус 40
ТУ 14-3-587-77 500 ТУ 14-3-587-77 ≤12 >12 минус 40 минус 30
ТУ 14-ЗР-55-2001 50-400 ТУ 14-ЗР-55-2001 минус 30
ТУ 14-3-1577-88 ТУ 14-3-1577-88 минус 40
ТУ 14-3-1128-2000 ТУ 14-ЗР-1128-2007 ТУ 14-3-1128-2000 ТУ 14-ЗР-1128-2007 ≤12 >12 минус 40 минус 30 минус 60 минус 40
Электросварные трубы спиральношовные
Сталь 10 ГОСТ 1050 ГОСТ 3262 6-150 ГОСТ 3262 Среды группы В, кроме пара и горячей воды ≤1,6 200 ≤5 минус 20 минус 20

Пределы применения, виды обязательных испытаний и контроля прокладок из стали 10 для давления свыше 10 МПа (100 кгс/см2) (ГОСТ 32569-2013)

Марка стали, стандарт или ТУ 10 ГОСТ 1050
Технические требования ОСТ 26-01-49-82
Наименование детали Прокладки металлические
Предельные параметры Температура стенки, °С, не более От -40 до +250
Давление номинальное, МПа (кгс/см2) не более 32 (320)
Обязательные испытания σ0,2 +
σв +
σ +
f
KCU +
HB +
Контроль Дефектоскопия +
Неметаллические включения

Применение стали 10 для изготовления крепежных деталей (ГОСТ 32569-2013)

Марка стали Технические требования Допустимые параметры эксплуатации Назначение
Температура стенки, °С Давление среды, МПа (кгс/см2), не более
Сталь 10 ГОСТ 1050 СТП 26.260.2043 От 0 до +300 2,5 (25) Гайки
От -40 до +450 10 (100) Шайбы

Механические свойства сталь 10

ГОСТВид поставки, режим термообработкиσв(МПа)δ5 (%)ψ %НВ, не более
1050-88Сталь горячекатаная, кованая калиброванная и серебрянка 2-й категории после нормализации3353155
10702-78Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой:
после отжига или отпуска335-45055143
после сферодизирующего отпуска315-41055143
нагартованная без термообработки390850187
1577-93Полосы нормализованные или горячекатаные335855
16523-70Лист горячекатаный (образцы поперечные)295-41024
Лист холоднокатаный (образцы поперечные)295-41025
4041-71Лист термически обработанный 1-2й категории295-42032117
8731-87Трубы горячедеформированные термообработанные35524137
8733-87Трубы холодно- и теплодеформированные термообработанные34524137
Цементация 920-950 °С. Закалка 790-810 °С, вода. Отпуск 180-200 °С, воздух.3902555 сердц. 137

поверхн. 57-63

Плюсы и минусы стали У10А

Для сваривания поверхностей из сплава У10 и У10А, требуется предварительная термообработка металла. Материал относится к трудносвариваемым. Сталь имеет свои положительные и отрицательные стороны, рассмотрим их подробнее:

Плюсы

  • ножи из сплава получаются очень острые, такой клинок можно заточить до бритвенной остроты;
  • режущая кромка ножей из сплава остаётся очень длительное время острой, изделия очень долго не тупятся;
  • изделия из металла устойчивы к выкрашиванию, загиб краёв режущей кромки не страшен, даже при разделке небольшой тушки на охоте;
  • ножом можно заменить отвёртку, работать им можно в агрессивных средах;
  • применяется для изготовления частными мастерами эксклюзивных изделий;
  • благодаря несложной технологии производства, стоимость готовой продукции не сильно высокая;
  • материал соответствует всем необходимым гигиеническим нормам;
  • нож из этого сплава может прослужить своему владельцу до 50 лет;
  • простота ухода за изделиями из сплава, достаточно удалить влагу с поверхности клинка и больше ничего не требуется;
  • сплав легко поддаётся травлению в растворе персульфата аммония и воды;
  • коллекционером нравится внешний вид изделий из сплава.

