Влияние легирующих элементов
Введение
Сортовой прокат - один из видов продукции прокатного производства: катанные изделия разнообразных сечений. Если говорить языком техническим, то ни одна касательная линия к поперечному сечению такого изделия, не должна пересекать это сечение. Таким образом, сортовой прокат, это круг, квадрат, шестигранник и полоса. Это общепринятые формы для сортового проката, который по своей природе является заготовкой для дальнейшего производства.
Сортовой прокат используется в машиностроении, строительстве, на транспорте широко применяется металлический прокат: листы, полосы, ленты, рельсы, балки и т. д. Его получают в результате обжатия слитка металла в горячем или холодном состоянии между вращающимися валками прокатного стана. Таким образом обрабатывают сталь, цветные металлы и их сплавы, но чаще всего сортовой прокат используется в качестве заготовок для различных деталей. Например, из шестигранного прутка делают болты, гайки. Из круглого проката вытачивают цилиндрические детали на токарных станках. Уголковый прокат применяется в производстве рам, каркасов, стеллажей и т. д.
Катанка – это горячекатаная проволока обычно круглого сечения диаметром от 5 до 10 мм. Катанка производится из углеродистой стали обычного качества. Производство катанки осуществляется в строгом соответствии с требованиями ГОСТ 30136-95.
Катанку применяют при производстве электродов и проволоки для сварки. Также катанка может выполнять роль армирующей структуры при производстве ЖБИ. Кроме этого, катанка применяется при производстве телеграфных проводов, канатов и тросов. Алюминиевую и медную катанку используют в основном для производства проволоки. Чаще всего эта проволока применяется в системе электроснабжения. Для того, чтобы качество катанки не повлияло на работу всей системы, она должна быть пластичной и хорошо деформируемой. Именно эти характеристики играют ключевую роль в степени волочения стали.
Описание изделеия
Сортовой прокат - это одна из самых больших групп металлопроката как по количеству наименований, входящих в группу, так и по объему выпуска и потребления. Объединяет весь сортовой прокат тот факт, что если провести касательную в любой точке, то она не пересечет его поперечного сечения.
Сортовой прокат подразделяется на:
Круглый прокат гладкого профиля, как и следует из названия, имеет гладкий круглый профиль, но выпускается по различным стандартам из широкого диапазона марок стали и обладает различными потребительскими свойствами. Основные стандарты ГОСТ 5781-82, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 30136-95 и многочисленные ТУ (Технические условия).
Круглый прокат периодического профиля имеет рифленый вид, поэтому его часто называют рифленая арматура. Основной стандарт ГОСТ 5781-82. Арматура периодического профиля, изготовленная по различным стандартам, имеет различный «рисунок» рифления, основная задача которого обеспечить наилучшее сцепление с бетоном.
Квадрат – сортовой прокат, имеющий в сечении профиль квадрата. Выпускается двух типов:
Мелкий квадрат - для производства металлоконструкций и механической обработки.
Крупный квадрат – заготовка для производства сортового проката на сортовых прокатных станах.
Шестигранник – сортовой прокат, в сечении имеющий профиль шестигранника. Выпускается в малых объемах и используется в основном в металлообрабатывающей промышленности для изготовления различных деталей, таких как болты, гайки… редко шестигранники используют при изготовлении металлоконструкций.
Полоса – сортовой металлопрокат, в сечении напоминающий лист, только узкий. Собственно, полосы не редко изготавливают из листов, путем рубки на специальных станках. Однако, горячекатаные полосы, обладают несколькими неоспоримыми преимуществами, такими как закругленные края (при рубке края острые), высокая точность геометрических размеров, лучшие показатели по кривизне.
Производство катанки. Катанку производят из специальных заготовок металла, имеющие кубическую форму, которые называются блюмы, поступают в цех. Далее из них формируют небольшие заготовки. Затем их рубят на еще меньшие отрезки. И только после этого стальные заготовки поступают на прокатный стан, где их пропускают через вертикальные и горизонтальные валы. В результате металл обжимается со всех сторон и приобретает необходимую форму. Стоит отметить, что в процессе волочения изделие сильно нагревается, поэтому технологию производства называют "горячей". Далее готовая проволока необходимого диаметра поступает на специальный мотальный станок, который накручивает ее кольцами.
Иногда катанка подвергается цинкованию. Такая дополнительна операция позволяет добиться необходимых свойств поверхности. Металл, покрытый защитным слоем, не боится коррозии, имеет характерный блеск, его не нужно красить и т. д. В качестве материала чаще все используется сталь обыкновенного качества всех степеней раскисления (ГОСТ 380). При этом массовая доля углерода в стали марки СтО не должна превышать 0,2%. Если же количество этого элемента менее 0,12%, тогда в маркировке изделия будет присутствовать буква "М". А вот содержание кремния может быть и менее 0,05%, но только при условии, что катанка не потеряет свои свойства. Массовая доля вредных примесей, таких как фосфор и сера, не может быть более 0,04 и 0,035% соответственно.
