Используемые марки стали и требования к химическому составу. Особенности горячекатаной стали Прокат стальной горячекатаный

Как отмечалось в более раннем сообщении, различные типы стали подвергаются широкому спектру процессов для достижения надлежащих физических свойств. Многие слышали, что существует разница между горячим и холодным прокатом, но не понимают, как и чем отличается производство горячекатаной или холоднокатаной стали, каковы области применения, каким отраслям промышленности служат горячекатаные и холоднокатаные изделия и для каких направлений горячекатаный или холоднокатаный прокат является лучшим для конкретного применения, механической обработки или других потребностей. Как следует из названия, все виды проката проходят через два или четыре рулона. Рулоны сжимают сталь и прикладывают давление, чтобы сгладить или сформировать ее в желаемую форму, что изменяет физические свойства стали. Сталь почти всегда проходит через валики более одного раза, пока не будет достигнута точная форма или приблизительная нужная форма стали.

Горячекатаная сталь

Разница

Процесс горячей прокатки обрабатывает прокатную сталь при температуре выше температуры рекристаллизации стали, которая имеет место быть более чем на 1700 градусов по Фаренгейту. Сталь, которая выше температуры рекристаллизации, может быть сформирована в нужную форму намного легче, чем более холодная сталь, и такая сталь может начинаться со значительно больших размеров. Это также обычно дешевле в производстве, чем холоднокатаная сталь, и часто производится без пауз или задержек в процессе, поэтому горячекатаная сталь не нуждается в повторном нагревании. В процессе охлаждения горячекатаная сталь будет усаживаться, а размер и форма стали будут менее предсказуемыми, чем у холоднокатаной стали.

Внешний вид

Горячекатаные изделия будут иметь чешуйчато-серый цвет и более округлые и менее точные углы, чем холоднокатаная сталь. Это делает горячекатаную сталь более идеальной для применений, где чрезвычайно точные размеры не нужны, и нет сильной гонки за внешним видом. Иногда чешуйчатая отделка предпочтительна для конечного продукта при механической обработке или металлообработке.

Механические свойства

Механические свойства стали часто зависят от их сорта или химического состава. По этой причине никогда не следует делать предположения о механических свойствах горячекатаного и холодного проката, если они не относятся к одному классу. Используя очень распространенный пример 1018, химические свойства стали 1018 будут одинаковыми.

Однако мы видим, что между холодным прокатом и горячим прокатом существуют ключевые различия:

Горячекатаный / Холоднокатаный

Прочность на растяжение 67 000 фунтов на квадратный дюйм / 85 ​​000 фунтов на квадратный дюйм

Предел текучести 45 000 фунтов на квадратный дюйм / 70 000 фунтов на квадратный дюйм

Сокращение площади 58 / 55

Удлинение в 2 «36 / 28

Твердость Бринелла 137 / 167

Где используется?

Вы найдете горячекатаные изделия, такие как горячекатаные стальные стержни, в сварочных и строительных работах, при изготовлении железнодорожных путей, I-балок и других стальных строительных материалов, которые не требуют сверхточных форм. Для всех этих изделий можно лист горячекатаный купить в специализированных магазинах.

Холоднокатаная сталь

Разница

Холоднокатаная сталь изготавливается при температурах ниже ее температуры рекристаллизации, как правило, при комнатной температуре. Поскольку сталь изготавливается при гораздо более низкой температуре, нет необходимости беспокоиться о стирании или изменении формы стали.

Внешний вид

Изделия из холоднокатаной стали, такие как холоднокатаный стальной стержень, имеют более гладкий внешний вид и могут иметь квадратные углы более точные по размеру и чистоте.

Механические свойства

Предел текучести и прочность на разрыв холодного проката будет выше, чем горячекатаный образец, что делает холодный прокат менее вероятным для разрушения под давлением.

Где используется?

Холоднокатаная сталь гораздо более предпочтительна в мире обработки, где качество стали является важным фактором качества конечного продукта, а внешний вид стали также является очень важным фактором. Для этих целей можно купить холоднокатаную сталь у поставщика.

Резюме

Ниже приведены некоторые из основных отличий горячекатаной и холоднокатаной прокатке:

• Горячекатаная сталь прокатывается или формируется при высокой температуре, а холоднокатаная сталь прокатывается при комнатной температуре.
• Холодный прокат имеет гладкую и блестящую поверхность, а горячий прокат имеет серое и чешуйчатое покрытие.
• Холодный прокат имеет более острые углы и более точные размеры, чем горячекатаный.
• В общем, холодный прокат имеет лучшие механические свойства, чем горячекатаный.
• Холодный прокат дороже, чем горячекатаный.

Сравнивая два одинаковых образца из стали, полученных разными способами, нельзя однозначно сказать, какой из них лучше. Но с учетом специфики применения металлических изделий (будь то лист или пруток) в каждом конкретном случае следует понимать, какие свойства приобретает сплав при той или иной прокатке заготовок («слябов»). Это нужно не только для того, чтобы сделать оптимальный выбор и не переплачивать за продукцию (особенно если производится закупка большой партии).

Порой разница между горячекатаными и холоднокатаными изделиями – принципиальная.

Информация, представленная в данной статье, будет интересна рядовому потребителю и однозначно поможет принять правильное решение. Но и профессионалу нелишне ознакомиться с предлагаемым материалом, так как всегда полезно периодически освежать память.

Главное различие в способах проката – в температуре, при которой производится обработка заготовок. При горячем она превышает 920 ºС (1700 ºF). Холодный прокат производится в более щадящем режиме, и температура существенно ниже значения (иногда на уровне комнатной), при котором происходит рекристаллизация конкретного металла (сплава).

Примечаниe

Рекристаллизация – процесс, при котором образуются и растут зерна (гранулы) равноосные. Происходит при значительном повышении температуры и меняет структуру материала, который приобретает иные свойства.

Особенности проката

Горячий

• Металл (сплав) легче поддается обработке, поэтому при таком способе проката можно получить более тонкие листы или пруток меньшего сечения.
• Для изготовления изделий методом горячего проката в основном используется низкосортная, более дешевая сталь.
• Существует необходимость дальнейшей обработки изделий, так как нередко они покрыты окалиной.
• Геометрия горячекатаных образцов строгостью не отличается (например, неровности по углам листов, неравномерность толщины), так как невозможно точно просчитать пределы деформации при охлаждении металла.

Расчет массы горячекатаного и холоднокатного листа по ГОСТ 19903-90, 19904-90:

• Армирующие (усиливающие).
• Несущие (фундаментные).

Холодный

• Такой способ проката позволяет точно выдержать заданные размеры изделий.
• Поверхность получаемых образцов – более гладкая, ровная, поэтому их последующая обработка сводится к минимуму (а порой и вовсе не требуется).
• Металл холоднокатаный становится более твердым и прочным (на изгиб, растяжение, разрыв) с однородной структурой по всей площади.
• На производство идет .
• Более высокое качество холоднокатаного проката повышает его стоимость.

Вывод

Если на первом месте – стоимость проката, то предпочтение следует отдать горячему. Когда же определяющим фактором является внешний вид, прочность, качество, то следует приобретать холоднокатаные образцы.

При закупке металлопроката перед многими предприятиями встает вопрос: какую сталь покупать? В зависимости от способа изготовления стали бывает горячекатаный и холоднокатаный прокат.

Чтобы понять, какой тип металла больше подойдет для производства продуктов компании, следует понимать некоторые фундаментальные различия между двумя разновидностями стали. Эти различия скорее касаются способа обработки на заводе, а не спецификации или сорта продукции.

Горячекатаная сталь

Производство металла горячего проката включает обработку стали при высокой температуре (более 1700 °F), которая превышает температуру рекристаллизации стального сплава.

Если нагреть сталь выше температуры рекристаллизации, она легко принимает любую форму и позволяет изготавливать детали больших размеров.

Горячекатаная сталь дешевле, чем холоднокатаная, так как изготавливается без каких-либо задержек в процессе, и, следовательно, повторного нагрева стального материала не требуется, как в случае холодной прокатки.

Единственный недостаток горячего проката заключается в том, что при остывании сталь незначительно уменьшается, поэтому производители не имеют полноценного контроля над размерами и формой конечного продукта по сравнению с холодным прокатом.

Изделия из горячекатаной стали используются в сварочных и строительных проектах, например, при создании железнодорожных путей и двутавровых балок. То есть их применяют только тогда, когда не требуются точные допуски размеров.

Холоднокатаная сталь

По существу, холоднокатаная сталь представляет собой горячекатаный металл с последующей дополнительной обработкой. Сталь подвергается холодной прокатке, когда материал охлаждается до комнатной температуры.

Этот процесс позволяет производить металлопрокат с более строгими допусками в размерах и широким спектром отделки поверхности.

Термин «холодный прокат» ошибочно используется для всех продуктов, а на самом деле относится только к прокатке плоских листов и катушек.

Лист холодного проката содержит меньше углерода, что делает его более пластичным при использовании, чем в случае горячего проката.

Холоднокатаную сталь можно использовать в любом проекте, где требуются точность допусков, соосность и прямолинейность.

«Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки»

По способу производства круг из стали может быть:

· Горячекатаным (со специальной отделкой поверхности и без нее);

· Кованным;

· Калиброванным (со специальной отделкой поверхности и без нее);

Из углеродистой стали обыкновенного качества изготавливается горячекатаный круг . Из легированной конструкционной стали без термической обработки и термически обработанным — ТО (отожженным, высокоотпущенным, нормализованным или нормализованным с высоким отпуском) изготавливаются горячекатаные и кованые круги .

Калиброванный круг бывает холоднокатаным или холоднотянутым, изготавливается из качественной углеродистой или легированной стали, обработанной методом холодного волочения с обжатиями для улучшения сопротивление механическим воздействиям и увеличения физических и пластических свойств, и производится нагартованным — Н или термически обработанным — Т (отожженным, нормализованным, закаленным и отпущенным).

Горячекатаный и калиброванный круг может изготавливаться со специальной отделкой поверхности: качество поверхности стали достигается путем удаления поверхностного слоя (шлифованием, обточкой, обдиркой с последующей полировкой, обкаткой и т. п.).

По требованию потребителя стальной круг может изготавливаться с гарантией свариваемости «св», которая обеспечивается химическим составом и технологией изготовления.

Основные компоненты, которые входят в состав сплавов, используемых для производства изделий, и процентное соотношение этих компонентов, а также марки сплавов указаны в таблице 1.

Таблица 1

Марки и химический состав сталей для изготовления стального круга

Группа стали		Массовая доля элементов, %
				Марганец			Молибден	Алюминий
Сталь углеродистая обыкновенного качества
Ст0, Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп, Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, Ст3Гпс, Ст3Гсп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Ст5пс, Ст5сп, Ст5Гпс, Ст6пс
Легированная конструкционная сталь
Хромистая	15Х, 15ХА, 20Х, 30Х, 30ХРА, 35Х, 38ХА, 40Х, 45Х, 50Х
Марганцовистая	15Г, 20Г, 25Г, 30Г, 35Г, 40Г, 45Г, 50Г, 40ГР, 10Г2, 30 Г2, 35Г2, 40Г2, 45Г2, 50Г2, 47ГТ
Хромомарганцовая	18ХГ, 18ХГТ, 25ХГТ, 30ХГТ, 27ХГР, 40ХГТР, 25ХГМ, 38ХГМ
Хромокремнистая	33ХС, 38ХС, 40ХС
Хромомолибденовая и хромомолибденованадиевая	15ХМ, 20ХМ, 30ХМ, 30ХМА, 35ХМ, 38ХМ, 30Х3МФ, 40ХМФА
Хромованадиевая	15ХФ, 40ХФА
Никельмолибденовая	15Н2М (15НМ) 20Н2М (20НМ)
Хромоникелевая и хромоникелевая с бором	12ХН, 20ХН 40ХН, 45ХН, 50ХН, 20ХНР, 12ХН2, 12ХН3А, 20ХН3А, 30ХН3А, 12Х2Н4А, 20Х2Н4А
Хромокремнемарганцовая и хромокремнемарганцовоникилевая	20ХГСА, 25ХГСА, 30ХГС, 30ХГСА, 35ХГСА, (30ХГСН2А)
Хромомаргонцовоникелевая и хромомаргонцовоникелевая с титаном и бором
	(15ХГНТА), 20ХГНР, 20ХГНТР, 38ХГН, 14ХГН, 19ХГН
Хромоникельмолибденовая	20ХН2М (20ХНМ), 30ХН2МА (30ХНМА), 40ХН2МА (40ХНМА), 38Х2Н2МА (38ХНМА), 40Х2Н2МА (40ХНМА), 38ХН3МА, 18Х2Н4МА (18Х2Н4ВА), 25Х2Н4МА (25Х2Н4ВА)
Хромоникельмолибденованадиевая и хромоникельванадиевая	30ХН2МФА (30ХН2ВФА), 36Х2Н2МФА (36ХН1МФА), 38ХН3МФА, 45ХН2МФА (45ХНМФА), 20ХН4ФА
Хромоалюминиевая с молибденом	38Х2МЮА (38ХМЮА)
Хромомарганцовоникелевая с молибденом и титаном	20ХГНМ, 40ХГНМ, 25ХГНМТ

* Структура марки стали углеродистой обыкновенного качества: «Ст» — сталь, цифры — условный номер марки в зависимости от химического состава, «Г» — марганец при его массовой доле в стали 0,8 % и более, степень раскисления стали: «кп» — кипящая, «пс» — полуспокойная, «сп» — спокойная.

В обозначении марок легированной конструкционной стали первые две цифры обозначают среднюю массовую долю углерода в сотых долях процента:

Р — бор, Ю — алюминий, С — кремний, Т — титан, Ф — ванадий, Х — хром,

Г — марганец, Н — никель, М — молибден, В — вольфрам.

Цифры после букв обозначают примерную массовую долю легирующего элемента в целых единицах (отсутствие цифры указывает, что в марке содержится менее 1,5 % данного элемента). Качество стали обозначается в конце наименования марки: буквой А — высококачественная, буквой Ш через тире — особовысококачественная.

При производстве стального круга допускается содержание фосфора, серы, остаточной меди, в процентном соотношении не превышающее показатели, указанные в таблице 2.

Таблица 2 Содержание фосфора, серы и меди в стальном круге

Горячекатаный стальной круг диаметром до 9 мм и калиброванный диаметром до 5 мм согласно стандартам изготавливается в мотках, большим диаметром — в прутках. Кованый поставляется только в прутках, т.к. изготавливается с минимальным диаметром 40 мм

Применение

Круг из углеродистой стали широко применяется в строительстве. Например, изделия из стали марки Ст3 используются для армирования железобетонных конструкций. Стальной круг малого радиуса благодаря высокой пластичности применяется для возведения оград, дуговой сварки элементов конструкций. Из круга сталей Ст3, Ст4, Ст5 производят подставки, бытовые вешалки. Используется он и в различных кованых изделиях, для создания декоративных элементов.

Изделия из легированной стали обладают высокими эксплуатационными свойствами, поэтому используются в строительстве в районах с более суровым климатом и низкими температурными режимами.

Стальной круг из конструкционной стали после соответствующей обработки приобретает такие свойства, как повышенная гибкость и сверхтвердость. Во многих машинах и механизмах применяются пружины из подобного стального круга.

Таблица 3 о тклонения по диаметру стального круга, мм

По длине стержня стальной горячекатаный круг может быть следующих вариантов длины:

· мерной — МД,

· мерной с немерной длиной — МД1,

· кратной мерной — КД,

· кратной с немерной длиной — КД1,

· немерной — НД,

· ограниченной в пределах немерной — ОД,

· ограниченной с немерной длиной — ОД1,

· в мотках — НМД.

Для видов стального круга с немерной длиной допускается наличие проката немерной длины не более 5 % (для горячекатаного) и 10 % (для калиброванного) от массы партии.

Предельные отклонения на изготовляемую длину для горячекатаного и калиброванного круга мерной и кратной мерной длины зависят от длины проката: при длине до 4 м вклю-чительно максимальное отклонение +30 мм, от 4 до 6 м — +50 мм, свыше 6 м - +50 мм (для калиброванного) и +70 мм (для горячекатаного круга).

Предельные отклонения в длине для кованого круга зависят от диаметра: +70 мм при диаметре 40-80 мм, +100 мм при диаметре 80-150 мм, +150 мм при диаметре свыше 150 мм.

Максимальные показатели кривизны стальных стержней круглого сечения приведены в таблице 4.

Таблица 4

Максимальный показатель кривизны круга на 1 м длины, %

Стальной круг из углеродистой стали обыкновенного качества имеет несколько категорий проката, которые различаются между собой набором нормируемых показателей и используемыми марками стали. В таблице 5 приведено соотношение марок стали и категорий проката.

