Реферат: Прокат из конструкционной легированной стали

СОДЕРЖАНИЕ

Введение. 3

1. Применение проката из конструкционной легированной стали в сфере производства и потребления. 5

2. Классификация проката из конструкционной легированной стали. 6

3. Потребительские свойства проката из конструкционной легированной стали 9

4. Технология производства проката из конструкционной легированной стали и ее технико-экономическая оценка. 10

5. Стандарты на прокат из конструкционной легированной стали, нормируемые показатели качества в соответствии с требованиями стандартов. 12

6. Контроль качества товара. Стандарты на правила приемки, испытания, хранения и эксплуатации товара. 16

Заключение. 22

Список использованной литературы.. 23

ВВЕДЕНИЕ

Сортамент проката из конструкционной легированной стали — это совокупность профилей (по форме поперечного сечения) и их размеров, которые можно получить прокаткой на данном стане. В нашей стране почти все изделия, которые можно произвести прокаткой, стандартизованы.

В стандартах приведены размеры, площадь поперечного сече­ния и масса 1 м длины профиля, а также допускаемые отклонения от номинальных размеров. В стандартах на профили (балки, швеллеры, уголки и т. д.), применяемые для изготовления раз­личных конструкций, кроме размеров площади поперечного се­чения и массы одного погонного метра, приведены также справоч­ные величины: момент сопротивления, момент инерции, радиус инерции и др.

Все прокатные изделия в зависимости от их формы можно раз­делить на четыре основные группы: а) сортовую сталь; б) листовую сталь; в) трубы; г) специальные виды проката.

Сортамент проката из конструкционной легированной стали весьма обширен, так как ее ис­пользуют в самых различных отраслях народного хозяйства для изготовления машин, станков, стальных конструкций и т. д.

В зависимости от назначения конструкционную легированную сталь можно разделить на профили общего и специального назначения.

К профилям массового потребления относят круглую, квадрат­ную и полосовую сталь, угловую сталь, швеллеры, двутавровые балки и т. д. К профилям специального назначения относят рельсы и профили, применяемые в автотракторостроении, стро­ительстве, вагоностроении и других отраслях народного хозяйства

Листовую сталь разделяют на две основные группы в зависи­мости от толщины листов. Листы толщиной более 4 мм относят к толстолистовой стали, а менее 4 мм — к тонколистовой. При этом различают следующие виды листовой стали: котельную, судостроительную, электротехническую, жесть, декапированную, кислото- и жаропрочную, броневую и т. д. Качественную характеристику стали определяют по химиче­скому составу, механическим свойствам, структуре, применению и назначению для дальнейшей обработки и, наконец, методу_выплавки Обычно прокатку осуществляют с плюсовыми и минусовыми допусками. Чем больше поле допуска для данного профиля (раз­ница между максимальными и минимальными размерами про­филя), тем легче осуществить прокатку, так как в этом случае не требуется частая смена калибров и перевалка валков, а на­стройка стана существенно упрощается. Однако потребители заинтересованы в получении проката с меньшими отклонениями от номинальных размеров.

В связи со все возрастающими требованиями различных отрас­лей народного хозяйства, предъявляемыми к точности проката, систематически проводится работа по сокращению поля допусков главным образом за счет уменьшения плюсовых допусков.

1. Применение проката из конструкционной легированной стали в сфере производства и потребления

В сфере производства в основном прокат из конструкционной легированной стали применяется для изготовления заготовок – полос, отделке каркасов ангаров, корпусов и др.

В потребительской сфере прокат из конструкционной легированной стали применяется только в виде готовых изделий – например в листах для отделки при строительстве.

Для потребителя, равно как и для производственной сферы, очень важно чтобы продукция была качественной и имела очень малую погрешность от стандартных размеров, все эти качественные показатели учитываются при производстве и бракованные изделия снимают с дальнейших обработок, возвращая его назад в производственную цепочку.

2. Классификация проката из конструкционной легированной стали

Прокат из конструкционной легированной стали в свою очередь можно разделить на:

· профили массового потребления;

· профили специального назна­чения.

К первой группе профилей относят круглую, квадратную, полосовую и угловую сталь, ленту, проволоку, швеллеры, двутавровые балки (в том числе облегченного типа и, широкополоч­ные) и др. Ко второй группе — рельсы, профили особой формы, применяемые в строительстве, машиностроении и других отрас­лях народного хозяйства.

Конструкционная легированная сталь, имеющая весьма разнообразное применение, в зависимости от толщины листов разделяется на две основные группы:

· толстолистовую — листы толщиной более 4 мм;

· тонколи­стовую — листы толщиной менее 4 мм.

Такие периоди­ческие профили проката, как арматурная сталь, используют для изготовления железобетонных кон­струкций в строительной индуст­рии.

Разновидностью специальных видов проката являются гнутые профили, позволяющие упростить технологию производства деталей у потребителей. Гнутые профили получают из листа или ленты тол­щиной от 0,2 до 20 мм. Они осо­бенно широко применяются в стро­ительстве (в элементах строитель­ных конструкций, оконных пере­плетах и др.).

В зависимости от химического состава и свойств конструкци­онная сталь делится на категории: качественная; высококачественная — А; особовысоко качественная — Ш.

К особовысококачественной стали относят сталь электрошлакового переплава.

В зависимости от основных легирующих элементов сталь делится на группы:

· хромистая,

· марганцовистая,

· хромомарганцовая,

· хромокремнистая,

· хромомолибденовая и хромомолибденованадиевая,

· хромованадиевая,

· никельмвлибденовая,

· хромоникелевая и хромони-келевая с бором,

· хромокремнемарганцовая и хромокремнемарганцо-воникелевая,

· хромомарганцовоникелевая и хромомарганцовонике-левая с титаном и бором,

· хромоникельмолибденовая,

· хромоникель-молибденованадиевая и хромоникельванадиевая,

· хромоалюминиевая и хромоалюминиевая с молибденом,

· хромомарганцовоникелевая с молибденом и титаном.

По видам обработки прокат делят на:

· горячекатаный и кованый (в том числе с обточенной или обо­дранной поверхностью);

· калиброванный;

· со специальной отделкой поверхности.

В зависимости от качества поверхности горячекатаный и ко­ваный прокат изготовляют групп: 1, 2, 3.

По состоянию материала прокат изготовляют: без термической обработки;

· термически обработанный — ТО;

· нагартованный — Н (для калиброванного и со специальной от­делкой поверхности проката).

Классификация по ТНВЭД:

Раздел XV. Недрагоценные металлы и изделия из них.

Группа 72. Черные металлы.

Позиция 72.25. Прокат плоский из прочих легированных сталей шириной не менее 600 мм.

Классификация по ОКП РБ.

Секция D. Продукция перерабатывающей промышленности.

Подсекция DJ. Основные металлы и готовые металлические изделия.

Раздел 27. Основные металлы.

Группа 27.1. Основные черные металлы: железо, сталь, чугун и ферросплавы.

Класс 27.10. Основные черные металлы: железо, сталь, чугун и ферросплавы.

Категория 27.10.4. Плоский прокат из углеродистой, нержавеющей и прочей легированной стали.

Подкатегория 27.10.40. Плоский прокат из углеродистой, нержавеющей и прочей легированной стали.

3. Потребительские свойства Проката из конструкционной легированной стали

Потребительски свойства проката из конструкционной легированной стали заключаются в основных свойствах изделий из него, зависят от свойств используемого материала и его качества.

Прокат из конструкционной легированной стали должен иметь малую погрешность в изделиях. Данные нормы регулируются стандартами и нормативно-техническими документами.

Потребительские свойства проката из конструкционной легированной стали зависят от метода обработки: горячекатанный или калиброванный.

Также к потребительским свойствам можно отнести свойства конструкционной легированной стали на основе которой изготавливают прокат, так как от нее зависят и другие потребительские свойства, то есть коррозионная стойкость, ударная вязкость, степень нагрузки которая приводит к деформации изделия.

4. Технология производства проката из конструкционной легированной стали и ее технико-экономическая оценка

На современных металлургических заводах технологический про­цесс прокатки состоит из прокатки слитка конструкционной легированной стали в полупродукт и полу­продукта в готовый прокат. В последние двадцать лет начали широко внедрять способ непрерывного литья, осуществляемый с помощью машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ).

Слитки конструкционной легированной стали , выходящие из МНЛЗ, разрезают на мерные длины (6—12 м) и направляют на станы для дальнейшей прокатки или на склад. Преимущество процесса непрерывного литья заклю­чается в сокращении цикла металлургического производства, так как в сталеплавильном производстве исключается разливка металла в изложницы, а в прокатном производстве отпадает необ­ходимость в использовании обжимных и заготовочных станов. Кроме этого повышается качество заготовок за счет высокой сте­пени их однородности, увеличивается выход годного, снижаются капитальные затраты и создаются условия для комплексной автоматизации процесса.

Основными технологическими операциям прокатного производства являются: подготовка конструкционной легированной стали, нагрев, прокатка и отделка проката.

Подготовка исходных металлов (слитков и заготовок) к прокатке заключается в удалении различных поверхностных дефек­тов (трещины, плены, закаты, царапины и др.), что увеличивает выход готового проката. Эта операция особенно важна при про­катке конструкционной легированной стали.

Нагрев слитков и заготовок перед прокаткой должен обеспе­чить их высокую пластичность, высокое качество готового проката и получение требуемой структуры металла. Поэтому необходимо строгое соблюдение установленных режимов нагрева металла перед прокаткой, индивидуальных для каждой марки или группы марок стали, правильный выбор температуры начала и конца прокатки, а также режима обжатий.

При прокатке контролируют начальную и конечную, температуры, заданный режим обжатия, проверяют настройку валков наблюдением за размерами и формой проката, а также измеряют энергосиловые параметры.

Для контроля за состоянием поверхности проката регулярно отбирают пробы. Основной контроль поверхности проводят перед зачисткой проката.

После прокатки контроль продолжают во время отделочных операций (резки на мерные длины, правки, удаления поверхно­стных дефектов и т.д.). Готовый прокат подвергают конечному техническому контролю.

После отжига сталь направляют для дальнейшей прокатки или на дрессировку (холодная прокатка с обжатием 0,5—1,5% за один проход).

Блок-схема технологического процесса

1. – резка;

2. – нагрев;

3. – проката;

4. – механическая обработка.

5. Стандарты на прокат из конструкционной легированной стали, нормируемые показатели качества в соответствии с требованиями стандартов

ГОСТ 4543-71 «Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия».

В готовом прокате и поковках при соблюдении норм механических свойств и других требований настоящего стандарта ГОСТ 4543-71«Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия» допускаются отклонения по химическому составу. Допускаемые отклонения приведены в табл. 1

Таблица 1. Допустимые отклонения по химическому составу

Массовая доля фосфора, серы, остаточных меди, никеля и хрома в стали всех марок не должна превышать норм, указанных в табл. 2.

Таблица 2. Массовая доля фосфора, серы, остаточных меди, никеля и хрома в стали всех марок

Для высококачественной стали, выплавленной в основных мартеновс­ких печах и в печах с кислой футеровкой, допускается массовая доля фосфо­ра до 0,030 %.

В соответствии с заказом в стали, изготовленной скрап-процессом и скрап-рудным процессом, допускается остаточная массовая доля никеля и хрома не более 0,40 % каждого.

Качественная сталь всех марок может быть изготовлена с массовой долей серы и фосфора в соответствии с требованиями табл. 2 для высококачественной стали. В этом случае к наименованию марки стали добавляется буква А.

Горячекатаный и кованый прокат изготовляют термически обработанным (отожженным, высокоотпущенным, нормализованным или нормализованным с высоким отпуском) и без термической об­работки; калиброванный и со специальной отделкой поверхности прокат изготовляют нагартованным или термически обработанным (отожженным, отпущенным, нормализованным, закаленным и от­пущенным).

Твердость по Бринеллю (НВ) отожженного или высокоотпущенного проката диаметром или толщиной свыше 5 мм должна со­ответствовать нормам, указанным в табл. 3.

Таблица 3. Твердость по Бринеллю (НВ) отожженного или высокоотпущенного проката диаметром или толщиной свыше 5 мм

Твердость нагартованного проката диаметром или толщиной свыше 5 мм должна быть не более НВ 269 (диаметр отпечатка не менее 3,7 мм) или устанавливается по согласованию изготовителя с потребителем, за исключением проката из стали марок 15Х, 15ХА, 20Х, ЗОХ, 35Х, 15Г, 18ХГТ, 15ХФ, 38Х2МЮА (38ХМЮА).

Твердость отожженного и нагартованного калиброванного и со специальной отделкой поверхности проката диаметром до 5 мм включительно, а также закаленного с отпуском проката всех разме­ров устанавливается по согласованию изготовителя с потребителем.

Механические свойства проката при нормальной температу­ре, определяемые на продольных термически обработанных образ­цах или образцах, изготовленных из термически обработанных заго­товок, должны соответствовать нормам, указанным в табл. 6. Конт­роль механических свойств калиброванного и со специальной отдел­кой поверхности проката проводится по требованию потребителя с указанием в условном обозначении буквы М.

Прокат из хромоникельмолибденовой и хромоникельмолибденованадиевой стали дополнительно испытывают на ударную вязкость при нормальной температуре на образцах типа 11.

6. Контроль качества товара. Стандарты на правила приемки, испытания, хранения и эксплуатации товара

Методы контроля качества

Качество поверхности проверяют без применения увеличительных приборов. В случае необходимости проводят светление или травление поверхности, а для проката со специальной отделкой поверхности диаметром до 3 мм включительно осмотр проводят при увеличении до 10. Глубину залегания дефектов на поверхности проката определяют контрольной зачисткой или запиловкой. От каждого отобранного для контроля прутка, полосы или мотка отбирают:

- для испытания на растяжение (предел текучести, временное сопротивление, относительное удлинение, относительное сужение), осадку, определения глубины обезуглероженного слоя, величины зерна и прокаливаемости – по одному образцу;

- для испытания на ударный изгиб – по одному образцу каждого типа;

- для контроля макроструктуры – один темплет.

Отбор проб для всех видов испытаний производят на расстоянии не менее 1,5 витка от конца раската.

На каждые последующие 200 см² контролируемой поверхности гото­вых деталей, площадь которых превышает 1000 см² , допускается дополни­тельно не более одной волосовины, протяженностью не более указанной для площади 1000 см² с соответствующим увеличением суммарной протя­женности волосовин.

На деталях с площадью поверхности свыше 200 см² допускается на участках поверхности площадью 10 см² не более пяти волосовин для каче­ственной и высококачественной стали и не более трех волосовин для особо-высококачественной стали.

· с контролем макроструктуры травлением и по излому одновре­менно;

· с контролем на шиферность в изломе;

· с контролем полосчатости и ферритно-перлитной структуры и видманштедтовой структуры;

· в улучшенном состоянии (закалка + отпуск).

· с нормированием массовой доли азота в стали, выплавленной в электропечах;

· с определением массовой доли остаточных вольфрама, вана­дия, титана, молибдена на каждой плавке.

Правила приемки

Прутки, полосы и мотки принимают партиями, состоящими из стали одной плавки, одного размера и одного режима термичес­кой обработки. Каждую партию сопровождают документом о каче­стве.

Для проверки качества от партии прутков, полос и мотков отбирают:

а) для химического анализа — пробы по ГОСТ 7565-75 «Стальные прутки и полосы. Методы испытаний». Контроль остаточных меди, никеля, хрома, азота, вольфрама, ванадия, молиб­дена и титана проводят периодически не реже раза в квартал;

б) для контроля качества поверхности и размеров — все прутки, полосы, мотки;

в) для контроля макроструктуры по излому или травлением, для испытания на растяжение и ударный изгиб — два прутка, мотка или две полосы;

г) для испытания на осадку и определения глубины обезуглероженного слоя — три прутка, полосы или мотка;

д) для проверки твердости — 2 % прутков, мотков или полос раз­мером более 30 мм и по одному прутку от 1 т прутков, мотков или полос размером 30 мм и менее, но не менее пяти прутков, мотков или полос;

е) для определения прокаливаемости и величины зерна — по од­ному прутку, мотку или одной полосе от плавки-ковша для стали всех марок, кроме содержащих бор, и по два прутка, мотка или две полосы от плавки-ковша стали марок, содержащих бор:

ж) для определения неметаллических включений.

