Из какой стали делают шестигранник

Приборостроение, машиностроение, строительство — начало перечня отраслевых направлений промышленности, в которых находят применение шестиграннику — металлопрокату, выпускаемому в виде прутков (стержней).

Основные физические параметры: 

• диаметр окружности, в которую вписывают вершины поперечного сечения проката (от 3,4 до 115 мм);
• расстояние между двумя противоположными плоскостями “под ключ” (3-100 мм) ;
• длина прутка (до 12 м);
• масса 1 м (1 т);
• общая длина изделий в 1 т.

Изготовление, химический состав, физические свойства стального профиля с шестью гранями подробно регламентированы межгосударственными ГОСТ: 2879-2006, 8560-88, 4543-71. Использование углеродистых сталей с присадками из фосфора, серы, марганца и других элементов позволяет изготавливать из заготовок с гексагональным сечением особо прочные изделия, устойчивые к механическим нагрузкам, перепадам температур, воздействию влаги и другим негативным факторам.

Из каких сталей делают шестигранник?

Для производства шестигранного проката используют нелегированные (конструкционные) и легированные сплавы. В первом случае в состав стали входит незначительная доля углерода (0,1-1,5%), марганец (до 1,65%), медь и кремний (по 0,6%). К этой группе относят широко применяемые для изготовления шестигранников марки сталей Ст20 (может быть заменена аналогами со схожими характеристиками Ст15 или Ст25), Ст30, Ст40 и Ст45. Общий объем углеродистых сталей (конструкционных, цементированных), используемых в производстве, составляет более 85% из-за низкой цены, простоты обработки, универсальности применения.

Легированный состав получают добавлением в углеродистую массу дополнительных легирующих компонентов, которые придают заготовке дополнительные свойства: повышенные прочность, гибкость, сопротивление на растяжение или изгиб, устойчивость к коррозии. Такими добавками могут быть вольфрам, никель, молибден, марганец, хром, титан, медь, бор и т.д.

Легированные материалы используют для производства нержавеющего шестигранного проката. ГОСТ 4543-71 делит легированные сплавы на несколько групп по признаку преобладания основных легирующих присадок:

• марганцовистые;
• хромистые;
• хромокремнистые;
• хромванадиевые и еще более 10 групп марок сталей.

Основные марки — 45Х14Н14В2М (ЭИ 69), 08Х18Н10, 316L, 20Х13, 13Х11Н2В2МФ (ЭИ-961-Ш), 08Х18Н10Т, 14Х17Н2 (ЭИ 268), 12Х18Н10Т, 40Х13.

Расшифровка: первая цифра — средняя массовая доля углерода в сотых долях %, буква — легирующий элемент (Н — никель, В — вольфрам и т.д.), цифра за буквой — примерная массовая доля легирующей добавки. Буква Ш в конце обозначения после тире — маркировка для “особовысококачественных» сталей.

[include_post id=»5950″]

Производство стальных шестигранников

Производители стального металлопроката используют три технологии для получения арматуры с шестью гранями: холодную и горячую прокатку, прессование. Выбор метода зависит от запроса на конкретный вид изделий, оборудования, доступности сырья и других факторов.

Холодная прокатка

Способ обработки сталей давлением, при котором заготовки пропускают через прокатный стан с двумя валиками. Под давлением металл деформируется, приобретая гексагональную форму. Отличие от горячей прокатки — не нужен предварительный нагрев заготовок. На валики подается смазочная жидкость (минеральная, растительная, животного происхождения), снижающая коэффициент трения и отводящая тепло от соприкасающихся поверхностей. Холодной прокаткой получают калиброванные шестигранники, свойства которых формализованы в ГОСТ 8560-78, а также их аналоги из легированных сталей по ГОСТ 4543. Преимущества метода обработки:

• высокое качество поверхностей изделия;
• получение тонкого металлопроката;
• простота сварки.

Горячая прокатка

Технология получения прутков с шестью гранями горячим способом подразумевает нагрев заготовок выше 60—70 % температуры рекристаллизации согласно ГОСТ 2879-99. Деформация горячекатаного металлопроката происходит тем же способом, что при холодном обжиме. Плюсы: широкий диапазон толщин стержней (до 200 мм), сравнительно низкая цена из-за невысокой стоимости марок сплавов, используемых в производстве.

Справка: рекристаллизация — процесс, при котором зерна поликрасталла одного типа образуются и растут за счет зерен другого типа. Стальные сплавы меняют зернистость при повышении температуры.

Горячее прессование

При прессовании металл пропускают через матрицу с отверстием шестиугольной формы, полученные прутки попадают в контейнер для готовых изделий. Оборудование — заводские прессы высокого давления. Сырье проходит предварительную подготовку (нарезку, нагревание, очищение от окалины. Прессованные стержни имеют точные размеры и форму.

Классификация шестигранников

Металлопрокат в виде прутьев с шестью гранями классифицируют по нескольким параметрам и характеристикам: длине, химическому составу, точности обработки. кривизне стержней, состоянию материала и виду обработки поверхностей.

Длина

Производители отгружают продукцию с разной длиной, эта характеристика может быть:

• мерной (прутки имеют стандартную длину — 2, 6 или 12 м);
• немерной (металлопрокат изготавливают по произвольным размерам, который нужен заказчику — от 2 до 12 м);
• кратной мерной — стержни выпускают длиной, кратной, например, 2 м: 4 м, 8 м, 10 м.

Точность обработки

В зависимости от свойств материала и характеристик заводского оборудования прокатка может быть высокоточной (категория Б) или обычной (категория В). При высокоточной обработке прутки шлифуют, устраняя грубые шероховатости, удаляя окалину и неровности.

Химический состав

Показатель зависит от типа стали, используемой для получения продукции:

для изготовления заготовок обычного качества применяют углеродистые стали, высокое качество изделий достигается применением высокоуглеродистых, легированных сталей.

Состояние материала

В зависимости от технологии производства свойства стали изменяют:

• термообработкой;
• нагартовкой.

Термической обработке подвергают углеродистые, легированные сплавы, относящиеся к категориям инструментальных, специальных или конструкционных. Изменение внутренней структуры металла приводит к повышению прочности, устойчивости к коррозии, увеличения пластичности.

Способ обработки поверхностей

Придание шестиугольной формы и заданных размеров пруткам достигается ковкой, горячей или холодной прокаткой (калиброванием). Наилучшие свойства (гладкость, визуальная красота, минимальная шероховатость, отсутствие окалины и других дефектов) достигаются при ковке или прессовании.

Кривизна прутков

Степень искривления стержня с шестью гранями зависит от класса кривизны:

• I класс — изделия с кривизной до 0,5% при длине до 0,4 м (0,4% при длине свыше 0,4 м);
• II класс — показатель кривизны 0,5% для остального сортамента.

[include_post id=»5950″]

Сферы применения шестигранников

Шестигранный металлопрокат используют в качестве заготовок при производстве крепежа, метизных изделий. Из стального инструментального прутка марок 40Х, Ст45 делают гайки, болты, шурупы, шпильки, анкеры, ключи. Арматура с шестью гранями из особопрочных легированных сталей подходят для производства оснастки электроинструмента: удлинителей, бит. Прутки из пластичных углеродистых металлов служат сырьем для производителей, выпускающих долота, отвертки, метчики, топоры, стамески.

Высокая прочность, износоустойчивость, сопротивление коррозии, долговечность делают металлопрокат пригодным для использования в строительстве, возведении металлоконструкций, мостов, виадуков, изготовлении ограждений для лестниц, открытых площадок.