Инструментальные углеродистые и низкоуглеродистые стали

Инструментальные стали предназначены для изготовления режущего, измерительного инструмента и штампов холодного и горячего деформирования. Основные свойства, которые необходимы для инструмента, — износостойкость и теплостойкость. Для обеспечения износостойкости инструмента необходима высокая поверхностная твердость, а для сохранения формы инструмента (смятие и выкрашивание рабочих кромок не допускается) сталь должна быть прочной, твердой и относительно вязкой. От теплостойкости стали зависит возможная температура разогрева режущего инструмента,

т. е. скорость резания или производительность инструмента работающего, в среднем до 200°С.

Углеродистые инструментальные стали являются наиболее дешевыми. В основном их применяют для изготовления малоответственного режущего инструмента и для штампово-инструментальной оснастки регламентированного размера.

Углеродистые стали (ГОСТ 1435--90) производят качественные — (У7, У8, У9,..., У13) и высококачественные — (У7А, У8А, У9А,..., У13А). Буква У в марке показывает, что сталь углеродистая, а цифра — среднее содержание углерода в десятых долях процента. Буква А в конце марки показывает, что сталь высококачественная.

Из-за низкой прокаливаемости (10—12 мм) углеродистые стали применяются для изготовления мелкого инструмента. Если сечение достигает 25 мм, то сердцевина остается незакаленной, а достаточно твердая режущая часть приходится на поверхностный слой (метчики, развертки, напильники и т. д.). Несквозная закалка оставляет сердцевину вязкой и способствует за счет этого инструменту работать на удар, смягчая деформацию при эксплуатации.

Заэвтектоидные стали марок У10, У11, У12 и У13. Инструмент из этих марок сталей обладает повышенной износостойкостью и высокой твердостью на рабочих гранях. В связи с этим инструмент из этих сталей пригоден для обработки сравнительно мягких материалов и при небольших скоростях резания. Заэвтектоидные стали используют для изготовления мерительного инструмента (калибры), режущего (напильники, пилы, метчики сверла, резцы и т. д.) и небольших штампов холодной высадки и вытяжки, работающих при невысоких нагрузках. Сталь марки У13 применяют для изготовления инструментов, требующих наиболее высокой твердости: шаберов, гравировального инструмента.

Высококачественные стали имеют то же назначение, что и качественные, но из-за несколько лучшей вязкости их чаще используют для инструментов с более тонкой режущей кромкой. Недостатком инструментальных углеродистых сталей является потеря прочности при нагреве выше 200°С (отсутствие теплостойкости). Инструмент, изготовленный из этих сталей, применяют для обработки сравнительно мягких материалов и при небольших скоростях резания или деформирования.