Марочник сталей

Сталь У10А

Сталь У10А - инструментальная углеродистая высококачественная сталь по ГОСТ 1435-99. Буква «У» указывает на углеродистую инструментальную сталь (группа марок У7, У8, У8Г, У9, У10 и У12 по ГОСТ 1435-99, каждая с высококачественным вариантом на букву «А»), цифра «10» - на среднее содержание углерода в десятых долях процента, то есть около 1,0 % C, а буква «А» в конце обозначения - на высококачественную сталь с пониженным содержанием вредных примесей: сера ограничена значением не более 0,018 % против 0,028 % у обычной У10, фосфор - не более 0,025 % против 0,030 %, марганец сужен до 0,17-0,28 % против 0,17-0,33 %. По содержанию углерода (0,95-1,09 %) У10А относится к заэвтектоидным сталям - структурный класс с содержанием углерода выше эвтектоидного (около 0,8 %).

Химический состав по ГОСТ 1435-99: C 0,95-1,09 %, Si 0,17-0,33 %, Mn 0,17-0,28 %, Ni не более 0,25 %, S не более 0,018 %, P не более 0,025 %, Cr не более 0,20 %, Cu не более 0,25 %. Поскольку содержание углерода превышает эвтектоидное, в отожжённой структуре У10А помимо перлита присутствует вторичный цементит - твёрдая карбидная фаза, выделяющаяся по границам зёрен при медленном охлаждении из аустенитной области. Твёрдость закалённой стали даёт высокоуглеродистый мартенсит, а нерастворённый вторичный цементит добавляет к ней износостойкость, но одновременно снижает её вязкость по сравнению с менее углеродистыми сталями этого же класса, например с У8А.

Счёт за 15 минут

Договор поставки с ответственностью

Сертификат и паспорт качества к партии

Возврат при несоответствии ГОСТу

Поэтапная оплата для крупных

Реквизиты и ЕГРЮЛ открыто

01О стали У10А

В отожжённом состоянии, в котором сталь поставляется и обрабатывается резанием при изготовлении инструмента, твёрдость У10А не превышает 212 HB (ГОСТ 1435-99, таблица 5); отжиг ведут при 740-760 °C, переводя пластинчатый цементит в зернистую форму (по справочным данным). Закалку выполняют с 760-800 °C (ГОСТ 1435-99 нормирует твёрдость образцов после закалки в воде с 770-800 °C) - температура берётся немного выше критической точки Ac1 (730 °C), чтобы в аустенит перешёл не весь избыточный цементит, а часть его сохранилась в виде нерастворённых карбидов, повышающих износостойкость закалённого слоя (по справочным данным). После охлаждения в воде или водных средах и последующего низкого отпуска при 150-180 °C твёрдость достигает рабочего значения 63-65 HRC (по справочным данным).

У10А, как и другие нелегированные инструментальные стали, обладает малой прокаливаемостью: при закалке упрочняется только поверхностный слой, а сердцевина сечений от нескольких миллиметров и более остаётся вязкой. Для мелкого инструмента (напильники, надфили, ручные метчики) это не недостаток, а естественное свойство, обеспечивающее твёрдую рабочую кромку при сохранении вязкой сердцевины. Теплостойкость стали низкая: выше примерно 200 °C мартенсит начинает отпускаться и твёрдость падает, поэтому У10А непригодна для скоростного резания - в отличие от легированной быстрорежущей стали Р6М5, сохраняющей твёрдость при нагреве до 620 °C. По сравнению с более легированной штамповой сталью Х12МФ У10А не обладает её глубокой прокаливаемостью и износостойкостью при повышенных нагрузках, а по сравнению с менее углеродистой У8А уступает в вязкости и сопротивлении ударам, зато превосходит в твёрдости и стойкости к истиранию. Сталь не применяется для сварных конструкций.

Плотность стали У10А составляет 7,81 г/см³ (7810 кг/м³). Зарубежными аналогами по составу и назначению являются W1 / W110 (AISI, США), C105U / 1.1545 (стандарт EN), японская SK3 (JIS) и китайская T10A (GB) - марки того же класса нелегированных заэвтектоидных инструментальных сталей, применяемые для аналогичного ручного режущего и мерительного инструмента.

02Расшифровка обозначения У10А

Буква «У» в начале обозначения указывает на углеродистую инструментальную сталь - группу марок У7, У8, У8Г, У9, У10 и У12 по ГОСТ 1435-99 с возрастающим содержанием углерода. Число «10» показывает среднее содержание углерода в десятых долях процента, то есть около 1,0 % (фактически 0,95-1,09 % по ГОСТ 1435-99). Буква «А» в конце обозначения означает высококачественную сталь: у неё сужены пределы по марганцу (0,17-0,28 % против 0,17-0,33 % у рядовой У10) и понижены вредные примеси - сера не более 0,018 % против 0,028 %, фосфор не более 0,025 % против 0,030 %. По этому же принципу маркируются соседние марки: У8А содержит около 0,8 % углерода и за счёт этого более вязкая, пригодная для инструмента с ударными нагрузками, а У12А содержит около 1,2 % углерода и превосходит У10А по твёрдости и износостойкости, но ещё более хрупкая. Таким образом У10А занимает промежуточное положение в ряду углеродистых инструментальных сталей по сочетанию твёрдости и вязкости.