Минусы

  • изделия из стали боятся ударов;
  • в полевых условиях заточить нож не получится, слишком высока твёрдость;
  • сталь плохо противостоит коррозии.

Механические свойства сталь 10 при повышенных температурах

Температура испытаний, °Сσ0,2 (МПа)σв(МПа)δ5 (%)ψ %KCU (кДж / м2)
нормализация 900-920 °С
202604203269221
2002204852055176
3001755152355142
400170355247098
500160255196378

Исследование релаксационной стойкости методом свободного изгиба показало, что образцы, подвергнутые ММТО, обладают более низкой релаксационной стойкостью при 150° С, чем в исходном состоянии (после отжига). Дополнительный отжиг образцов после ММТО при 300-500° С позволяет резко повысить релаксационную стойкость сталей 10 и 35. Падение напряжений в образцах за 3000 ч после дополнительного отжига при 400° С для стали 10 и при 500° С для стали 35 уменьшается в 10-30 раз в сравнении с образцами после ММТО без дополнительного отжига. При этом максимальная релаксационная стойкость получена при несколько более высоких температурах дополнительного отжига после ММТО, чем максимальные значения предела упругости.

Полученные экспериментальные данные позволяют предположить, что низкая релаксационная стойкость образцов после ММТО связана с недостаточной стабильностью тонкой структуры металла. Дополнительный дорекристаллизационный отжиг после ММТО позволяет более полно стабилизировать структуру и, таким образом, резко повысить сопротивление металла микропластическим деформациям при кратковременном и длительном нагружениях.

Химический состав и его влияние на свойства стали

Помимо указанных в маркировке химических элементов, в состав стали входит большое количество примесей и добавок. Они не указываются в маркировке из-за незначительной концентрации.

  • Кремний. Вводится в состав в качестве раскислителя, связывает вредные примеси и остается в незначительном количестве – до 0.4%.
  • Никель. При высоком процентном содержании делает сталь устойчивой к коррозии, немагнитной и жаропрочной. Повышает вязкость, упругость и обрабатываемость.
  • Марганец. Раскисляет сталь, связывает серу, улучшает обрабатываемость стали, в частности – прокаливаемость.
  • Сера. Образует с железом вредное соединение – сульфид железа. Негативно влияет на структуру стали, придает сплаву красноломкость.
  • Фосфор. Придает стали хладноломкость – склонность к хрупкости при низких температурах.
  • Хром. Один из самых распространенных легирующих элементов, недорогой и эффективный, в больших количествах делает сталь нержавеющей, немагнитной, жаростойкой.
  • Медь. Сталь с высоким содержанием меди лучше прокаливается и менее подвержена коррозии.
  • Мышьяк. Оказывает вредное влияние, похожее на влияние фосфора, но меньшей интенсивности. Немного повышает антикоррозионные свойства.

Химический состав, % (ГОСТ 1050-2013)

Марка стали Массовая доля элементов, %
C Si Mn P S Cr Ni Cu
не более
10 0,07-0,14 0,17-0,37 0,35-0,65 0,030 0,035 0,15 0,30 0,30

Физические свойства сталь 10

TемператураE 10- 5a 10 6lrCR 10 9
МПа1/ГрадВт/(м·град)кг/м3Дж/(кг·град)Ом·м
202.17856140
1002.0312.4577832494190
2001.9913.2537800532263
3001.913.949.67765565352
4001.8214.5457730611458
5001.7214.8539.97692682584
6001.615.135.77653770734
70015.2327613857905
80012.52975828751081
90014.82775947951130
100012.6666
110014.4668

При температуре +20 0С плотность стали составляет 7856 кг/м3

Обработка

Маятниковое изменение температурного режима осуществляется исключительно в печах камерного и шахтного видов. Обработка с постоянным теплосъёмом и сфероидизация необходимы стали У10. Температура должна быть при этом в 760 градусов.

Выдержка в таких условиях необходима в течение 2,5 часов. При непрерывном функционировании печи, проводится изотермический отжиг.

Нагрев происходит с учётом накала стали одного миллиметра в минуту. Для правильной обработки используется конвейер.

