Высокоуглеродистая сталь 10: важные характеристики и применение

Сталь 10 – это марка высокоуглеродистой стали с содержанием углерода около 0,07–0.14 процентов по ГОСТ-1050-2013. Официальный класс – “нелегированная качественная”.

Расшифровка, химический состав, предел текучести и иные характеристики

1. Твёрдость данной стали – до 143 НВ (это метод Бринелля), согласно ГОСТ, что написан в описании. По методу Роквелла – от 31 до 20,5 HRC в зависимости от расстояния до торца.
2. Плотность этой стали варьируется от 7856 килограммов на метр кубический при 20 градусах по Цельсию до 7594 при 900 градусах.
3. Число 10 в марке означает, что средний процент углерода, который содержит сплав, составляет одну десятую.
4. Массовая доля элементов в химсоставе материала: углерода – от 0,07 до 0,14 процентов, кремния – 0,17–37, марганца – 0,35–0,65, фосфора – 0,030 %, серы – 0,035, хрома – до 0,15, максимум меди – 0,15 %, никеля – до 0,30. Остальные проценты забрало железо.
5. Предел кратковременной прочности – это 290–420 H на миллиметр квадратный в зависимости сортамента при двадцати градусах по Цельсию.
6. Предел текучести составляет около 205 H на миллиметр квадратный.
7. Ударная вязкость (KCU) ст. 10 при 35 миллиметровом прутке без термообработки с плюс 20 градусами температуры по Цельсию – 235 джоулей на квадратный сантиметр, –20 градусах – 196, –40 – 157, –60 – 78 джоулей на кв. см.

   При нормализации: +20 – 73–265, –20 – 203–216, –40 – 179.

   При отжиге: +20 – 59–245, –20 – 49–174, –40 – 45–83, –60 – 19–42.

8. Материал предназначен для использования при температурах от –50 до 450 градусов по Цельсию.
9. Механические свойства десятой стали – не менее: 205 Н/мм², временное сопротивление – 330 Н/мм², относительное удлинение – 31 %, относительное сужение – 55 %.
10. Сталь десять не склонна к отпускной хрупкости, в ГОСТах данных нет.
11. Сталь десятой марки сваривается без ограничений, за исключением недавно прошедшей химикотермическую обработку металлов (ХТО). Их сварить почти не выйдет.
12. Группа этого сплава – “Сталь конструкционная углеродистая качественная “.

Сам материал описывается ГОСТ 1050-2013. Также в справочниках можно найти информацию из ГОСТ 1050-88, но он перестал действовать ещё в 2015 году и был заменён. В других ГОСТ 1050 эта марка появляется в отдельных видах поставок.

Расшифровка названия марки: первое слово “сталь” означает, что это конструкционная углеродистая качественная сталь, а число 10 – сотые доли процента содержания углерода, в данном случае – 0,10 % от общей массы.

Применение этой марки материала

Эту сталь много где применяют. В промышленности для деталей, что работают от –50 до 450 градусов по Цельсию, сплав достаточно гибок, что подходит для изготовления котлов высокого давления, нагревателей и лезвий для ножей.

Сердцевина заготовки из Ст. 10 при термической обработке становится пластичной, но теряет прочность, поэтому хорошо подходит для изготовления из неё элементов, которые геометрически являются телами вращения, как валы и прочее.

Из-за того что данная сталь хорошо обрабатывается резанием, её широко эксплуатируют в машиностроении, где широко распространены металлообрабатывающие станки.

Свойства сплава

Сталь 10 детально описывается ГОСТом.

Технологические

Её технологические свойства:

• Хорошая свариваемость, кроме заготовок после ХТО. Не нужно ни нагревать перед сваркой заготовку, ни обрабатывать термически после. Шов получается надёжный.
• Коррозионная стойкость у этого сплава достаточно хороша, но это не нержавеющая сталь, в ней нет хрома.
• Это нелегированная сталь.
• Низкая теплостойкость. Поэтому её нельзя использовать там, где есть подверженность активному износу. Если деталь из этой стали будет длительное время сильно нагрета, её эксплуатационные характеристики станут заметно хуже.
• Сталь можно обрабатывать резанием, об этом написано в ГОСТе. Она легко изменяется под ручным инструментом и станком.
• Её можно прокаливать, что значительно улучшит производимые из ст. 10 детали и расширит список возможных изготовлений.
• Куётся при 1300 градусах по Цельсию, постепенно снижаясь до 700, потом остужается на открытом воздухе.

Физические

Сильно зависят от температуры самой стали.

1. При 20 градусах Цельсия:
   • модуль упругости первого рода – 2.1 Мпа;
   • плотность около 7856 килограммов на метр кубический;
   • удельное сопротивление – 140 Ом на метр.
2. При 300:
   • модуль упругости первого рода – 300 Мпа;
   • коэффициент линейного температурного расширения – 13,9 единиц на градус;
   • коэффициент теплопроводности – 49,16 Вт/(м·град);
   • плотность – 7765 килограмм на метр кубический;
   • удельная теплоёмкость – 565 джоулей, делённых на килограмм градус;
   • удельное электросопротивление – 352 Ом на метр.
3. При 600:
   • модуль упругости первого рода – 1,6 Мпа;
   • коэффициент линейного температурного расширения – 15,1 единиц на градус;
   • коэффициент теплопроводности – 35,7 Вт/(м·град);
   • плотность – 7653 килограммов на метр кубический;
   • удельная теплоёмкость – 770 джоулей, делённых на килограмм градус;
   • удельное электросопротивление – 734 Ом на метр.

Процент углерода в этой стали – от 0,07 до 0,14 процентов от сплава, в среднем одна десятая процента, о чём свидетельствует название марки стали, об этом уже несколько раз было написано в этой статье.

Аналоги

К ним можно отнести:

• американские 1010, 1012, 1110, C1010, Gr. A, M1010, M1012;
• японские JIS S10C, S12C, S9CK, SASM1, STB340, STKM12A, SWMR;
• французские AFNOR AF34, AF34C10 и несколько прочих;
• марки Евросоюза EN: 1.0301, 1.0310, 2C10, C10, C10D, C10E;
• итальянские UNI: 1C10, 2C10, C10, C14, Fe360.