03Химический состав стали У10А

Показатель	Значение
C (углерод)	0,95-1,09
Si (кремний)	0,17-0,33
Mn (марганец)	0,17-0,28
Ni (никель)	≤0,25
S (сера)	≤0,018
P (фосфор)	≤0,025
Cr (хром)	≤0,20
Cu (медь)	≤0,25

04Механические свойства стали У10А

Состояние	σв, МПа	δ5, %	Твёрдость
Отожжённая, ГОСТ 1435-99	-	-	≤212 HB
Отожжённая, диаметр или толщина менее 5 мм, ГОСТ 1435-99	≤750	-	не нормируется
Образцы после закалки в воде с 770-800 °C, ГОСТ 1435-99	-	-	не менее 63 HRC
Лента отожжённая, ГОСТ 2283-79	740	10	-
Лента нагартованная, ГОСТ 2283-79	740-1180	нет данных	-
После закалки и низкого отпуска	-	-	63-65 HRC (по справочным данным)

05Физические свойства У10А

Плотность (20 °C)	7,81 г/см³ (7810 кг/м³)
Критическая точка Ac1	730 °C
Критическая точка Acm	800 °C
Критическая точка Ar1	700 °C
Точка начала мартенситного превращения Мн	210 °C

06Термообработка У10А: режимы закалки и отпуска

Отжиг	740-760 °C, сфероидизирующий - переводит пластинчатый цементит в зернистую форму, твёрдость снижается до ≤212 HB по таблице 5 ГОСТ 1435-99 (состояние поставки); по справочным данным
Закалка	770-800 °C с охлаждением в воде по таблице 5 ГОСТ 1435-99 (режим для образцов при контроле твёрдости), практический интервал 760-780 °C по справочным данным - температура берётся немного выше критической точки Ac1 (730 °C), чтобы избыточный вторичный цементит растворился в аустените лишь частично, а часть карбидов сохранилась и повышала износостойкость закалённого слоя; по справочным данным
Отпуск	низкий, 150-180 °C - снимает закалочные напряжения без заметной потери твёрдости, рабочая твёрдость после отпуска 63-65 HRC; по справочным данным
Охлаждающая среда	вода и водные растворы; масло не обеспечивает критической скорости охлаждения для нелегированной стали, поэтому для У10А не применяется; по справочным данным

07Технологические свойства У10А: прокаливаемость, теплостойкость

Режимы термообработки, сварки и резания марки У10А - что важно технологу.

Твёрдость после закалки	63-65 HRC (по справочным данным) - выше, чем у У8А, за счёт повышенного содержания углерода около 1,0 %
Прокаливаемость	Малая - упрочняется только поверхностный слой, сталь пригодна для мелкого и среднего инструмента
Теплостойкость	Низкая - твёрдость падает при нагреве рабочей кромки выше ~200 °C, инструмент не для скоростного резания
Вязкость и стойкость к ударам	Ниже, чем у У8А - не применяется для инструмента с ударными нагрузками
Свариваемость	Не применяется для сварных конструкций, как и прочие углеродистые инструментальные стали этого класса

08Применение стали У10А

Где применяется сталь У10А на производстве.

Напильники, надфили и рашпили

Твёрдость 63-65 HRC после закалки (по справочным данным) и высокая износостойкость обеспечивают долгий срок службы насечки при ручной обработке металла.

Ручные метчики

Используется для ручного резьбонарезного инструмента, работающего на низких скоростях без значительного нагрева кромки.

Пилы для древесины и матрицы холодной штамповки

Износостойкая кромка сохраняет заточку при обработке дерева и в инструменте для холодной листовой штамповки.

Гладкие калибры и слесарные шаберы

Стабильность размеров и стойкость к истиранию важны для калибров простой формы и пониженных классов точности, твёрдая износостойкая кромка - для слесарных шаберов.

09Зарубежные аналоги

Аналог (EN / DIN / AISI)
W1 / W110 (AISI, США)
C105U / 1.1545 (EN)
SK3 (JIS, Япония)
T10A (GB, Китай)

10Марка У10А в нормативных документах

Действующие стандарты, в которых марка упоминается напрямую или через эквивалент. Каждая ссылка - на справочную страницу ГОСТа.