Таблица 5 Категории проката углеродистой стали обыкновенного качества

	Марка стали
	Ст0, Ст1пк, Ст1пс, Ст1сп, Ст2пк, Ст2пс, Ст2сп, Ст3пк, Ст3пс, Ст3сп, Ст4пк, Ст4пс, Ст4сп, Ст5пс, Ст5сп, Ст6пс, Ст6сп
	Ст3пк, Ст3пс, Ст3сп, Ст3Гпс, Ст4пк, Ст4пс, Ст4сп, Ст5пс, Ст5сп, Ст5Гпс
	Ст3пс, Ст3сп, Ст3Гпс, Ст4пс, Ст4сп
	Ст3пс, Ст3сп, Ст3Гпс, Ст3Гсп

Группы качества поверхности стального круга зависят от стали, из которой он изготовлен. Горячекатаный круг из углеродистой стали обыкновенного качества имеет группы качества поверхности, которые указаны в таблице 6.

Таблица 6 Группы качества поверхности углеродистой стали обыкновенного качества

Группа качества	Характеристика	Применение
	На поверхности могут быть без зачистки отдельные раскатанные пузыри и загрязнения, рябизна, отпечатки, риски, при которых отклонения от диаметра должны быть в пределах нормы. Другие виды дефектов удалены производителем пологой чисткой или вырубкой, при которых отклонения диаметра не превышают указанные в таблице 3.	Применяют без обработки поверхности
	Допускаются без зачистки дефекты как у группы 1ГП. Другие виды дефектов удалены пологой чисткой или вырубкой, глубина которой не превышает:	Используют для горячей обработки давлением
	При диаметре менее 40 мм — суммы предельных отклонений диаметра;
	При диаметре 40 мм до 140 мм — 5 % диаметра;
	При диаметре свыше 140 мм — 8 % диаметра.
	Глубина чистки или вырубки считается от минимального размера проката.
	Допускаются без зачистки дефекты, глубина которых не превышает:	Применяют для холодной механической обработки посредством резки
	Для диаметра менее 100 мм — отрицательного значения предельного отклонения;
	Для диаметра 100 мм и более — суммы предельных отклонений.
	Глубина залегания дефектов считается от номинального размера.

Группы качества поверхности для круга из легированной конструкционной стали приведены в таблице 7.

Таблица 7 Группы качества поверхности легированной конструкционной стали

Группа качества поверхности	Диаметр, мм	Глубина зачистки дефектов, не более		Допустимые без зачистки дефекты
		Из качественной и высококачественной стали	Из особовысококачественной стали
		6 % диаметра	3 % диаметра	Одиночные мелкие риски, вмятины и рябизна в границах половины суммарных предельных отклонений. Волосовины отсутствуют.
	От 140 до 200	5 % диаметра		Для круга из качественной и высококачественной стали 2 группы допускаются мелкие волосовины глубиной, не более четверти от суммы предельных отклонений от диаметра, но не более 0,2 мм.
	От 80 до 140	Суммы максимальных значений отклонений
		Половины суммы максимальных отклонений
	Глубина залегания дефектов, не более
	100 и более	Суммы максимальных отклонений — для кругов из качественной и высококачественной стали; минусового допуска — для кругов из особовысококачественной стали
		Минусового допуска

Круг из калиброванной стали имеет группы качества поверхности, которые даны в таблице 8.

Таблица 8 Группы качества поверхности калиброванной стали

Круг Вес 1 п/метра, кг 08-12 Х18 Н10 Т 20-40 Х13 14 Х17 Н2 25 Х1 МФ Круг Вес 1 п/метра (спецотделка), кг 08-12 Х18 Н10 Т 20-40 Х13 14 Х17 Н2 Р6 М5 Маркировка Схема условного обозначения стального круга: Х 1 — точность изготовления (класс точности для горячекатаного - см. таблицу 3, квалитет для калиброванного - см. таблицу 3, для кованого - не указыватся). Х 2 — кривизна, отклонение от плоскостности (класс I, II, III, IV; квалитет h). Х 3 — диаметр, мм. Х 4 — обозначение стандарта на сортамент. Х 5 — марка стали (см. таблицу 1). Х 7 — группа качества поверхности (см. таблицы 6,7,8). Х 8 — обозначение стандарта на сталь. Пример маркировки: Прокат горячекатаный круглый обычной точности прокатки (В), II класса кривизны, диаметром 30 мм по ГОСТ 2590-2006, изготовленный из стали марки Ст5пс, категории 1, группы 1ГП по ГОСТ 535-2005. Достоинства · Круги из конструкционной стали (углеродистой и низколегированной) обладают хорошей свариваемостью, потому широко применяются для изготовления строительных конструкций. «Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия» «Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки»