Для производства стальных кругов используют металлы обыкновенного качества и сплавы с легирующими добавками: молибденом, хромом, марганцем, никелем, титаном.
Каждый элемент изменяет механические свойства по-своему. Характеристики материала зависят от массовой доли веществ в составе. Играет роль взаимное влияние примесей.
Сведения о сплавах для стальных кругов содержат нормативы: № 7417–75, № 380–2005, 14955–77 и 1133–71. Требования к прокату перечислены в стандартах: №10702–78, № 2590–2006, № 4543–71, № 535–2005 и № 1051–73.
По способу производства длинномерный профиль разделяют на три категории. Горячекатаные (ГК) изделия изготавливают с отделкой и без специальной подготовки. Выпускают кованые конструкции и калиброванные стальные круги.
Сортовой прокат группируют по материалу. Из сталей обыкновенного качества изготавливают ГК изделия. Примеры марок сплавов: Ст6пс, Ст4кп, Ст2сп, Ст0, Ст1кп, Ст1пс.
Круги из легированных материалов выпускают двух типов: без прохождения нагрева и термически обработанными. Если в маркировке указаны две буквы «ТО», — это означает, что длинномерный прокат прошел обработку:
Легированную сталь используют для всех типов кругов.
В зависимости от технологии и материала, калиброванные профили разделяют на группы:
Реже можно найти длинномерный прокат, изготовленный методом холодного волочения с обжатием. Дополнительная операция дает эффект:
Чтобы информировать об особенностях калиброванных кругов, в маркировке предусматривают обозначения:
Часть горячекатаных и калиброванных кругов направляют на специальную отделку. Назначение операции — улучшить качество поверхности. Чтобы достичь цели, прибегают к обработке:
Под заказ поставляют стальные круги с гарантированной свариваемостью. Параметр зависит от состава сплава и технологии производства. Стандартное обозначение продукции с гарантированной свариваемостью — «СВ».
Металл используют повсеместно, но зачастую базового набора механических свойств недостаточно. Легирование — способ получить сплав с нужным набором характеристик. Технологический процесс позволяет:
Основные компоненты стального сплава — углерод и железо. Пропорции химических веществ зависят от марки стали. Массовая доля «Fe» — до 45%. Количество «C» — 0,02-2,14%.
Кроме железа и углерода, всегда в сплаве присутствуют химические элементы: кремний, марганец, сера и фосфор. При выплавке стали вещества используют как раскислители. Случается, что добавки — марганец, сера, кремний и фосфор — переходят из чугуна.
В железоуглеродистых сплавах всегда есть скрытые химические элементы: азот, кислород и водород. Вещества присутствуют в атмосфере печей и вокруг прокатного стана.
Практически в каждом составе обнаруживают свинец, цинк, олово, мышьяк и медь. В сталь химические вещества переходят из шихты или чугуна. Перечисленные компоненты содержит руда.
Стандарты регламентируют массовую долю каждого элемента в стали. Точные пропорции зависят от марки сплава. Предельные значения химических элементов:
Перед плавкой входной контроль проверяет массовую долю основных химических элементов. Если веществ недостаточно для придания сплаву нужных свойств, вводят добавки. В этих обстоятельствах сталь относят к легированной категории. Микроприбавки считают легирующими элементами.
Добавка |
Сокращенное обозначение | Влияния добавок | |
на увеличение (улучшение) значений: | на снижение показателей: | ||
Углерод | С | упругости, прочности и твердости. | пластичности. |
Фосфор | P | коррозионной стойкости и прочности. | вязкости и пластичности, |
Азот | N2 | - | |
Кислород | O2 | ||
Водород | H2 | хрупкости стальных кругов. | - |
Кремний | Si | не оказывает существенного влияния на свойства (при массовой доле до 0,4%). | |
Марганец | Mn | не оказывает заметного влияния на характеристики, если вхождение элемента не превышает значения 0,8%. |
Добавка |
Сокращенное обозначение | Влияния добавок на характеристики (или коэффициенты) | |
направленные на увеличение (улучшение) значений: | включения снижают параметры: | ||
Хром | Cr |
|
|
Молибден | Mo |
| - |
Вольфрам | W |
| - |
Никель | Ni |
|
|
Титан | Ti |
|
|
Алюминий | Al |
|
|
Кобальт | Co |
|
|
Марганец | Mn |
|
|
Кремний | Si |
|
|
Ванадий | V |
|
|
Церий | Ce |
|
|
Медь | Cu |
|
|
Ниобий | Nb |
|
|
Неодим | Nd |
|
|
Цезий | Cs | ||
Лантан | La |
Регламенты разделяют улучшенные сплавы для изготовления кругов на три группы:
Для изготовления стальных кругов используют хромистые и марганцовистые легированные сплавы. Кроме однокомпонентных составов, применяют стали с двумя и более добавками:
В каждую категорию входит несколько марок стали. Таблицы стандартов содержат информацию о массовой доле химических элементов в каждом составе. В таблице ниже представлены примеры рецептур.
Сплавы | Марка | Массовая доля веществ | ||||||||
С | Si | Mn | Cr | Ni | Mo | Al | Ti | V | ||
Обыкновенного качества | Ст6пс, Ст0, Ст3кп, Ст5сп, | 0,49 | 0,3 | 1,2 | 0,3 | 0,3 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Легированные составы |
| |||||||||
Марганцовистые | 47ГТ, 15Г, 10Г2, 30 Г2, 50Г2, | 0,07– 0,56 | 0,1– 0,37 | 0,7–1,8 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0– 0,12 | 0 |
Никельмолибденовые | 20Н2М, 15НМ | 0,1 | 0,17 | 0,4 | 0 | 1,5 | 0,2 | 0 | 0 | 0 |
Хромоалюминиевые с молибденом | 20ХГНМ, | 0,18–0,43 | 0,17 | 0,5–1,1 | 0,4 | 0,4 | 0,15-0,5 | 0 | 0 | 0 |
Чтобы обозначить марки легированной стали, используют кириллические символы:
Цифра, которая стоит после буквы, обозначает массовую долю химического элемента. Процент округляют до целого числа.
Стальные круги, изготовленные по зарубежным стандартам, маркируют иначе.