Готовая продукция сматывается в бухты весом не менее 160 кг, чаще всего состоящие из одного непрерывного отрезка. Однако допускается формирование мотков и из двух отрезков, при этом их масса не должна превышать 10% от веса партии. Также исключение представляет катанка, изготовленная на линейных станах, в этом случае масса мотка может быть от 50 кг. По требованию заказчика производитель обязан гарантировать свариваемость изделия.
ГОСТа катанки
Выпускается катанка диаметром от 5 до 9 мм, однако по требованию потребителя допускается увеличить этот параметр. Размеры и предельные отклонения изделия должны соответствовать ГОСТ 2590. Овальность не может превышать 50% от суммы предельных отклонений. К качеству изделия предъявляются весьма серьезные требования, будь то арматура катанка или заготовка для дальнейшего производства канатов и метизов. Недопустимым считается наличие прокатных плен, раскатанных трещин и загрязнений. Также к выбраковке относится катанка с раскатанными пузырями, отпечатками, остатками усадочных раковин, закатами, рябизной, рисками и отдельными пленами, влияющими на диаметр.
Допустимая масса окалины зависит от вида охлаждения. Для одностадийного она составляет 18 кг/т, а двухстадийного – 10 кг/т. Если изделие остывало естественным путем, то этот показатель не регламентируется. В ГОСТе также указываются относительное сужение поперечного сечения и временное сопротивление.
Проволоку катанку подвергают различным испытаниям. Она должна быть достаточно эластичной и выдерживать изгиб на 180° вокруг оправки, имеющей аналогичный диаметр. Еще изучают микроструктуру изделия, при наличии троостито-мартенситных и мартенситных участков его выбраковывают. Кроме того, по требованию заказчика определяется и величина зерна феррита, причем допустимые нормы составляются производителем и потребителем совместно. Также с целью определения свойств продукции допускается проводить статические методы контроля. Более подробно ознакомиться с требованиями, предъявляемыми к такому металлопрокату, можно изучив ГОСТ 30136–95.
Марки стали
Основные параметры
Прокат изготовляют из стали марок Ст0, Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Стбпс, Ст5сп, Стбпс, Стбсп по ГОСТ 380-88.
Химический состав стали должен соответствовать ГОСТ 380-88; при этом для стали СтЗкп, СтЗпс и СтЗсп допускается снижение нижнего предела массовой доли одного из элементов: углерода - до 0,11 % или марганца - до 0,25% при обеспечении механических свойств, установленных для указанных марок стали.
В зависимости от назначения сортовой прокат делится нагруппы:
I - для применения без обработки поверхности;
II - для холодной механической обработки резанием;
Ill-для горячей обработки давлением;
По форме, размерам и предельным отклонениям прокат должен соответствовать требованиям:
ГОСТ 2590-71 - для горячекатаного круглого;
ГОСТ 2591-71 - для горячекатаного квадратного;
ГОСТ 103-76 - для горячекатаного полосового;
ГОСТ 2879-69 - для горячекатаного шестигранного;
ГОСТ 8509-86 - для углового равнополочного;
ГОСТ 8510-86 - для углового неравнополочного;
ГОСТ 8239-72 - для балок двутавровых;
ГОСТ 8240-72 - для швеллеров;
ГОСТ 19425-74 - для балок и швеллеров специального назначения;
ГОСТ 12492.0-72 - ГОСТ 15492.21 -72 - для профилей селькохозяйственного машиностроения;
ГОСТ 19240-73 - для рельсов наземных иподвесных путей;
ГОСТ 18662-83 - для профилей горячекатаных СВП крепи горных выработок
ГОСТ 5157-83 - для профилей разных назначений;
ГОСТ 17152-71 - для профилей ножей землеройных машин;
ГОСТ 21026-75 - для швеллеров с отогнутой полкой для вагонеток;
ГОСТ 26020-83 - для двутавров с параллельными гранями полок;
Влияние легирующих элементов
Введение в технологию производства легированного сортового проката термомеханической обработки обеспечивающей распад аустенита в бенитной области позволит сократить последующую термическую обработку. Так как образовавшиеся карбиды в верхней части промежуточной области менее дисперсные, коагуляция их начинается при более низкой температуре – порядка 400 (градусов). В результате чего снижение твердости можно обеспечить при более низких температурах смягчающего отпуска.
В процессе термомеханической обработки катанки в потоке высокоскоростного проволочного стана охлаждение витков катанки на транспортере может составлять от 0,1 до 20 (градусов на секунду).
Металлографическими исследованиями выявлено, что при скоростях непрерывного охлаждения 15-17 (градусов на секунду) в образцах легированной стали 90, среднее межпластиночное расстояние составляет 0,1365 мкм, а в стали 90 без легирования 0,1554 мкм. Таким образом, при одинаковых термокинетических условиях в высокоуглеродистой стали 90, с регламентированным содержанием хрома и марганца, образуется более дисперсная структура перлита, чем в стали 90 (без легирования), что обусловлено более низким температурным интервалом превращений аустенита. Эти показатели обеспечат более высокую технологичность переработки катанки на проволоку.