Сталь інструментальна Інструментальною сталлю називається вуглецева сталь із вмістом вуглецю від 0,7 %. Матеріал відрізняє особливо висока міцність та твердість, яка досягається термообробкою. Свою назву така сталь отримала за рахунок свого застосування: із неї роблять різний інструмент. За вмістом сірки та фосфору даний матеріал ділиться на якісну та високоякісну інструментальну сталь. Якщо якісної вміст цих речовин становить діапазон від 0,03 % до 0,035 %, то високоякісної – 0,02 % - 0,03 %. Відповідно до стандарту ГОСТ 1435-99, інструментальна сталь випускається різних марок. Приклад позначення: У7; У8Г; У10; У7А; У8ГА; У12А та інші. Даний ГОСТ поширюється також і на гарячекатану, калібровану, ковану вуглецеву інструментальну сталь. Говорячи про маркування, слід зазначити, що літера А ставиться для позначення мінімальної кількості вмісту сірки та фосфору у матеріалі. Відповідно – це група високоякісних сталей. Якщо у маркуванні буква А відповідає, отже, маємо якісна інструментальна сталь із вмістом різних домішок. Літера Г вказує на підвищений вміст іншого елемента – марганцю. Перевага інструментальної сталі складає її мала вартість у поєднанні з високою твердістю. Крім того, є і такі недоліки, як мала зносостійкість, досить низька теплостійкість. Вуглецеві сталі застосовують для виготовлення ріжучих інструментів, що працюють в умовах, що не викликають нагрівання робочої кромки понад 150-200 °С. Вони використовуються також для штампових та вимірювальних інструментів. Основні переваги вуглецевих сталей - отримання високої твердості в поверхневому шарі за збереження в'язкої серцевини. Це у ряді випадків забезпечує мінімальне повідання інструменту та підвищення його механічних властивостей; низьку твердість у відпаленому стані НВ 1800-2000 МПа, що дозволяє використовувати високопродуктивні методи виготовлення інструменту (накочування, насікання); загартування з низьких температур (770-820 ° С); отримання після гартування малих кількостей залишкового аустеніту, що забезпечує їм підвищений опір пластичної деформації; збереження чистої поверхні при загартуванні внаслідок охолодження у воді, що спрощує очищення інструментів; низьку вартість. Разом з тим недоліки вуглецевих сталей суттєво обмежують сферу їх застосування: внаслідок низької теплостійкості - здатності зберігати твердість лише при нагріванні до температур, що не перевищують 170-200 °С. Найменша міцність у порівнянні з швидкорізальними сталями пов'язана з отриманням більшого зерна (8-9 балів) при оптимальних температурах загартування. Схильність до зростання зерна при незначних перегрів при загартуванні призводить до зниження механічних властивостей. Обмежена технологічна гартування вимагає застосування високих швидкостей охолодження в перлітному інтервалі, що призводить до неоднорідної твердості, особливо у інструментів невеликої товщини, а також до великого повідця і термічних тріщин. Стали не можна застосовувати відносно великих інструментів (діаметром або товщиною більше 30 мм), якщо вони призначені для роботи при підвищених тисках. Стали схильні до відпуску поверхневих шарів при нагріванні під час шліфування та заточування. Вуглецеві сталі використовують для інструментів, що не піддаються в процесі роботи нагрівання до температур понад 150-200 °С і не вимагають у процесі виготовлення значного шліфування (напилки, мітчики, розгортки, ножівки, сокири, колуни, стамески, слюсарно-монтажні та хірургічні) а також для деяких штампових та вимірювальних інструментів. Висока твердість вуглецевих сталей (HRC 62-63) досягається вже при 0,6% в інструменті діаметром (товщиною) 1-5 мм.