ГОСТ 1435-99. Прутки, полосы и мотки из инструментальной нелегированной стали (общие технические условия)Прутки, полосы и мотки из инструментальной нелегированной стали (общие технические условия)
ГОСТ 2590-2006. Прокат сортовой стальной горячекатаный круглыйСортамент горячекатаного круга: диаметры 5-270 мм, площадь сечения и масса 1 м. Марки стали по ГОСТ 535-2005 и ГОСТ 1050-2013.
ГОСТ 4405-75. Сталь полосовая горячекатаная и кованная инструментальная (сортамент)Сталь полосовая горячекатаная и кованная инструментальная (сортамент)

11Частые вопросы по стали У10А

Что означает буква «А» в конце марки У10А?

Буква «А» обозначает высококачественную сталь - у неё снижены допустимые пределы вредных примесей и сужен разброс по марганцу. Сера ограничена значением не более 0,018 % против 0,028 % у обычной У10, а фосфор - не более 0,025 % против 0,030 %. Марганец сужен до 0,17-0,28 % против 0,17-0,33 %. Меньшее количество серы и фосфора снижает склонность стали к красноломкости и хладноломкости и делает металл более однородным по свойствам от плавки к плавке.

Чем У10А отличается от У8А?

Главное различие - содержание углерода: у У10А оно составляет 0,95-1,09 %, у У8А - около 0,8 %. Более высокий углерод в У10А даёт больше карбидной фазы после термообработки, поэтому закалённая сталь получается твёрже и износостойче, но одновременно менее вязкой. У8А из-за меньшего содержания углерода лучше сопротивляется ударным нагрузкам и применяется там, где инструмент испытывает удары. У10А выбирают для инструмента, работающего на истирание без ударов: напильников, метчиков, калибров.

Почему сталь У10А обладает малой прокаливаемостью и почему это не недостаток для мелкого инструмента?

Прокаливаемость определяется устойчивостью переохлаждённого аустенита, то есть тем, насколько быстро надо охлаждать сталь, чтобы аустенит не успел распасться на перлитные структуры. Без легирующих элементов, замедляющих распад аустенита, критическая скорость охлаждения достигается только в тонком поверхностном слое, а в сердцевине скорость охлаждения ниже критической, аустенит распадается на перлитные структуры, и она остаётся более вязкой. Для мелкого инструмента - напильников, надфилей, ручных метчиков - это сочетание оказывается выигрышным: твёрдый поверхностный слой обеспечивает режущую способность, а вязкая сердцевина повышает сопротивление поломке. Для крупных сечений такая закалка не обеспечивает сквозного упрочнения, поэтому У10А не применяют для массивного инструмента.

Почему У10А теряет твёрдость при нагреве рабочей кромки выше примерно 200 °C?

Твёрдость закалённой стали держится на мартенсите - пересыщенном твёрдом растворе углерода в железе, полученном при быстром охлаждении. Мартенсит - неравновесная структура, и при нагреве выше примерно 200 °C в ней начинается диффузия углерода с выделением карбидов, то есть фактически идёт неконтролируемый отпуск. Поскольку У10А не легирована элементами, замедляющими этот процесс (в отличие от быстрорежущей стали Р6М5, где вольфрам и молибден образуют устойчивые к нагреву карбиды), твёрдость и износостойкость кромки быстро падают. Поэтому сталь непригодна для скоростного резания, при котором кромка разогревается в процессе работы.

Почему У10А не применяют для инструмента, испытывающего ударные нагрузки, в отличие от У8А?

Высокое содержание углерода в У10А (около 1,0 % против 0,8 % у У8А) даёт больше твёрдой и хрупкой карбидной фазы в структуре закалённой стали. Такая структура хорошо сопротивляется истиранию, но плохо воспринимает ударные и изгибающие нагрузки - при ударе твёрдая кромка склонна к сколам, а не к пластической деформации. У8А с меньшим содержанием углерода получает после закалки более вязкую структуру, способную поглощать энергию удара без разрушения кромки. Поэтому инструмент, работающий с ударами, делают из марок с меньшим содержанием углерода, а У10А оставляют для чисто режущего или измерительного инструмента.

Какая твёрдость у стали У10А в отожжённом и закалённом состоянии?

В отожжённом состоянии, в котором сталь поставляется и обрабатывается резанием при изготовлении инструмента, твёрдость не превышает 212 HB по ГОСТ 1435-99. После закалки в воде с 770-800 °C и низкого отпуска твёрдость достигает 63-65 HRC (по справочным данным). Такой разрыв твёрдости между поставочным и рабочим состоянием характерен для всех инструментальных сталей и достигается именно за счёт мартенситного превращения при закалке.

12Купить прокат из стали У10А со склада

Калькулятор массы

Расчёт массы по диаметру / толщине загрузится автоматически. Либо откройте калькуляторы веса.

Позиции из стали У10А в наличии

Заказать прокат из стали У10А - счёт за 15 минут

Пришлите чертёж, спецификацию или опишите задачу - менеджер подберёт позицию, посчитает массу и пришлёт счёт за 15 минут. Сертификат и паспорт качества на плавку - к каждой партии.