В процессе отжига сталь приобретает мелкозернистую структуру. Такие показатели лучше чем соответствующая ей крупнозернистая. Сферодизация придаёт сплаву зернистую структуру. При каждом прохождении температурной ступени заготовки выдерживаются 45 минут.

Ковка стали У10 начинается при температуре в 1180 градусов, заканчивается она при 800. Заготовки до 100 мм2 остужают открыто. При больших размерах детали её оставляют в термопечи, и остывание проходит вместе с ней. Закалка производится при 800 градусах.

Твердость стали марки 10

Твердость сталь 10, Калиброванного нагартованного проката по ГОСТ 1050-88HB 10 -1 = 187 МПа
Твердость сталь 10, Горячекатанного проката по ГОСТ 1050-88HB 10 -1 = 143 МПа
Твердость сталь 10, Лист термообработаный по ГОСТ 4041-71HB 10 -1 = 117 МПа
Твердость сталь 10, Трубы бесшовные по ГОСТ 8731-87HB 10 -1 = 137 МПа
Твердость сталь 10, Трубы горячедеформированные по ГОСТ 550-75HB 10 -1 = 137 МПа
Твердость сталь 10, Пруток горячекатаный по ГОСТ 10702-78HB 10 -1 = 115 МПа

Ножи из стали У10/У10А

Клинки ножей изготовленных из углеродистой инструментальной стали У10 имеют высокие характеристики. Сплав прекрасно держит заточку и обладает высокой износостойкостью, но плохо сопротивляется коррозии, поэтому ножи следует тщательно протирать после использования. Сталь считается сплавом повышенной твёрдости и она колеблется в районе 60-64HRC.

Кухонный нож – CoolToolme JP Gyuto

CoolToolme – это авторские кухонные ножи премиум сегмента отечественного производства. Изначально ножи CTm Knives ориентировались на профессиональных шеф-поваров, но со временем они заслужили более широкого потребителя. Многие клинки делаются под заказ по личным пожеланиям покупателя. Характеристики ножа:

  • Общая длина: 346 мм;
  • Длина клинка: 224 мм;
  • Толщина обуха: 3.8 мм;
  • Материал клинка: У10;
  • Материал рукояти: Дерево;
  • Производитель: CTM Knives, Россия;
  • Вес: 224 грамм.

Авторский кухонный нож CoolToolme JP Gyuto.

Нож разделочный – Особист

Нож ручной работы изготовлен из кованой углеродистой стали У10А с воронением клинка. Рукоять из наборной кожи и текстолита. Данный нож идеально подойдет для охоты и туризма. Рукоять из кожи теплая, приятная на ощупь и не скользит в руке. Характеристики изделия:

  • Производитель: ЗлатПрофит;
  • Сталь: У10А;
  • Рукоять: Кожа;
  • Общая длина: 250 мм;
  • Длина клинка: 140 мм;
  • Ширина клинка: 30 мм;
  • Толщина клинка: 4,0 мм;
  • Твердость клинка: 60-62 HRC.

Нож для разделки — особист.

Складной нож – Ахиллес

Складной нож Ахиллес – нож ручной работы от мастеров из города Златоуста, клинок ножа изготовлен из углеродистой стали У10А с воронением и украшен гравировкой в стиле Златоустовской гравюры на стали. Надежный механизм ножа складного Ахиллес обеспечит Вам долгое и безопасное использование в любых суровых условиях. Характеристики клинка:

  • Сталь: У10А;
  • Рукоять накладки: Орех;
  • Общая длина: 220,0 мм;
  • Длина клинка: 110,0 мм;
  • Ширина клинка: 25 мм;
  • Толщина клинка: 3,0 мм;
  • Твердость клинка: 62 HRC.

Складной нож Ахиллес ручной работы.

Ударная вязкость стали 10

Температура +20 °СТемпература -20(-30) °СТемпература -40(-50) °СТемпература -60 °СТермообработка (пруток 35 мм)
23519615778Отсутствует
73-265203-216179Нормализация
59-24549-17445-8319-42Отжиг

Термическая обработка метчиков

Нагрев производится в соляных ваннах. Таким образом производится термическая обработка стали, что поверхностностные слои получают дополнительную твёрдость, а сердцевина остаётся вязкой. Это способствует дополнительной стойкости метчика.

