Сталь у9 характеристики применение

Обновлено: 04.01.2025

На данной страничке приведены технические, механические и остальные свойства, а также характеристики стали марки У9.

Классификация материала и применение марки У9

Марка: У9
Классификация материала: Сталь инструментальная углеродистая
Применение: инструмент, работающий в условиях, не вызывающих разогрева кромки: инструмент для обработки дерева, слесарно-монтажный инструмент, калибры простой формы и пониженных классов точности.

Химический состав материала У9 в процентном соотношении

Механические свойства У9 при температуре 20 o С

Технологические свойства У9

Расшифровка обозначений, сокращений, параметров

Механические свойства :
s в - Предел кратковременной прочности , [МПа]
s T - Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]
d 5 - Относительное удлинение при разрыве , [ % ]
y - Относительное сужение , [ % ]
KCU - Ударная вязкость , [ кДж / м 2 ]
HB - Твердость по Бринеллю , [МПа]

Физические свойства :
T - Температура, при которой получены данные свойства , [Град]
E - Модуль упругости первого рода , [МПа]
a - Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o - T ) , [1/Град]
l - Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)]
r - Плотность материала , [кг/м 3 ]
C - Удельная теплоемкость материала (диапазон 20 o - T ), [Дж/(кг·град)]
R - Удельное электросопротивление, [Ом·м]

Свариваемость :
без ограничений - сварка производится без подогрева и без последующей термообработки
ограниченно свариваемая - сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке
трудносвариваемая - для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки - отжиг

Другие марки из этой категории:

Обращаем ваше внимание на то, что данная информация о марке У9, приведена в ознакомительных целях. Параметры, свойства и состав реального материала марки У9 могут отличаться от значений, приведённых на данной странице. Более подробную информацию о марке У9 можно уточнить на информационном ресурсе Марочник стали и сплавов. Информацию о наличии, сроках поставки и стоимости материалов Вы можете уточнить у наших менеджеров. При обнаружении неточностей в описании материалов или найденных ошибках просим сообщать администраторам сайта, через форму обратной связи. Заранее спасибо за сотрудничество!

Сталь 9ХС инструментальная легированная

Цифра 9 в обозначении марки стали указывает среднюю массовую долю углерода в десятых долях процента, т.е. среднее содержание углерода в стали 9ХС равно 0,90%.
Буква Х в обозначении марки стали, означает, что сталь легирована хромом. Отсутствие цифры после буквы означает, что доля хрома примерно равно 1%.
Буква С в обозначении марки стали, означает, что сталь легирована кремнием. Отсутствие цифры после буквы означает, что доля кремния примерно равно 1%.

Вид поставки

  • Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 5950-73, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88.
  • Калиброванный пруток ГОСТ 5950-73, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78.
  • Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 5950-73, ГОСТ 14955-77.
  • Полоса ГОСТ 5950-73, ГОСТ 4405-75.
  • Поковка и кованая заготовка ГОСТ 5950-73, ГОСТ 1133-71.

Характеристики и применение [1, 2]

Согласно ГОСТ 5950-2000 сталь 9ХС относится к группе сталей используемой в основном для обработки металлов и других материалов в холодном состоянии. Также сталь 9ХС применяется для изготовления ответственных деталей, материал которых должен обладать повышенной износостойкостью, усталостной прочностью при изгибе, кручении, контактном нагружении, а также упругими свойствами, например:

  • сверла,
  • развертки,
  • метчики,
  • плашки,
  • гребенки,
  • фрезы,
  • машинные штампы,
  • клейма для холодных работ.

Сталь 9ХС является хромокремнистой сталью повышенной прокаливаемости. Сталь прокаливается в образцах диаметром до 40 мм при охлаждении в масле и до 25-30 мм при охлаждении в горячих средах.

Из-за влияния кремния она подобно стали ХВСГ сохраняет твердость ≤ 60 HRC после нагрева до 250-250°С.

Другие преимущества стали 9ХС:

Из-за отсутствия карбидной неоднородности сталь 9ХС используют для инструментов, рабочие грани которых расположены ближе к середине прутка (круглые плашки) и для некотопых штампов. Однако ее чаще заменяют сгалыо ХВСГ.

Применение стали 9ХС для изготовления инструментов [1]

Температура критических точек, °С

Химический состав, % (ГОСТ 5950-73)

C Si Mn Cr S P Ni Cu W Mo Ti V
не более
0,85-0,95 1,20-1,60 0,30-0,60 0,95-1,25 0,030 0,030 0,35 0,30 0,20 0,20 0,03 0,15

Химический состав, % (ГОСТ 5950-2000)

Массовая доля, %
C,
углерод		 Si,
кремний		 Mn,
марганец		 Cr,
хром		 W,
вольфрам		 V,
ванадий		 Mo,
молибден		 Ni,
никель
0,85-0,95 1,20-1,60 0,30-0,60 0,95-1,25 — — — —

Твердость HB (ГОСТ 5950-2000)

Марка
стали		 Твердость
HB, не более		 Диаметр
отпечатка,
мм не менее
9ХС 241 3,9

Твердость HRCэ(HRC) после закалки и закалки с отпуском (ГОСТ 5950-2000)

Твердость изделий из стали 9ХС в зависимости от температуры изотермической закалки и времени выдержки при закалке в расплавленной щелочи [1]

Марка
стали		 Температура,
°C
и среда
закалки образцов		 Температура
отпуска,
°C		 Твердость
HRCэ(HRC)
не менее
9ХС 840-860, масло — 63(62)

Технологический процесс изотермического отжига стали 9ХС [1]

Марки
стали		 Первый
нагрев		 Изотермическая
выдержка		 Твердость
HВ
Температура,
°C		 Выдержка
в час.		 Температура,
°C		 Выдержка
в час.
9ХС 790-810 1-2 700-720 3-4 197-241

Твердость стали 9ХС после изотермического отжига [2]

Марка
стали		 Твердость HB Диаметр
отпечатка, мм
(при D=10 мм,
P=30000 H)
9ХС 196-241 3,9-4,3

Режим обработки стали 9ХС для получения структуры зернистого перлита [2]

Марка
стали		 Температура, °C
нагрева изотермической
выдержки
9ХС 770-800 670-720

Температура рекристаллизационного отжига стали 9ХС [3]

Обработка
давление,
после
которой
выполняется
отжиг		 Марка
стали		 Температура
отжига, °C
Холодная
протяжка
(калибровка)
прутков		 9ХС 730

Ориентировочные режимы термической обработки и твердость стали 9ХС [1]

Марка
Стали		 Отжиг Закалка Отпуск
Температура
нагрева,
°C		 Температура
нагрева,
°C		 Охлаждающая
среда		 Твердость
HRC		 Температура
нагрева,
°C		 Твердость
HRC
9ХС 790-810 850-880 Масло 65-61 150-200 64-63
200-300 63-59
300-400 59-54
400-500 54-47
500-600 47-39

Режим закалки стали 9ХС (высокой твердости) [2]

Марка
стали		 Температура
закалки, °C		 Твердость HRC
при охлаждении
в маслах и горячих средах *
9ХС 865-875 63-64

*Температура 160-180°C для стали 9ХС (повышенной прокаливаемости)

Твердость и толщина азотированного слоя стали 9ХС в зависимости от температуры закалки [2]

Марка
стали		 Температура,
°C		 Твердость HV Толщина
азотированного
слоя, мм
закалки отпуска
9ХС 875 200 590-630 0,07-0,08
  • Продолжительность процесса 3 часа
  • Температура азотирования 530°C

Твердость стали в зависимости от температуры отпуска

Примечание. Закалка с 840-860 °С в масле.

Температура закалки из межкритичной области и последующего отпуска для уменьшения деформации [2]

Марка
стали		 Температура, °C Твердость
HRC
закалки * отпуска
9ХС 745-755 550-600 27-29
755-765 То же 23-25

*Охлаждение как при обычной закалке

Механические свойства

Термообработка Сечение,
мм		 σ0,2,
МПа		 σв,
МПа		 ψ % KCU,
Дж/см 2		 Твердость
НВ,
HRCэ
Изотермический отжиг
при 790-810 °С,
выдержка при 710 °С		 — 295-390 590-690 50-60 — НВ 197-241
Закалка с 870 °С в масле;
отпуск при:
180-240 °С До 40 — — — 78 59-63
450-500 °С* 1 До 30 — — — — 46-50

* 1 Температура отпуска рекомендуется для цанг и других деталей пружинного типа, а также для нагруженных валов.

Сталь марки У9

Расшифровка марки У9: такое обозначение говорит о том, что перед нами сталь углеродистая универсальнаяс содержанием углерода около 0,9%.

Применение стали У9 и термообработка изделий: центра токарные изготовляют из сталей. У7, У8, У9, У10. Твёрдость конусной части, имеющей 60°, и торца хвостовика Rc = 55-58. Испытание на твёрдость производят тарированным напильником. Закалку центров производят путём нагрева закаливаемых частей в соляной или свинцовкой ванне с последующим отпуском при температуре 200-300°. После нагрева центров в камерной печи вначале закаливают конус, а затем торец хвостовика и поочерёдно охлаждают их до потемнения всего центра, после чего охлаждают в масле. Затем центра передают на общий отпуск.

Для изготовления рубаночных и фуганочных железок применяют стали У8, У9. Железки лучше нагревать в печах-ваннах. Длина закаливаемой части равна 50 мм. Закалку тонких железок ведут в масле или керосине, а также между охлаждаемыми пиитами. Толстые железки закаливают в воде с переносом в масло. Отпускают при температуре 220-300° в течение 20-30 мин. Требуемая твёрдость Rc = 53-60.

Краткие обозначения:
σв - временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа
 ε - относительная осадка при появлении первой трещины, %
σ0,05 - предел упругости, МПа
 Jк - предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
σ0,2 - предел текучести условный, МПа
 σизг - предел прочности при изгибе, МПа
δ5,δ4,δ10 - относительное удлинение после разрыва, %
 σ-1 - предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа
σсж0,05 и σсж - предел текучести при сжатии, МПа
 J-1 - предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа
ν - относительный сдвиг, %
 n - количество циклов нагружения
s в - предел кратковременной прочности, МПа R и ρ - удельное электросопротивление, Ом·м
ψ - относительное сужение, %
 E - модуль упругости нормальный, ГПа
KCU и KCV - ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см 2 T - температура, при которой получены свойства, Град
s T - предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа l и λ - коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С)
HB - твердость по Бринеллю
 C - удельная теплоемкость материала (диапазон 20 o - T ), [Дж/(кг·град)]
HV
 - твердость по Виккерсу pn и r - плотность кг/м 3
HRCэ
 - твердость по Роквеллу, шкала С
 а - коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o - T ), 1/°С
HRB - твердость по Роквеллу, шкала В
 σ t Т - предел длительной прочности, МПа
HSD
 - твердость по Шору G - модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Сталь Р9: характеристики, расшифровка, химический состав

Поставляется – в виде сортового проката, в том числе фасонного, калиброванного и шлифованного прутка, толстых и тонких листов, ленты и полосы, поковок, слябов и кованых заготовок.

Маркировка любой стали-быстрореза начинается с буквы «Р». Это обусловлено её созданием в Англии, в которой такие стали называли «rapid steel» - «быстрая» сталь. Цифра 9 означает содержание в сплаве вольфрама.

Химический состав Р9

Массовая доля элементов стали Р9 по ГОСТ 19265-73

C
(Углерод) 		Si
(Кремний) 		Mn
(Марганец) 		P
(Фосфор) 		S
(Сера) 		Cr
(Хром) 		Mo
(Молибден) 		Ni
(Никель) 		V
(Ванадий) 		W
(Вольфрам) 		Co
(Кобальт) 		Fe
(Железо)
0,85 - 0,95 o С
Термообработка Предел прочности, МПа Предел текучести, Мпа Относительное удлинение, % Относительное сужение Ударная вязкость , кДж / м 2
Состояние поставки 840 490 10 29 260

Физические свойства Р9

Плотность: 8,81 г/см3

Технологические свойства марки Р9

Технологические способы производства Р9 и обработка

При изготовлении инструментов из быстрорежущей стали Р9 применяют два технологических метода:

  • классический метод - разливка расплавленного металла для формования слитков, которые впоследствии подвергают ковке;
  • порошковая металлургия - расплавленный металл распыляют, используя струю азота.

Это даёт возможность подвергнуть изделие предварительному отжигу с последующей закалкой. Важно, что такая технология производства предупреждает «нафталиновый излом» (получение крупнозернистой структуры), который может привести к проблемам готового изделия – инструмент с подобным изломом, характеризуется повышенной хрупкостью, легко ломается и крошится.

Закалку готовых инструментов из Р9 выполняют при температурах, которые не увеличивают зернистость структуры.

А чтобы снизить количество аустенита в сплаве до возможного минимума, применяют такие технологические процессы:

  • несколько циклов нагревания изделия, при выдержках определенного температурного режима, последующее охлаждение с многократным отпуском;
  • а до отпуска, изделие подвергают охлаждению до -800 ˚С.

Способы улучшения свойств изделий из Р9

Высокие режущие свойства быстрорежущих сталей повышают, используя специальную термическую обработку – закалка при 1200-1300 °С, и отпуск, создающий дисперсионное твердение.

Для повышения таких свойств инструментов из Р9, как высокая твёрдость, стойкость к коррозии, износостойкость, их подвергают обработке определёнными методами.

  1. Азотирование - насыщение слоя поверхности инструмента азотом. Использование газовой среды с азотом и аммиаком способствует созданию менее хрупкого поверхностного слоя.
  2. Цианирование - насыщение поверхностного слоя изделия цинком.
  3. Сульфидирование - проводят в жидких расплавах сульфидов с добавлением соединений серы.
  4. Обработка паром.

Нужно учитывать, что все процессы выполняют для инструментов из Р9 после заточки, шлифовки, термической обработки их режущих участков.

Читайте также: