Производство полосовой и листовой стали

Василев Я.Д., Сафьян М.М.

Виша школа, 1975 г.

СОРТАМЕНТ И ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ЛИСТОВОЙ СТАЛИ

В ГОСТах на листовую сталь [3] приведены номинальные размеры и допускаемые отклонения фактических размер ов от н омин альных. В стандартах содержатся требования, предъявляемые к листовой стали относительно качества поверхности, плоскостности, ребровой кривизны, механических свойств, химического состава, макро- и микроструктуры, штампуемости, качества покрытий, а также указаны правила приемки, методы испытания, маркировки и пр.

В зависимости от содержания вредных элементов — серы и фосфора — листовые стали подразделяются на стали обыкновенного качества, качественные и высококачественные. Содержание каждого из этих элементов в сталях обыкновенного- качества не превышает 0,05—0,055%, в качественных сталях не более 0,04— 0,045%, а в высококачественных—не более 0,03%.

Каждая сталь имеет свое обозначение в виде букв и цифр, указывающих ее химический состав, назначение, способ выплавки и степень легированности. Буква Э, стоящая перед названием стали, обозначает электросталь; буква А после названия стали — сталь высококачественную. Буквы «кп», «сп» и «пс», стоящие после цифр, обозначают соответственно сталь «кипящую», «спокойную» и «полуспокойную». Буквами Г, С, X Н, М, Ю, В, Φ, Т, Б и Ρ в ГОСТах обозначают соответственно марганец, кремний, хром, никель, молибден, алюминий» вольфрам, ванадий, титан, ниобий и бор. Двузначные цифры, стоящие в начале названия стали, обозначают среднее,содержание углерода в сотых долях процента. Цифры, стоящие после буквенного обозначения легирующего элемента в стали, показывают примерное содержание этого элемента в процентах. Например, сталь *08кп означает, что сталь качественная углеродистая «кипящая со средним содержанием углерода 0,08%; сталь ЗОХГСА — высококачественная легированная со средним содержанием углерода 0,30%  с содержанием хрома, марганца и кремния до 1% каждого.

По химическому составу листовые стали подразделяются на углеродистые и легированные, в том числе низко-, средне- и высоколегированные с суммарным содержанием легирующих элементов (за исключением углерода) соответственно до 2,5; 2,5—10,0 и более 10;0%.

По назначению различают листовые стали конструкционные, и специальные.

Конструкционные углеродистые стали обыкновенного качества (ГОСТ 380—71), конструкционные углеродистые качественные (ГОСТ 1050—60) и конструкционные легированные стали (ГОСТ 5058—65, ГОСТ 4543—61, ГОСТ 5632—61) применяются для изготовления конструкций в судостроении, авиастроении, автотранспортном, химическом и , общем машиностроении. Листы из малоуглеродистых сталей 08 и 10 хорошо штампуются в холодном состоянии.

Листовой прокат из специальных сталей обладает разными специальными свойствами, а именно: жаростойкостью, кислотостойкостью, жаропрочностью и др. Специальные стали по своему химическому составу являются, как правило, средне- и высоколегированными.

По способу производства листовая сталь бывает горячекатаной и холоднокатаной. Горячекатаная и холоднокатаная

листовые стали поставляются в рулонах и листах.

По виду кромки полосы листы бывают с необрезными (катаными) и обрезными продольными кромками.

По толщине листовая сталь подразделяется на две основные группы—тонколистовая и толстолистовая. К тонколистовой стали относят листы и полосы толщиной менее 4 мм, к толстолистовой — листы и полосы более 4 мм. Листы толщиной более 60 мм называют плитами.

Сортамент толстолистовой стали и требования, предъявляемые к ней, приведены в ГОСТ 5681—57. Согласно ГОСТ 5681—57 к толстолистовой стали относят листы толщиной 4—160 мм, шириной* 600—3800 мм и длиной 2—12 м. Иногда длина листов может достигать 25 м и более, а ширина 5000 мм.

Толстолистовую сталь с катаными боковыми кромками называют универсальной. Эту сталь прокатывают на станах, имеющих клети с вертикальными валками для обжатия боковых кромок. По ГОСТ 82—57 сталь универсальную поставляют в листах толщиной 4—60 мм, шириной от 160 до 1050 мм и длиной 5—18 м. Универсальную сталь можно поставлять в рулонах с обрезкой переднего и заднего концов.

Толстые листы должны иметь ровную, чистую поверхность (без пузырей, плен, раковин, трещин, закатов). На поверхности листов не допускаются слои окалины и ржавчины, рябизна, вмятины и царапины глубиной более половины минусового допуска по толщине листа. Местные дефекты на поверхности листов можно удалить путем зачистки, однако глубина зачистки не должна выводить лист за пределы допустимой наименьшей толщины. В листах не должно быть расслоений.

Для изготовления различных конструкций широко применяется толстолистовая качественная углеродистая конструкционная сталь (ГОСТ 1577—53). Этот стандарт распространяется на горячекатаную листовую сталь толщиной 4—60 мм из качественной углеродистой стали. Листы поставляются в термически обработанном состоянии и испытываются на растяжение и загиб в холодном состоянии. Минимально допустимые значения предела прочности и относительного удлинения в зависимости от марки стали находятся в пределах соответственно 320— 760 Мн/м2 (32—76 кгс/мм²) и 11—34%. Коробоватость листов не должна превышать 10 мм на 1 пог. м.

Горячекатаную толстолистовую качественную углеродистую сталь для автостроения (ГОСТ 4041—48) прокатывают толщиной 4—14 мм и поставляют в термически обработанном состоянии и травленом виде. В автомобильной промышленности эту сталь применяют для холодной штамповки деталей. По штамйуё^ мости листы могут быть предназначены для I Λ глубокой <сг» и нормальной, ш» вытяжки. J

Толстые листы для мостостроения (ГОСТ 6713—57) прокатывают из мартеновской углеродистой стали толщиной обычно более 4—6 мм. Листы из такой стали предназначены для изготовления сварных|и клепаных конструкций мостов» вагонов, промышленных и гражданских сооружений. Предел прочности и относительное удлинение для листов из мостовой стали должны быть соответственно не менее 380 Мн/м^ъ(38 кгс/мм*) и 22%. Гарантируется также ударная вязкость , структура и химический состав стали.

Толстые листы для котлостроения и сосудов, которые работают под давлением (ГОСТ 5520—62), прокатывают из углеродистой и низколегированной сталей толщиной соответственно 4—60 мм и 4—16Qмм. Листы поставляют с гарантированными механическими характеристиками и химическим составом. В изломе сталь должна иметь однородную мелкозернистую структуру без усадочной рыхлости, расслоений, трещин, тазовых пузырей и шлаковых включений. К качеству поверхности листов предъявляются повышенные требования. Волнистость и коробоватость листов не должны превышать 8 мм на 1 пог. м.

Для изготовления сварных конструкций корпусов кораблей и судов применяют толстолистовую сталь толщиной 4—60 мм углеродистых и низкоуглеродистых марок (ГОСТ 5521—67). Готовый прокатподвергается механическим ипытаниям на растяжение и загиб в холодном состоянии. Волнистость листов не должна превышать 5 мм на 1 м длины.

В различных отраслях народного хозяйства широко применяются также толсто л истовая кон стр у кционн ая л еги-рованная высококачественная сталь специального назначения (ГОСТ 11269— 65), толстолистовая высоколегированная коррозионностойкая и жаростойкая сталь (ГОСТ 7350—66), толстолистовая двухслойная коррозионностойкая сталь (ГОСТ 10885—64) и горячекатаная трехслойная сталь для отвалов (ГОСТ 6765— 53). Размеры листов и допускаемые отклонения по размерам соответствуют требованиям ГОСТ 5681—57.

Толстые листы из легированных сталей поставляются с гарантированными механическими характеристиками.

Толстолистовая двухслойная коррозионностойкая сталь имеет основной слой из углеродистой или низколегированной стали и плакирующий слой из коррозионностойкой (нержавеющей) стали, никеля, титана и некоторых других металлов и сплавов.

Тонколистовую сталь поставляют по ГОСТ 3860—57. Она может быть горячекатаной (ГОСТ 8597—57) и холоднокатаной (ГОСТ 8596—57). Согласно этим ГОСТам к тонколистовой стали относят листы толщиной 0,2—4,0 мм, шириной до 2300 мм и длиной 1,2—5,0 ^.Тонколистовую сталь поставляют также в рулонах.

Тонкие листы из малоуглеродистой качественной конструкционной стали хорошо штампуются в холодном состоянии и широко применяются в автомобилестроении. Согласно ГОСТ 914—56 качественную углеродистую конструкционную тонколистовую сталь прокатывают из кипящих (05, 08, 10, 15, 20), спокойных (10, 15, 20, 25, 35, 40, 45, 50) и полуспокойных (08) сталей. По сортаменту листы соответствуют требованиям ГОСТ 3860—57 и поставляются по механическим свойствам и микроструктуре или по назначению.По степени штампуемости различают тонколистовую сталь нормальной «н», глубокой «г» и весьма глубокой «свг» вытяжки.

Штампуемость качественной углеродистой конструкционной стали обычно определяют при испытаний на вытяжку по Эряксену. Листовая сталь, предназначенная для глубокой и весьма глубокой вытяжки, должна иметь зерно определенной величины и формы без структурно-свободного цементита по границам зерен. Среди езернистая структура листовой стали способствует получению готовых изделий с хорошей поверхностью.

В зависимости от состояния поверхности листы подразделяются на четыре группы. Листы, которые поставляются по первой' группе поверхности (особо высокая отделка), должны иметь матовую или глянцевую поверхность, причем на лицевой стороне листов, подвергающихся при штамповке весьма глубокой вытяжке, поверхностные дефекты не допускаются. На поверхности листов, которые поставляются по второй группе поверхности (высокая отделка), допускается общая легкая рябизна и легкие царапины в пределах половины допуска на толщину. Требованиям первой и второй групп поверхности отвечают, только холоднокатаные листы. Листы, которые поставляются по третьей группе поверхности (повышенная отделка), могут быть холодно- и горячекатаными. Листы, которые поставляются по четвертой группе поверхности (нормальная отделка), подвергаются только нормальной и глубокой^вытяжке. Допускаемая коробоватость на 1 пог. м листа, поставляемого по первой группе поверхности, не должна превышать 4 мм_л по второй — 8 мм, по третьей — 10 мм_у по четвертой группе — 12 мм.

По ГОСТ 9045—59 поставляют тонколистовую качественную малоуглеродистую сталь толщиной 0,8—1,5 мм для штамповки сложных по вытяжке деталей автомобильных кузовов. Тонкие листы изготовляют из сталей 08кп, 08Фкп и 08Ю. По степени штампуемости листы разделяются на две категории — «осв» (для штамповки деталей с особо сложной вытяжкой) и «св» (для штамповки деталей со сложной вытяжкой), по качеству поверхности — на две группы поверхности (I и II).