В результате срок использования инструмента растёт. Метчики изготовленные из сплава У10А, в диаметре до 8 мм охлаждают в масле. Если заготовка больших размеров её охлаждают в воде. Оба типа заготовок отпускаются в масляной ванне при температуре до 180 градусов.

Твёрдость изделия после отпуска достигает 57-63 HRC. Выбирая режущий инструмент, технолог должен понимать, что сплав У10 и его аналоги теряют свои свойства при 190-200 °C. Любой человек, который занимался слесарными работами, обращал внимание на долгий срок эксплуатации изделий из У10.

Сталь относится к изделиям повышенной твёрдости, из неё получаются отличные напильники и надфили.

Но эти качества не очень хороши для ножей. Да, клинки долго держат заточку, это несомненно плюс. Но материал обладает высокой хрупкостью.

Изделие из чистого сплава У10А может расколоться в любую секунду. Для производства ножей применяют пакет из сплавов У10А и 7ХНМ. Такое сочетание позволяет добиться высококачественных клинков. Их применяют в туризме, охоте, рыбалке и даже экстремалы.

Зарубежные аналоги стали марки 10

США1010, 1012, 1110, C1010, Gr.A, M1010, M1012
Германия1.0301, 1.0305, 1.0308, 1.1121, C10, C10E, Ck10, St35, ST35-8
ЯпонияS10C, S12C, S9CK, SASM1, STB340, STKM12A, SWMR
ФранцияAF34, AF34C10, C10, C10RR, XC10
Англия040A10, 040A12, 045M10, 10CS, 10HS, 1449-10CS, CFS3, CS10
Евросоюз1.1121, 2C10, C10, C10D, C10E
Италия1C10, 2C10, C10, C14, Fe360
ИспанияF.1511
Китай10
Швеция1233, 1265
Болгария10
ВенгрияC10
Польша10, K10, R35
РумынияOLC10
Чехия11353, 12010, 12021
ШвейцарияC10

Модуль упругости — что это?

Модулем упругости какого-либо материала называют совокупность физических величин, которые характеризуют способность какого-либо твёрдого тела упруго деформироваться в условиях приложения к нему силы. Выражается она буквой Е. Так она будет упомянута во всех таблицах, которые будут идти далее в статье.

Невозможно утверждать, что существует только один способ выявления значения упругости. Различные подходы к изучению этой величины привели к тому, что существует сразу несколько разных подходов. Ниже будут приведены три основных способа расчёта показателей этой характеристики для разных материалов:

  • Модуль Юнга (Е) описывает сопротивление материала любому растяжению или сжатию при упругой деформации. Определяется вариант Юнга отношением напряжения к деформации сжатия. Обычно именно его называют просто модулем упругости.
  • Модуль сдвига (G), называемый также модулем жёсткости. Этот способ выявляет способность материала оказывать сопротивление любому изменению формы, но в условиях сохранения им своей нормы. Модуль сдвига выражается отношением напряжения сдвига к деформации сдвига, которая определяется в виде изменения прямого угла между имеющимися плоскостями, подвергающимися воздействию касательных напряжений. Модуль сдвига, кстати, является одной из составляющих такого явления, как вязкость.
  • Модуль объёмной упругости (К), которые также именуется модулем объёмного сжатия. Данный вариант обозначает способность объекта из какого-либо материала изменять свой объём в случае воздействия на него всестороннего нормального напряжения, являющимся одинаковым по всем своим направлениям. Выражается этот вариант отношением величины объёмного напряжения к величине относительного объёмного сжатия.
  • Существуют также и другие показатели упругости, которые измеряются в других величинах и выражаются другими отношениями. Другими ещё очень известными и популярными вариантами показателей упругости являются параметры Ламе или же коэффициент Пуассона.
Рейтинг
( 2 оценки, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: