Технология производства и качество нержавеющего круга, трубы медной и других металлоизделий

Производство нержавеющих труб: методы и особенности

Содержание:

Трубы из нержавеющей стали – это изделия производителей металлопроката, встретить которые сегодня можно практически повсеместно. Нержавеющая сталь, из которой изготавливаются трубы, обладает настолько широкими возможностями и настолько выдающимися качествами, что именно она во многих случаях и оказывается идеальным материалом для изготовления труб для монтажа самых разнообразных трубопроводов (в том числе и для нефтяной промышленности), оборудования для машиностроения, пищевой промышленности, химической отрасли, энергетики и многих других сфер деятельности.

Разнообразие выпускаемого сортамента труб также повышает уровень спроса на них. Трубы могут отличаться по своему диаметру и толщине стенок, по своей форме (быть круглыми или профильными) и по виду поверхности (шлифованная, зеркальная или матовая).

Производство нержавеющих труб также может включать в себя различные методы, что позволяет выпускать трубы двух основных видов:

  • трубы со сварным швом;
  • трубы бесшовные.

Но независимо от того, какой размер, форму или поверхность имеет труба и каким способом она была произведена, в любом случае потребитель может быть уверен, что получаемое им изделие полностью соответствует всем существующим нормам и ГОСТам, действующим для данной продукции.

Производство нержавеющих труб со сварным швом.

Как уже видно из названия, производство нержавеющих труб со сварным швом включает в себя применение сварочного оборудования. В государственном стандарте за такими трубами закреплено название «электросварные». Правда, на сегодняшний день оно не включает в себя все методы получения сварных изделий. Дело в том, что появилось это название в ГОСТ 11068-81 в 1983 году, когда о других методах получения сварных изделий промышленным способом просто не слышали. Сегодня кроме электросварки, сварные трубы из нержавейки изготавливают с помощью плазмы, лазера или сварки в вакууме направленными пучками электронов.

Независимо от того, какой именно метод сварки применяется, суть процесс одинакова: лист из нержавеющей стали сворачивается, и края его соединяются с помощью сварного шва. После этого шов зачищается, шлифуется и проходит все необходимые испытания, доказывающие его прочность. Последний этапом труба проходит калибровку и нарезается на куски нужной длины.

Уже упомянутый ГОСТ 111068-81 определяет допустимый диаметр сварных труб из нержавейки (от 8 до 102 мм) и допустимую толщину их стенок – от 0,8 до 4 мм.

Производство бесшовных труб из нержавейки.

Для бесшовных труб из нержавейки существует сразу два ГОСТ – один из них (9940-81) касается горячедеформированных труб из нержавеющей стали, второй (9941-81) относится к холоднодеформированным трубам.

При изготовлении бесшовных труб используется метод отливки и прессовки. А для того чтобы получить трубу определенного диаметра, используется специальный стержень – оправка, на который и надевается заготовка для трубы.

Название методов само по себе указывает на их отличительные особенности – при горячей деформации обработке подвергается раскаленная заготовка, для холодной деформации берется заготовка в холодном виде. Но и в том, и в другом случае заготовка, надетая на оправку, переносит примерно одинаковое воздействие – ее пропускают через ряд вальцов, которые мнут заготовку, вытягивая и обжимая ее, доводя толщину ее стенок до нужного размера и добиваясь ровного диаметра на всей протяженности трубы.

Согласно ГОСТ, горячедеформированные (горячекатаные) трубы могут иметь диаметр от 57 до 325 мм и толщину стенок от 3,5 до 32 мм. Диаметр холоднодеформированных труб должен находиться в пределах от 5 до 273 мм, а толщина стенок может варьироваться от 0,2 до 22 мм.

Если для изготовления бесшовной трубы из нержавейки применяется метод холодной деформации, то в процесс производства добавляется еще один этап: уже готовую трубу разогревают до высокой температуры, а потом постепенно охлаждают (или она остывает естественным путем). Эта процедура является обязательной и прописана в ГОСТ, а служит она для того, чтобы избавить металл от внутреннего напряжения, которое обязательно появится внутри металла, подвергающегося формовке в холодном виде.

Некоторые производители, стремясь сэкономить и ускорить процесс производства бесшовных труб, исключают из технологии этот этап – тем более, что по внешнему виду трубы определить это невозможно. Но вот качество получаемых изделий от этого действительно страдает – труба становится недостаточно прочной для того, чтобы выносить все заявленные в документации нагрузки – под их воздействием она просто разрушится.

А понять такую уловку производителя иногда все же можно по необычайно низкой стоимости трубы – как известно, методы производства нержавеющей стали и изделий из нее подразумевает довольно высокую их цену и выход стоимости изделий за определенные «средние» рамки свидетельствует чаще всего о нарушении технологии производства.

Технология производства и качество нержавеющего круга, трубы медной и других металлоизделий

  • |
  • Услуги
    • Заявка на подбор оборудования
    • Правила заказа и получения товара
    • Заказ через интернет
    • Условия гарантии
    • Сертификаты
    • Специальные цены
    • Распродажа
    • Кредит на строительно-монтажные работы
    • Страхование рисков при строительно-монтажных работах
    • Техническая информация
  • |
  • |
  • |
  • О компании
    • Компания
    • Контакты
    • Партнеры

Сертификат ISO 9001:2000

Технологический прогресс, начавшийся с конца XX века, поднял медь на новую высоту, она стала поистине незаменимым материалом во многих отраслях, в том числе и в строительстве. Медь представляет собой натуральное сырье, применение которого не наносит урон окружающей среде, так как изделия из нее почти на 100% пригодны для вторичной переработки. Кроме того, нужно отметить, что медь устойчива к коррозии и механическому износу, поэтому ее с успехом используют для изготовления продукции, которая применяется в самых разных областях. Медные кровли, трубы, фитинги и различные аксессуары к ним – вот не полный перечень того, где медь и сплавы на ее основе нашли широкое применение. Медные изделия не только выдерживают огромные нагрузки, но также отвечают наивысшим требованиям по надежности в течение длительного эксплуатационного срока.

В начале своего пути немецкий завод, а в настоящее время европейский промышленный концерн «КМЕ Group» («КМЕ»), занимает лидирующие позиции в мировом производстве и продвижении изделий из меди и медных сплавов. Концерн обладает многовековыми историческими традициями, имеет глубокие корни во многих европейских странах. Это в принципе, можно сказать, международно-ориентированное предприятие, управляемое сильной международной командой менеджеров, которое имеет развитую сеть представительств на четырех континентах, включая Россию. « КМЕ » является активным членом Ассоциации Инженеров по Отоплению, Вентиляции и Кондиционированию (АВОК) и НП «Национальный центр меди». Так, например, концерн принял участие в работе по разработке и внедрению стандарта АВОК: СТО НП «АВОК» 6.3.1-2007 «Трубопроводы из медных труб для систем внутреннего водоснабжения и отопления». Кроме того при непосредственном участии «КМЕ» и НП «Национальный центр меди» были разработаны российские нормативные документы: СП 40-108-2004 «Проектирование и монтаж внутренних систем водоснабжения и отопления зданий из медных труб» и ГОСТ Р 52318-2005 «Трубы медные круглого сечения для воды и газа».

Продукция концерна «КМЕ» включает широкий ассортимент изделий из меди и медных сплавов, в том числе и медных труб, предназначенных для применения в различных областях строительной деятельности. Медные трубы торговой марки «КМЕ» имеют высокое качество изготовления и выпускаются для инженерных трубопроводных коммуникаций зданий любого назначения. Для каждой сферы применения предлагается соответствующая ей марка медных труб «КМЕ».

В компании «КМЕ» для изготовления медных труб используется бескислородная марка меди по стандарту DIN EN 1057 марки Cu – DHP ( CW 024 A )с содержанием чистой меди не менее 99,90% и фосфора от 0,015%, но не более 0,04%. Изделия из этой марки меди хорошо подвергаются обработке в процессе дальнейшей эксплуатации. При этом медь марки CW 024 A легко подвергается пайке и хорошо сваривается, поддается обработке давлением и резанием, что немаловажно при создании герметичных паянных и обжимных (пресс-фитинговых) соединений.

Качество медных труб регламентируется европейскими нормами, например стандарт EN 1057, который для Германии имеет статус немецкой нормы DIN EN 1057. Этот стандарт является нормой для медной продукции, в которой сформулированы все требования, формы поставок и условия испытаний медных инсталляционных труб. Стандарт распространяется на бесшовные медные трубы с наружным диаметром от 6 до 267 мм, которые предназначаются для устройства систем газо,- тепло,- водоснабжения и для установки санитарно-технического оборудования. Этот нормативный документ также распространяется на бесшовные медные трубы, на которых имеется заводская изоляция. Трубопроводные изделия, имеющие знак технического контроля «DVGW», дают гарантию потребителю продукции в том, что эти материалы соответствуют существующим техническим требованиям. Следует отметить, что в системах питьевого водоснабжения, а также в системах газоснабжения следует обязательно применять только такие материалы, которые имеют соответствующий сертификат и на которые нанесен знак технического контроля «DVGW».

Изготовление труб в производственных цехах компании «КМЕ» осуществляют из круглых литых медных болванок. Выплавка меди для них происходит поочередно в двух подогреваемых в постоянном режиме приемниках установки непрерывного литья. Затем медный расплав подается в центральную литьевую печь, в которой в качестве заключительной технологической операции производят легирование меди фосфором.

На первой стадии производства труб из медной болванки изготавливается трубная заготовка, которую можно выполнить по двум технологиям: в процессе горячей поперечно-винтовой прокатки (рис.1) и горячего прессования. При этом технология горячего прессования в свою очередь может осуществляться двумя технологическими способами – методом прямого или обратного прессования трубной заготовки (рис.2).

Следует отметить, что оба технологических варианта: и горячего прессования, и горячей поперечно-винтовой прокатки – предусматривают использование «неподвижного дорна» для формирования трубной заготовки из медной болванки, нагретой до температуры около 900°С.

Рис.1. Горячая попереч­но-винтовая прокатка с «неподвижным дорном».

Совершенствование технологии производства медных труб на ОАО «АЗОЦМ»

Кузьмин О.С., Оленич А.А., Исхаков Р.Ф., Толстобо А.В., Волков С.М.
ОАО «Артемовский завод по обработке цветных металлов»

Современная цветная металлургия достигла больших успехов в повышении производительности и качества металлопродукции благодаря широкому применению непрерывных и полунепрерывных технологий производства. В области производства медных труб перспективным направлением является технология производства литой трубной заготовки с дальнейшей холодной деформацией. Отсутствие операций горячей деформации приводит к существенному снижению себестоимости конечной продукции.

Введение

В настоящее время в мире существуют несколько технологических процессов производства медных труб общего и специального назначения, которые используют непрерывный способ литья с целью получения полой заготовки, предназначенной для дальнейшей прокатки и многостадийного волочения. Например, хорошо известна технология «Directube process» (Cast and Roll process), предлагаемая фирмой «SMS MEER» для изготовления труб общего и специального назначения, в том числе и для систем кондиционирования и охлаждения воздуха. Данный процесс включает в себя непрерывное литье толстостенной полой заготовки, горячую прокатку отливок на планетарном прокатном стане, волочение катанной заготовки до готового размера на стане типа «spinner block».

Фирма «Up Cast OY», Финляндия предлагает новый перспективный процесс «UPCAST SG Tube», который позволяет получать непрерывнолитую трубную заготовку из меди марки Cu-DHP непосредственно под бухтовое волочение. Разработчики данной технологии утверждают, что ее можно использовать в том числе и для производства медных тянутых труб для систем кондиционирования и охлаждения воздуха.

На ОАО «АЗ ОЦМ» медные трубы различного назначения производятся по традиционной технологии, включающей в себя следующие операции: отливку слитков методом полунепрерывного литья, нагрев и прессование мерной литой заготовки, холодную прокатку прессованных полуфабрикатов, волочение катанной трубы до конечного размера. Данная технологическая цепочка является наиболее материалоемкой и энергозатратной по сравнению с другими ранее указанными процессами, что в конечном счете приводит к высокой себестоимости готовой продукции. Поэтому на ОАО «АЗОЦМ» проводятся экспериментально-исследовательские работы по подбору более перспективной и экономически выгодной технологии получения медных тянутых труб.

Читайте также:  Огнезащита металла

Настоящая работа посвящена экспериментальным исследованиям холодной пластической обработки трубных заготовок, произведенных на установке горизонтального непрерывного литья, выполненной на базе индукционной канальной печи.

Литая трубная заготовка

Опытная медная литая труба с наружным диаметром 48 мм, с толщиной стенки 4 мм полностью соответствует требованиям ГОСТ859, предъявляемым к меди марки М2 и лишь по содержанию железа не попадает в марку М1.

На наружной поверхности опытной литой трубы обнаружены:

  • неслитины и мелкие поперечные трещины длиной до 25. 30 мм, шириной до 1 мм, располагающиеся друг за другом на спае литейных шагов (см. рисунок 1 а);
  • раковины литейного происхождения (см. рисунок 1 б);
  • следы, оставленные роликами вытягивающего механизма (рисунок 1 в).

Кроме того, на наружной поверхности литой трубы присутствуют следы удаления дефектов литейного происхождения посредством применения пневматической шлифовальной машинки (рисунок 1 г).

На внутренней поверхности литой трубы никаких серьезных дефектов выявлено не было, в том числе трещин (см. рис. 2 а и б).

Предварительно можно предположить, что дефекты литейного происхождения такие как, неслитины, поперечные трещины на спае шагов, раковины, выявленные на наружной поверхности литой заготовки, должны оказать отрицательное влияние на качество готового проката. Степень этого отрицательного влияния можно будет оценить только в процессе проведения экспериментов по прокатке и волочению литых труб.

Рис.1. Дефекты поверхности опытной трубной литой заготовки: а – поперечные пошаговые трещины, неслитины; б – литейные раковины; в – след от ролика вытягивающей машины; г – следы от удаления поверхностных дефектов ручной шлифовальной машинкой

Рис.2. Общий вид внутренней поверхности опытной литой трубы: а — нетравленная поверхность; б – поверхность после травления

Также можно предположить, что следы, нанесенные роликами вытягивающей машины или другим технологическим инструментом, в процессе последующей обработки металла давлением будут устранены без какого-либо негативного влияния на качество готовой продукции.

Исследования микроструктуры показали, что металл литой трубы имеет достаточно высокую плотность, поскольку в нем не обнаружено серьезных микродефектов в виде пор, раковин, инородных включений (см. рис. 3 а, б);

Рис. 3. Микроструктура опытной литой трубной заготовки: а – микроструктура в продольном сечении литой трубы, *100; б – микроструктура в продольном сечении литой трубы, *200; в — поперечная поверхностная трещина в продольном сечении литой трубы, *200.

Границы зерен тонкие, неутолщеные, что свидетельствует об отсутствии отложений легкоплавких эвтектик;

По заключению лаборатории металлографии поперечные трещины на наружной поверхности проникают вглубь стенки трубы на 0,115 мм (см. рис. 3 в). В процессе исследования макроструктуры установлено следующее: на всей поверхности поперечного шлифа исследуемой литой заготовки наблюдаются зерна, имеющие четкую радиальную ориентацию. При этом необходимо отметить транскристаллитный характер структуры, т.к. зерна распространяются от внутренней поверхности до наружной поверхности, через всю толщину стенки трубы. Зерна по периметру поперечного сечения отливки имеют разную ширину, которая увеличивается с 0,5. 1,0 мм до 1. 2 мм (см. рис. 4 а и б). Данное обстоятельство свидетельствует о неравномерности теплоотвода от кристаллизующегося металла по периметру кристаллизатора в процессе формирования полой отливки.

Рис. 4. Макроструктура продольного и поперечного сечений опытной литой трубной заготовки: а — макроструктура в поперечном сечении трубы; б – макроструктура различных участков поперечного сечения трубы; в — макроструктура в продольном сечении трубы

В продольном сечении трубы также наблюдается радиально ориентированная структура. Причем, на одном из двух срезов, попадающих в продольное сечение, сформировались зерна шириной 0,5. 1,5 мм, на втором — шириной 1. 4 мм (см. рис. 4 в).

Для исследования механических свойств литой трубной заготовки из нескольких образцов вырезались плоские продольные полоски шириной 10 мм, предназначенные для проведения испытаний на растяжение. В процессе испытаний установлено, что предел прочности литой трубы совпадает с пределом прочности горячепрессованной трубы. В то же время, условный придел текучести литой трубы на 10-20% выше по сравнению с горячепрессованной трубой. Относительное удлинение, как один из показателей пластичности металла у литой трубы так же выше на 15%.

В целом необходимо отметить высокий уровень механических свойств литой трубы, которые вполне сопоставимы с механическими свойствами прессованной заготовки. Это обстоятельство должно оказать положительный эффект на процесс холодной прокатки полых отливок.

Результаты холодной деформации литой медной трубы

Для исследования возможности холодной деформации медной литой заготовки, проводились опытные работы по прокатке на стане ХПТ и волочению. Прокатка литой трубной заготовки осуществлялась на стане марки ХПТ 55-3-8 на размер 32*0,95 мм по следующим режимам: подача – 14 мм, угол поворота – 55-65 o , двойных ходов – 80-82. В результате холодной прокатки была получена катанная заготовка хорошего качества: дефектов, видимых невооруженным глазом, на поверхности обнаружено не было. Таким образом, дефекты литейного происхождения, выявленные нами в ходе исследования литой заготовки, в процессе холодной прокатки были либо устранены, либо приобрели скрытый характер.

После обработки на стане ХПТ произвели волочение катанной заготовки на цепном волочильном стане на готовый размер 16*0,5 мм за 7 проходов, выполненных с суммарной вытяжкой 3,84.

На втором ходу волочения произошло 8 обрывов захваток (холостой конец). После повторного изготовления захваток, волочение прошло без каких-либо замечаний. При обработке литой заготовки суммарная вытяжка составила 22,71 (степень деформации 95,59%).

При визуальном осмотре продукции дефектов на поверхности готовых труб обнаружено не было. С целью более тщательного исследования качества полученной продукции была произведена дефектоскопия труб М2 в готовом размере 16*0,5 мм на токовихревом дефектоскопе. Из 157 штук (102 кг) труб было забраковано 9 штук (6 кг) труб. Основной вид дефектов на отбракованных трубах – забоины и вмятины, полученные в процессе изготовления готовой продукции. Отбраковка от общей массы произведенной трубы составила 5,9%.

Для исследования механических свойств опытных труб в мягком состоянии произвели отжиг образцов, отобранных на разных проходах, в лабораторной печи при температуре 600 o С и времени выдержки 30 мин.

Согласно полученным данным, механические свойства отожженных опытных труб готового размера 16*0,5мм полностью соответствуют требованиям ГОСТ 617 и EN 1057, предъявляемым к продукции в мягком состоянии.

Выводы

Проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы:

  1. Экспериментальным путем подтверждена возможность производства медных тянутых труб общего назначения в мягком состоянии, соответствующих требованиям ГОСТ617 и EN1057, за счет холодной прокатки и многократного волочения трубной заготовки, отлитой на установке непрерывного горизонтального литья.
  2. Наличие таких дефектов наружной поверхности литой трубной заготовки, как мелкие раковины, поперечные трещины и неслитины глубиной до 0,115 мм, не должны являться признаком для отбраковки, поскольку указанные несоответствия устраняются в процессе холодной прокатки и последующего волочения отливок. Токовихревая дефектоскопия готового проката не выявляет остаточных проявлений вышеуказанных дефектов.
  3. Лабораторные исследования позволили установить, что в плоскостях как поперечного, так и продольного шлифов экспериментальной литой трубы наблюдается макроструктура, имеющая четкую радиальную ориентацию зерна. При этом нужно отметить транскристаллитный характер структуры, т.к. зерна распространяются от внутренней поверхности до наружной поверхности, через всю толщину стенки трубы. При перемещении по периметру полой заготовки зерна изменяют свою толщину, что свидетельствует о неравномерности теплоотвода по периметру кристаллизатора в процессе формирования отливки.
  4. В процессе исследований микрошлифов литых заготовок с применением микроскопа при увеличении *100, *200 в материале отливок не обнаружено серьезных микродефектов в виде раковин, газовых пор, неметаллических включений; границы зерен тонкие, неутолщеные, что свидетельствует об отсутствии отложений легкоплавких эвтектик. Конечные результаты эксперимента подтверждают то, что указанные позитивные характеристики микроструктуры положительно повлияли на технологические свойства медных литых труб в процессе холодной прокатки и последующего волочения.
  5. Химическая чистота металла, отсутствие серьезных структурных дефектов обеспечили получение достаточно высоких механических свойств литой заготовки, которые оказались вполне сопоставимы со свойствами прессованной трубы. Это обстоятельство также помогло добиться положительных результатов в процессе холодной прокатки и волочения полых отливок.

© Кузьмин О.С., Оленич А.А., Исхаков Р.Ф., Толстобо А.В., Волков С.М., 2010

Технологии производства нержавеющего стального проката

СПИСКИ СТАТЕЙ
ПО РАЗДЕЛАМ:

Высокая механическая прочность, гигиеничность и долговечность отличают изделия из нержавеющей стали, которые не требуют специальных условий эксплуатации и дополнительного ухода. Из когда-то элитного материала нержавейка давно превратилась в доступный материал, а все благодаря прогрессивным технологиям производства металлопроката, значительно снизившим ее себестоимость.

Сегодня нержавеющую сталь производят разными способами, которые отличаются между собой не только используемым оборудованием и стоимостью конечной продукции, но и эксплуатационными характеристиками полученных изделий. Все они сводятся к тому, чтобы снизить концентрацию веществ в чугуне путем плавки.

Компания «МЕТАГОР» имеет большой опыт в работе с нержавеющим стальным прокатом и предлагает своим клиентам продукцию самого высокого качества.

Мартеновский способ

Мартеновский способ производства металлопроката считается самым дорогим, поэтому его потихоньку вытесняют другие более доступные технологии. Чугун или стальной лом – основные компоненты, из которых производят нержавеющую сталь, – плавятся в течение 4-6 часов в знаменитых мартеновских печах качающегося или стационарного типа.

Основное преимущество использования мартеновской печи – возможность проверять качество металлопроката посредством взятия специальных проб, что позволяет регулировать характеристики изделия еще на этапе производства. Кроме того, мартеновский способ позволяет добавлять в чугун различные примеси, получая специальные сорта стали высокого качества.

Кислородно-конверторный способ

Жидкий чугун заливается в конвертер грушевидной формы и выплавляется из него под воздействием горячего воздуха, который может подаваться напором снизу вверх, сверху вниз или комбинированной поддувкой. Чаще всего применяется последний вариант. Чтобы переработать 1 тонну сырья, требуется около 350 кубометров воздуха. В течение 30-40 минут плавки чугун, а с ним и различные примеси, в частности углерод, выгорают, и в сосуде остается чистый металлопрокат, который при помощи специального ковша разливают в изложницы.

Топливо при этом способе производства металлопроката не используется, что значительно удешевляет стоимость конверторной стали. Короткое время плавки повышает производительность процесса, а компактные размеры и простота конвертера облегчают ручной труд и позволяют сэкономить рабочее пространство. Именно поэтому конверторный способ производства металлопроката на сегодня остается самым распространенным, однако характеристики изготовленной таким образом стали не позволяют использовать ее для сооружения многих конструкций.

В составе нержавейки, изготовленной в конвертере, остаются примеси азота, фосфора и окислов железа, которые ухудшают качество металла. Оптимальная сфера применения этой стали – изготовление проволоки, сварных труб, сортового проката, мягкой листовой и кровельной ткани, а также мелких строительных профилей.

Электросталеплавильный способ

Еще одним распространенным способом производства металлопроката является электросталеплавильный – плавка в специальных электропечах. Для нагрева чугуна используется электроэнергия, а в процессе плавки вырабатываются шлаки, от состава и количества которых зависит качество стали. Шлаки имеют свойство выводить из стали вредные вещества, поэтому использование электропечи позволяет получать на выходе нержавеющую сталь высокого качества.

Читайте также:  Потолок из гипсокартона

В процессе плавки металл нагревается недостаточно сильно, что позволяет вводить в его состав различные легирующие добавки, улучшающие прочность конечного изделия. Кроме того, способ позволяет регулировать температуру металла для максимально эффективной выплавки.

Этапы производства нержавеющего металлопроката

После выплавки нержавеющий прокат проходит еще ряд этапов специальной обработки. Резка металлопроката происходит при помощи отрезных станков ленточного типа, на которые к месту резки поступает охлаждающая жидкость. Именно в процессе охлаждения металлопрокат приобретает необходимые свойства.

Чтобы изделия из нержавеющего металлопроката приобрели характерный глянцевый оттенок, прокат шлифуют на специальном шлифовальном оборудовании с применением паст, в состав которых входят полимерные абразивы или керамические соединения. Для сварки изделий в среде инертного газа используются сварочные аппараты.

Нержавеющий круг – что стоит понимать под этим термином?

Нержавеющий круг – один из наиболее востребованных типов сортового проката. Если хотите узнать про его особенности, ознакомиться с технологией его производства, техническими характеристиками, сферой использования, и понять, чем он отличается от отрезного круга, то эта статья для вас.

1 Область применения и виды кругов

Изготавливается это изделие в виде прутка определенного сечения. Если диаметр небольшой, то круг сматывают в мотки, а вот металлопрокат стандартных размеров имеет вид прутков. Он незаменимый элемент в строительстве и при проведении ремонтных работ. Этот круг принимает непосредственное участие при возведении беседок, детских площадок, разного рода ограждений. Из него легко сварить вольер, клетку для животных или решетку. Сито с большими ячейками? Опять выручит этот вид сортового металлопроката.

Этот круг широко используется в машиностроении. Он необходим еще и при производстве автомобилей, кораблей, сельскохозяйственной и прочей техники. Ведь именно такие прутки выступают в роли заготовок для деталей. Нержавеющий металлопрокат также используют для изготовления различных емкостей, бойлеров, трубопроводов. В химической и пищевой промышленности они принимают непосредственное участие при производстве установок, элементов механизмов и т. д. Даже в нефтегазовой отрасли нашел свое применение этот круг. Не стоит забывать об авиационной и авиакосмической индустрии.

К достоинствам следует отнести коррозионную стойкость, высокие прочностные характеристики, жароустойчивость. А вот недостаток – большой вес, особенно если речь идет об элементах внушительного диаметра.

Классификация такого металлопроката делается в зависимости от способа изготовления и точности. Горячекатаные изделия выпускаются обычной, высокой и повышенной степени точности. А вот калиброванный металлопрокат делится на холоднокатаный и холоднотянутый. Определить тип изделия можно и по внешним признакам. Они обычно проходят дополнительную обработку, в результате чего поверхность приобретает более темный либо очень светлый цвет. Существуют еще и кованые круги, изготовленные путем штамповки либо прессования.

Такой термин можно услышать и в отношении рабочего инструмента болгарок. Отрезной круг имеет форму плоского диска, который обеспечит высококачественную и быструю резку. Способ изготовления, материал и обработка этого изделия зависит от назначения. Например, армированный отрезной круг обладает повышенной прочностью. Он устойчив к высоким температурам. Еще к его достоинствам следует отнести износостойкость.

2 Технология производства – как они появляются на свет?

Существует несколько технологий производства круглого металлопроката. Если для изделия использовали метод горячей прокатки, то речь идет о горячекатаных кругах. Заготовку нагревают до определенной температуры и затем пропускают через прокатные валки. В это время температура заготовки составляет около 1000 °С. Далее следует нагрев еще на 120 °С, так как эта температура будет немного превышать критическую. И последним идет этап охлаждения. Сначала – водяное, а завершается процесс охлаждения на воздухе. В результате закалки материал приобретает необходимые свойства. Сталь становится более твердой, повышаются ее прочность и износостойкость. При этом свойства металла во многом зависят от скорости нагрева и охлаждения, а также времени выдержки. Однако неправильно подобранные режимы термообработки могут спровоцировать появление внутренних напряжений и, как следствие – трещины.

Круг нержавеющий калиброванный изготавливают без сопутствующего подогрева. Заготовки и в этом случае поступают на специальный стан, где идет их прокатка. При этом используют более сложное прокатное оборудование, чем для производства горячекатаных изделий. Диаметр круга, произведенного таким способом, колеблется в пределах от 3 до 100 мм, причем если этот параметр до 5 мм, то готовый продукт сматывается в бухты, вес которых достигает 1,5 тонны. По требованию заказчика металлопрокат толщиной до 25 мм также может выпускаться в мотках. Если диаметр превышает 25 мм, тогда такой товар поставляется уже в виде прутков. Вес их зависит от толщины.

Следует отметить, что круги, произведенные методами холодного деформирования, проходят дополнительную обработку, за счет которой достигается повышенная точность и долговечность изделий. Улучшению свойств способствует и дополнительное покрытие, которое часто наносят на круги, изготовленные холодными методами.

Теперь рассмотрим особенности ковки, ведь получить металлопрокат круглого сечения можно и таким способом. В первую очередь делается раскрой заготовки. Далее из нее формируют круг заданных размеров. Если металл находится в свободном положении, а во время работ используют специальные прессы, молот и кувалды, то речь идет о прессовке. Достоинствами изделий, полученных таким методом, можно назвать пластичность и прочность.

Получить круг можно и посредством деформирования металла под определенную форму. Если сырье предварительно нагревают, тогда речь идет о горячей штамповке. Сталь может также оставаться и в холодном состоянии на протяжении всего процесса. В последнем случае изделие будет отличаться лучшим качеством и повышенной точностью. Кованый металлопрокат характеризуется большими диаметрами, составляющими от нескольких десятков до 1000 мм. Безусловно, и его вес зависит от размеров.

3 Материалы – из чего прочнее круг?

В качестве материала берется нержавеющая сталь, которая обязательно должна соответствовать ГОСТ. Наиболее популярными марками можно назвать: 12Х18Н10Т, 14Х17Н2, 08Х18Н10Т. Ознакомиться более подробно с характеристиками материала можно, изучив ГОСТ 5949–75. Особого внимания заслуживают легированные марки. Благодаря специальным добавкам получают материал с заданными свойствами. В зависимости от выбора вводимых элементов можно сделать сталь более мягкой и пластичной либо, наоборот, повысить ее твердость. Также увеличивается устойчивость металла к коррозии, износостойкость и иные характеристики.

Изделия импортного производства марки ALSI изготавливаются из хромоникелевой аустенитной стали, которые максимально соответствуют ГОСТ 5632–72. Для пищевой промышленности больше подходит круг ALSI 304 и 321. Материал этого изделия отличается повышенным содержанием хрома, который благоприятно отражается на коррозионной стойкости. На этот металл не распространяется действие магнита, рабочая температура колеблется в пределах от 400 до 600 °С. А вот круг серии 316 отличается устойчивостью к кислой среде, поэтому его использование актуально в химической промышленности. Положительным образом отражается на характеристиках стали и содержание молибдена.

4 Требования – разбираем ГОСТ по строчкам

Нержавеющий круг используется в весьма ответственных конструкциях, из него изготавливают детали и механизмы, поэтому к качеству этого металлопроката предъявляются довольно серьезные требования, оговоренные в ГОСТ. Для горячекатаных и калиброванных изделий действуют различные стандарты. Остановимся более подробно на каждом варианте.

Металлопрокат, изготовленный путем горячего деформирования, должен соответствовать ГОСТу 2590–2006. В этом случае речь идет о прутках диаметром от 5 до 270 мм. Однако по требованию потребителя прокат может изготавливаться диаметром до 330 мм. Этот сортовой прокат бывает мерной, кратной, ограниченной в пределах мерной и немерной длины, а также в мотках. Существует 4 класса кривизны. Соотношение всех параметров (длина, вес, диаметр) указано в таблицах, размещенных в ГОСТ.

Также в этой документации указаны предельные отклонения по диаметру. Для изделий, толщина которых составляет от 270 до 300 мм, такие отклонения достигают 6 мм, а если речь идет о металлопрокате диаметром 300–330 мм, то – 7 мм. Вес и площадь поперечного сечения, указанные в ГОСТ – справочные величины. При их вычислении учитывается плотность стали 7,85 г/см 3 .

Овальность изделий не превышает 75%, однако по требованию потребителя этот показатель может составлять и 50%. Длина прутков, изготовленных из высоколегированных марок стали, 1–6 м, для качественных углеродистых либо легированных этот параметр составляет 2–6 мм. А если речь идет о низколегированном материале либо углеродистой стали обыкновенного качества, то длина изделий 2–12 м. Вес 1 метра проката минимального диаметра (5 мм) составляет 0,154 кг, а масса прутка такой же длины и толщиной 270 мм – почти 450 кг.

Калиброванный металлопрокат выпускается в соответствии с ГОСТ 7417–75. В этом случае диаметр изделия колеблется в пределах от 3 до 100 мм. В государственном стандарте также есть таблица, в которой указываются все параметры (площадь сечения, вес 1 м изделия, диаметр, предельные отклонения). Овальность металлопроката не должна превышать значений допустимых предельных отклонений, указанных в таблице. Прутки выпускаются мерной, кратной либо немерной длины.

Изделия из качественной углеродистой либо легированной стали производятся длиной от 2 до 6,5 м, а из высоколегированного материала – 1,5–6,5 м. Предельные отклонения по длине составляют 30 мм, если пруток до 4 м. Для более длинных изделий этот параметр увеличивается и достигает 50 мм. Подробнее ознакомиться с требованиями, предъявляемыми к этому типу сортового металлопроката, можно изучив ГОСТ. Стоит отметить, что вес калиброванного соответствует горячекатаному прокату.

5 Отрезной круг – для чего это?

Теперь рассмотрим принципиально отличающийся круг, а именно – отрезной. Если до этого речь шла о металлическом прокате (проволоки и прутках), то такое изделие выпускается в виде дисков. Они также производятся в соответствии с ГОСТ 21963–82. Выпускаются круги без упрочняющих элементов либо с ними. В таблице указываются размеры, соотношение диаметров и высоты. А вот вес круга незначительный, поэтому о нем в стандарте речь не идет.

Отрезной круг более 2,5 мм высотой выпускается с калибровочными втулками. Повреждения кромок не должны превышать 2 мм в длину и ширину для изделий диаметром до 400 мм. Если отрезной круг от 400 до 900 мм, то в этом случае допускают дефекты длиной до 5 мм и шириной до 3 мм. Повреждение кромок шириной 5 мм и длиной 9 мм разрешается для дисков более 900 мм диаметром. Трещины недопустимы ни в каком виде. Выпускается и отрезной диск с рифленой торцевой поверхностью. При этом каждый элемент проходит испытания на механическую прочность.

Маркировка изделий содержит товарный знак завода-изготовителя, размеры, класс неуравновешенности и иные обозначения стандарта, еще обязательно наносится штамп, свидетельствующий о прохождении контроля, и указывается номер партии. Если речь идет про отрезной круг диаметром до 150 мм, то в этом случае разрешается не указывать размеры изделия в маркировке.

Особые требования предъявляются к условиям хранения и транспортировке. Если диски имеют высоту до 1 мм, то формируется партия из изделий одного размера. Хранятся такие режущие инструменты в коробках либо пакетах. На упаковку обязательно наносятся все необходимые сведения. Если высота диска более 1 мм, то такие экземпляры уже хранятся в ящиках. Допускается транспортировка в специальных контейнерах. Срок хранения дисков на бакелитовой связке не более 6 месяцев. А вот отрезной круг на вулканической связке годен 12 месяцев после выпуска. Эксплуатация по истечении этого периода возможно только после прохождения изделиями специальных испытаний на механическую прочность.

Читайте также:  Гипсокартон и его свойства

Особенности изготовления изделий из различных металлов – все от стали до титана

Доступный и прочный металл производится как в виде самостоятельных элементов, так и в виде сплавов. В зависимости от типа стали при изготовлении металлических изделий применяют различные способы производства.

Особенности изготовления изделий из углеродистых сталей

Углеродистая сталь – одна из самых популярных в промышленности из-за своей универсальности

Углеродистые стали составляют около 90 % продукции современного производства в черной металлургии. Главными причинами их популярности являются:

  • невысокая стоимость производства;
  • удобство в обработке;
  • высокие показатели в эксплуатации.

На сегодняшний день известно около 2 000 марок таких сталей.

Состав углеродистых сталей

По составу углеродистые стали представляют сложные сочетания элементов, главный из которых железо. Его процентное соотношение колеблется до 97 до 99,5 %.

Также в составе:

  • медь, никель и хром (специально добавляют при производстве);
  • сера, кислород, азот, водород, фосфор (остаются в сплаве в процессе производства);
  • марганец и кремний (добавляют для раскисления стали и удаления соединений, снижающих качество сплава).

Чтобы изменить структуру стали, в нее в определенных количествах добавляют углерод. В зависимости от содержания углерода, стали делятся на:

  • перлитные и ферритные – содержание углерода менее 0,8 %;
  • полностью перлитные – ровно 0,8 %;
  • цементитные и перлитные – более 0,8 %.

Чем выше процентное содержание углерода в стали, тем прочнее она становится, улучшается ее холодостойкость и вязкость. С другой стороны, снижается пластичность сплава.

По содержанию примесей в стали готовую продукцию разделяют на три категории:

  • высококачественная сталь с примесью серы и фосфора до 0,03 %;
  • качественная сталь с содержанием серы до 0,04 % и фосфора 0,035 %;
  • сталь обычного качества – до 0,05 % серы, до 0,04 % фосфора.

Изготовление изделий из углеродистых сталей

Углеродистую сталь разделяют на два типа:

  1. Инструментальную. Обладает повышенной твердостью, но достаточно хрупкая, особенно после процесса закалки. Бывает качественной и высококачественной.
  2. Конструкционную. Пластичнее чем инструментальная. Из этой стали обычного качества изготавливают балки, бруски, швеллеры или листы для производства металлоконструкций.

Изделия из инструментальной стали

Инструментальную сталь используют для изготовления инструментов по обработке металла и древесины, токарных и фрезерных деталей, измерительных приборов. Маркируют сталь буквой «У» с цифрой, указывающей на процентное содержание углерода. Дополнительно может ставится буква «А», которая обозначает высококачественный прокат.

Изделия из конструкционной стали

Свойства этого типа стали позволяют применять ее в машиностроении и строительстве для производства опорных конструкций. Конструкционную сталь маркируют буквами «Ст» и цифрой от 0 до 6, которая указывает на прочность стали – чем больше цифра, тем прочнее сталь.

Конструкционная сталь делится на 3 группы:

Группа А. Ключевым показателем являются механические свойства, химический состав не регламентирован. Изделия из стали группы А не подходят для сваривания.

Группа Б. Строгий химический состав, но с изменением механических свойств. Изделия можно термически обрабатывать, ковать и сваривать.

Группа В. Самые дорогие и качественные металлоизделия. Четкий химический состав и регламентированные механические свойства. Разрешается сваривание любыми методами.

Особенности изготовления изделий из легированных сталей

Легированная сталь содержит специальные легирующие добавки, которые делают материал прочнее и повышают стойкость к коррозиям – улучшают физические и механическая свойства стали.

По техническим характеристикам различают сталь:

  • коррозиеустойчивую и жаропрочную;
  • быстрорежущую и хромистую;
  • конструкционную с преобладанием магния или хрома.

Ключевыми преимуществами легированной стали являются:

  • долговечность и надежность;
  • устойчивость к температурным перепадам;
  • устойчивость к негативным воздействиям кислот и щелочей;
  • повышенная твердость и прочность;
  • экономичность производства и применения.

За счет высоких технологических качеств легированную сталь используют во всех отраслях промышленности, автомобилестроении и медицине.

Состав легированных сталей

В процесс выплавки в сталь добавляют следующие элементы:

В зависимости от содержания легирующих элементов легированная сталь делится на:

  • низколегированную (менее 3 % добавок);
  • среднелегированную (3–10 %);
  • высоколегированную (более 10 %).

Изделия, сваренные из легированной стали, используют в любом климате, даже с самой агрессивной внешней средой.

Производство изделий из легированных сталей

Металлоизделия из легированных сталей активно используют в автомобилестроении, строительстве; нефтегазовой отрасли и химической промышленности. Для медицины из высоколегированной стали изготавливают хирургические инструменты

Низколегированная сталь за счет повышенной прочности позволяет сэкономить средства для строительства крупногабаритной техники, так как при производстве значительно сокращается толщина металла.

Из стали, легированной хромом, изготавливают изделия, устойчивые к воздействию кислот и выдерживающие сильное давление, например поршни и узлы карданного вала, шестерни КПП и кулачковые муфты.

Высоколегированная сталь отличается высокой устойчивостью к воздействию коррозии и повышенным температурам, поэтому из нее изготавливают металлоизделия для агрессивной среды. Например, из ВЛ-стали делают глубоководные аппараты и измерительные приборы для вулканологов.

Можно выделить 3 сплава, которые отличаются специфическими тепловыми свойствами:

  1. ЭН42 – сталь с коэффициентом расширения сходным со стеклом. Применяется для изготовления электродов в лампах накаливания.
  2. Х8Н36 – сталь с постоянной упругостью при температурах от −50 до +100 °С. Применяется для изготовления калибровочных приборов и часовых механизмов.
  3. И36 – сталь с коэффициентом температурного расширения равным 0. Используют для эталонных изделий.

Особенности изготовления изделий из меди и медных сплавов

Медь и ее сплавы начали использовать около 7 тысяч лет назад и до середины 20 века этот металл преобладал в цветной металлургии, пока его не вытеснил алюминий. Добывают медь в месторождениях, где она входит в состав медного колчедана, копеллина, бронзита и халькозина.

Категории и применение меди и ее сплавов

Медные сплавы делятся на несколько категорий:

  • специальные;
  • медноникельцинковые;
  • медноникелевые;
  • сплавы с высоким содержанием меди;
  • латуни;
  • бронзы.

Последние два сплава являются самыми распространенными в производстве металлоизделий.

Производство изделий из меди и ее сплавов

Медь уже несколько тысячелетий пользуется большой популярностью в промышленном производстве. Она пластична и удобна в обработке

Медь удобна в обработке, медленно окисляется кислородом и обладает высокой электропроводностью. Сферы ее применения можно посмотреть на диаграмме:

Сфера применения меди

Медь очень пластична, но сохраняет прочность только при низких температурах. Высоко ценится медь за устойчивость к коррозии.

Из меди и медных сплавов изготавливают электротехнические изделия, сантехнические трубы, кровлю и оборудование для химической промышленности. Используют ее при производстве деталей автомобилей и артиллерийского оружия.

На производстве мастера по чертежам, готовым моделям вытачивают или фрезеруют медные заготовки, придавая им нужную форму. При этом сделать можно и серийную деталь, и уникальную. Также в станки закладывают листовую медь для штамповки, сверления и лазерной обработки.

Особенности изготовления изделий из алюминия и алюминиевых сплавов

Легкий и пластичный алюминий используют в производстве автомобилей, самолетов, поездов, кораблей, электроприборов и бытовых предметов. Покрывающая алюминий оксидная пленка защищает его от ржавчины и обеспечивает долгий срок службы алюминиевого изделия. Кроме того, алюминий абсолютно нетоксичен и легко перерабатывается.

Производство алюминия и его сплавов

В чистом виде алюминия в природе не существует. Его производство начинается с добычи бокситов – руды, содержащей 50–75 % оксида алюминия

Производство алюминия состоит из трех этапов:

  1. Получение глинозема. Бокситную руду дробят, перемалывают с добавлением воды и высушивают. Полученную массу обрабатывают паром для вывода кремния.
  2. Обработка щелочью. Раствор помещают в щелочную среду для выделения из массы оксида алюминия.
  3. Электролиз. При температуре 950 °С раствор плавят в криолитовой ванне и пропускают электрический ток до 400 кА. Электролиз разрывает связь атомов кислорода и алюминия, так что на дне ванны собирается чистый алюминий.

Полученный таким образом первичный алюминий отливается в слитки и либо отправляется в таком виде на производство, либо используется для получения сплавов. Чаще всего алюминий плавят вместе с медью, марганцем, цинком, магнием и кремнием, реже – литием, титаном, бериллием и цирконием.

В цветной металлургии различают две большие группы сплавов:

  1. Литейные. Алюминий с легирующими добавками заливают в форму, в зависимости от конфигурации требуемого изделия.
  2. Деформируемые. Из алюминиевых сплавов делают слитки, которым придают необходимую форму с помощью прокатки, прессования, формовки или ковки.

Производство изделий из алюминия и его сплавов

В России алюминий производится по ГОСТу 21631-76. Для изготовления изделий из алюминия и его сплавов применяют термическую деформацию, холодное волочение или прокатку.

Типы заготовок и изделия из них перечислены в таблице:

Тип

Изделия

Сварочные емкости, топливные баки, радиаторы, рамы и заклепки. Ключевым свойством является стойкость к коррозиям и пластичность при обработке.

Изоляция и отделочные материалы. Отличаются малым весом и гибкостью.

Перфорированные с гладкой поверхностью

Декоративные элементы, усилители хрупких конструкций, вентиляционные решетки.

Посуда, кухонные приборы, детали для бытовой техники. Здесь основной характеристикой является гигиеничность из-за отсутствия вредных примесей

Анодированный и гофрированный алюминий

Самая долговечная и качественная кровля, которая выдерживает значительные нагрузки

Алюминий с глянцевой или матовой поверхностью

Жалюзи, бытовые и осветительные приборы, солнечные батареи, декоративные изделия

Особенности изготовления титана и титановых сплавов

Титан – 4-й по распространенности в природе металл после алюминия, железа и магния. При этом активно в промышленности его стали применять лишь со второй половины 20 века. Чаще всего он встречается в составе таких руд, как рутил и ильменит.

Особенности титана и его сплавов

Ключевыми характеристиками титана являются:

  1. Устойчивость к коррозии.
  2. Хладостойкость.
  3. Легкость из-за низкой плотности.
  4. Высокая прочность.
  5. Легкость в обработке.
  6. Отсутствие взаимодействий с магнитными полями.

За счет этих особенностей титан находит широкое применение в автостроительной, аэрокосмической промышленности и медицине.

Титановые сплавы делят на 2 большие группы:

  • конструкционные высокопрочные;
  • жаропрочные с низкой плотностью.

Титан – сложным металл в производстве и обработке. Температура его плавления достигает почти 1 700 °С, но при нагреве до 400 °С титан активно взаимодействует с кислородом и становится взрывоопасным.

Производство изделий из титана и его сплавов

Титан и его сплавы считаются материалом №1 в медицине. Из него делают легкие и прочные протезы

Изготовление металлоизделий включает несколько ключевых особенностей. Плавка, разливка, сварка титана и его сплавов делают в вакууме или с подачей инертных газов. При нагреве стали до температуры более 600 °С необходимо защищать титан от окисления и насыщения газами.

Лучше всего обрабатывать этот металл давлением в нагретом состоянии. Титан и его сплавы отлично свариваются, обеспечивая высокую прочность сварного шва. Но металл сложно резать из-за налипания стружки на фрезу.

Самые распространенные сплавы титана производят через легирование оловом, ванадием, алюминием и хромом. Чистый титан и его сплавы отличаются легкостью, удельной прочностью и стойкостью к коррозии.

Тем не менее изготовление металлоизделий из него сопряжено с высокими затратами –на выделение титана из руды, его обогащение и очистку уходит много времени и средств.

Титан активно используют в аэрокосмической и химической промышленности, гидрометаллургии. Из титана и его сплава изготавливают высокопрочные медицинские протезы, стержни, вставки и хирургические инструменты.

Ссылка на основную публикацию