При получении неудовлетворительных результатов испыта­ний хотя бы по одному из показателей по нему проводят повторные испытания по ГОСТ 7565-75 «Стальные прутки и полосы. Методы испытаний». Результаты повторных испытаний явля­ются окончательными.

Методы испытаний

Химический анализ стали проводят по ГОСТ 28473, ГОСТ 12344, ТОСТ 12345, ГОСТ 12346, ГОСТ 12347, ГОСТ 12348, ГОСТ 12349, ГОСТ 12350, ГОСТ 12351, ГОСТ 12352, ГОСТ 12354, ГОСТ 12355, ГОСТ 12356, ГОСТ 12357, ГОСТ 12359, ГОСТ 12360, ГОСТ 18895 или другими методами, по точности не уступающими стандартным. При возникновении разногласий химический анализ проводят стандартными методами.

Геометрические размеры и форму проката определяют при помощи измерительных инструментов по ГОСТ 26877, ГОСТ 162, ГОСТ 166, ГОСТ 2216, ГОСТ 427, ГОСТ 3749, ГОСТ 5378, ГОСТ 6507, ГОСТ 7502, а также инструментов или шабло­нов, аттестованных по ГОСТ 8.001 или ГОСТ 8.326.

Качество, поверхности проверяют без применения увеличи­тельных приборов. В случае необходимости проводят светление или травление поверхности, а для проката со специальной отделкой по­верхности диаметром до 3 мм включительно осмотр проводят при увеличении до 10 ^х . Глубину залегания дефектов на поверхности про­ката определяют контрольной зачисткой или запиловкой.

От каждого отобранного для контроля прутка, полосы или мотка отбирают:

· для испытания на растяжение (предел текучести, временное со­противление, относительное удлинение, относительное сужение), осадку, определения глубины обезуглероженного слоя, величины зерна и прокаливаемости — по одному образцу;

· для испытания на ударный изгиб — по одному образцу каждого типа;

· для контроля макроструктуры — один темплет.

Отбор проб от мотков для всех видов испытаний производят на расстоянии не менее 1,5 витка от конца раската.

Контроль макроструктуры проката методом травления или по излому проводят по ГОСТ 10243, а ультразвуком — по методике пред­приятия-поставщика.

Отбор проб для механических испытаний проводят по ГОСТ 7564.

Испытание на осадку в горячем состоянии проводят по ГОСТ 8817. Образцы нагревают до температуры 1150—1250 °С и оса­живают на 65 % (до 1/3) относительно первоначальной высоты.

Испытание на растяжение (предел текучести, временное со­противление, относительное удлинение, относительное сужение) проводят по ГОСТ 1497 на круглых образцах пятикратной длины диаметром 5 или 10 мм. Допускается проводить испытания на натур­ных образцах сечением менее указанного в табл. 6.

Испытание на ударную вязкость при нормальной температуре про­водят на образцах типа 1 и типа 11 по ГОСТ 9454, при температуре минус 60 °С — на образцах типа 1 по ГОСТ 9454. Допускается прово­дить испытание на ударную вязкость на образцах типа 3 при толщи­не проката менее 10 мм. Результаты испытаний проката из хромоникельмолибденовой и хромоникельмолибденованадиевой стали на ударную вязкость на образцах типа 11 по ГОСТ 9454 заносятся в документ о качестве.

Допускается применять неразрушающие методы контроля по со­гласованной методике.

Глубину обезуглероженного слоя определяют методом М по ГОСТ 1763. По согласованию изготовителя с потребителем допуска­ется определять степень обезуглероженности калиброванного про­ката методом Т по ГОСТ 1763.

Определение величины зерна проводят по ГОСТ 5639. Испы­тание на величину зерна стали цементируемых марок проводят ме­тодом цементации, улучшаемых — методом окисления, стали марки 38Х2МЮА — методом травления.

Прокаливаемость определяют методом торцовой закалки по ГОСТ 5657.

Определение твердости по Бринеллю проводят по ГОСТ 9012. Количество отпечатков — не менее трех.

Для проката, прошедшего испытания на макроструктуру, прокаливаемость, механические свойства на крупных профилях, раз­решается результаты испытаний распространять на партии про­ката меньших профилей.

При обнаружении флокенов хотя бы в одном прутке, полосе или мотке весь металл данной партии не принимается.

При использовании предприятием-изготовителем статисти­ческих методов контроля твердости и механических свойств в соот­ветствии с нормативно-технической документацией, утвержденной в установленном порядке, контроль твердости и механических свойств, предусмотренных настоящим стандартом, изготовителем допускает­ся не проводить. Изготовитель гарантирует при этом соответствие выпускаемого проката требованиям стандарта. В арбит­ражных случаях и при периодических проверках качества проката применяются методы контроля, предусмотренные стан­дартом.

Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение

Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение про­ката — по ГОСТ 7566-76 «Прокат стальной. Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение».

Транспортирование проката производится всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозки грузов, действую­щими на данном виде транспорта.

Масса грузового места не должна превышать при механизи­рованной погрузке в открытые транспортдые средства — 10 т, в кры­тые — 1250 кг.

Средства пакетирования — по ГОСТ 7566-76 «Прокат стальной. Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение».

По железной дорогеперевозка осуществляется в зависимости от массы и габаритных размеров в крытых или открытых вагонах.

При поставке в один адрес двух и более грузовых мест, размеры которых позволяют оформить транспортный пакет с габа­ритными размерами, грузовые места должны быть оформлены в транспортные пакеты по нормативно-техническому документу.

Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение ка­либрованного проката осуществляется по ГОСТ 1051, проката со специальной отделкой поверхности осуществляется по ГОСТ 14955.

По согласованию изготовителя с потребителем устанавлива­ется минимальная масса проката одной партии (плавки).

По требованию потребителя, указанному в заказе, пачки, концы или торцы горячекатаных и кованых прутков, а по согласованию изготовителя с потребителем и калиброванных прутков из стали всех марок в зависимости от группы должны маркироваться краской различных цветов.

Заключение

Изучив технологию производства, можно сказать, что на сегодняшний день она совершенна, но ввиду морального старения оборудования, отсутствия средств на предприятиях, продолжается производство проката на старом оборудовании. Тем самым, себестоимость проката остается сравнительно дорогой.

Для того, чтобы преодолеть этот порог необходимо использовать более производительное и более энергосберегающее оборудование.

Важней­шей народнохозяйственной задачей является борьба за экономию металла, которая может быть достигнута как благодаря примене­нию экономичных (облегченных) профилей, так и за счет произ­водства проката с минусовыми допусками и повышенной точ­ностью. Все это дает не только экономию металла, но и позволяет также уменьшить массу машин, механизмов, металлических кон­струкций и снизить себестоимость проката.

В нашей стране и других развитых странах имеется весьма широкий сортамент проката общего и специального назначения и тем не менее в последнее время наметилась тенден­ция к еще большему его расширению.

В нашей стране постоянно проводятся работы по обновлению и расширению сортамента, что обусловлено непрерывным повы­шением технического уровня прокатного производства благодаря вводу в эксплуатацию новых и модернизации действующих станов, достижениям в области автоматизации и механизации станов, внедрению прогрессивных технологических процессов, повыше­нию качества валков и улучшению настройки станов, а также общему повышению культуры производства.

Список использованной литературы

1. Государственные стандарты: указатель в 4 т. – М.: изд-во стандартов, 1999.

2. Кенько В.М. Материаловедение, М.: машиностроение, 1989

3. Козлов Ю.С. Материаловедение, уч. пос., 1989

4. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. М.: Машиностроение, 1990

5. Металловедение. Учебник для техникумов/ Под ред. Самохоцкого А.И. М.: Металлургия, 1990

6. Мозберг Р.К. Материаловедение. Уч.пос., 1991

7. Мочальник И.А. Методические рекомендации по написанию курсовой работы. – Мн.: БГЭУ, 1998.

8. Никифоров В.М. Технология металлов и конструкционные материалы. – М.: Высш. шк., 1980.

9. Общегосударственный классификатор РБ. Промышленная и сельскохозяйственная продукция. Часть 1. – Мн.: Госстандарт , 1999.

10. Садовский В.Д., Мазанек Г.В. Сталь. – М., 1990.

11. Товарная номенклатура внешнеэкономической деятельности. – Мн.: Госстандарт , 1993.