Курс молодого бойца

КРАТКИЙ КУРС ОБУЧЕНИЯ

Металлургическая промышленность – одна из отраслей тяжелой промышленности, включающая в себя процессы изготовления металлов из руд или других материалов, а также металлических сплавов.
Так сложилось, что металлы делят на чёрные (железо и сплавы на его основе) и все остальные — нечерные или цветные металлы. Поэтому и металлургия часто подразделяется на чёрную и цветную.
Чёрная металлургия включает в себя: добычу и обогащение руд чёрных металлов, производство чугуна, стали и ферросплавов. К чёрной металлургии относят также производство проката чёрных металлов, стальных, чугунных и других изделий из чёрных металлов. К цветной металлургии относят добычу, обогащение руд цветных металлов, производство цветных металлов и их сплавов. По физическим свойствам и назначению цветные металлы условно делят на тяжёлые (медь, свинец, цинк, олово, никель) и лёгкие (алюминий, титан, магний).
В России металлургическая промышленность находится на втором месте после нефтегазовой отрасли. На территории РФ размещены три базы черной металлургии, непосредственно вблизи источников руды и угля: на Урале, в Сибири и в центральной части страны. Самым крупным и старым предприятием является Уральское, производящее половину всей продукции черной металлургии в России. Крупнейшие предприятия – Чусовский металлургический завод и Челябинский металлургический комбинат. Самая молодое месторождение – Сибирская металлургическая база. Запасы сырья практически исчерпаны. Представлены два металлургических комбината – Западно-Сибирский и Кузнецкий. Крупным металлургическим заводом Центральной базы считается Новолипецкий металлургический комбинат. На его долю и еще пяти крупных центров металлургии приходится 93% выпускаемой продукции. Это Северсталь, Магнитогорский металлургический комбинат, Евраз, Мечел, Металлоинвест.

МЕТАЛЛОПРОКАТ.
Металлопрокат — изделия из стали и других сплавов или чистых металлов. В зависимости от типа, он производится методом холодной или горячей прокатки на специальных станах. Металлопрокат используется в машиностроении, судостроении, строительной отрасли, приборостроении и т.д.

Классификация металлопроката:
- исходя из особенностей производства: горячекатаный (прокатка при температуре выше температуры рекристаллизации), холоднокатаный (при t ниже рекристаллизации).;
- по используемому сплаву бывает черным (чугун и углеродистые стали), цветным (алюминий, медь, титан, никель, кадмий, олово и другие металлы), нержавеющий (из нержавеющих сталей с легирующими металлами: хромом, никелем, марганцем и др.);
- по методу обработки поверхности: шлифованный, матовый, зеркальный, калиброванный.
По типу готовых изделий бывают такие виды металлопроката:
- листовой: листовая сталь, толстолистовой прокат (толщина от 2 мм), лента и др.;
- сортовой — изготавливается на сортовых станках, разные виды отличаются формой сечения: арматура, круг, шестигранник, полоса, квадрат, проволока и др.;
- фасонный — имеет сложную форму профиля: швеллер, уголок, рельс;
- трубопрокат: сварные, холоднотянутые, горячекатаные трубы с прямоугольным, круглым или овальным сечением.

Виды металлопроката:
Арматура
Строительной стальной арматурой называют стальные стержни, изготавливаемые методом горячей прокатки (горячекатаная арматура), имеющие круглую гладкую поверхность или поверхность с периодически повторяющимся рифлением.

Балка или двутавр
Фасонный прокат с поперечным сечением в форме буквы «Н». Благодаря такому виду обладает высокой жесткостью и несущей способностью при снижении массы. Чаще всего используется в строительстве при монтаже перекрытий, в качестве опорных элементов. Обычно выпускается из углеродистой и низколегированной стали.

Квадрат
Один из видов сортового проката. Выпускается в форме прутков с квадратным сечением из стальной быстрорежущей, нержавеющей сталей, цветных металлов. Используется в художественной ковке.

Круг
Востребованный тип металлопроката. Выпускается в виде прутков с круглым сечением методом горячей и холодной прокатки. Используется в качестве заготовок при производстве бесшовных труб, втулок, деталей, валов, крепежных изделий.

Лента
Стальная лента – разновидность сортового металлопроката, которая производится из качественных низкоуглеродистых, среднеуглеродистых и высокоуглеродистых стальных сплавов методом холодной и горячей прокатки. Ее назначение – производство широкого спектра металлических изделий и использование в строительстве.

Лист
Один из самых используемых видов металлопроката. Поставляется намотанным в рулонах или в виде нарезанных отрезков. Стальной лист используется для изготовления элементов кузовов легкого, грузового транспорта, спецтехники, при изготовлении корпусов радиоэлектронной аппаратуры, производственного оборудования. Является основной для изготовления других видов листового металлопроката.

Поковка
Поковка стальная является изделием металлопроката, которое используется в дальнейшем в качестве заготовки для производства различной продукции.

Полоса
Изготавливается согласно ГОСТ 103-76 или ГОСТ 103-2006 из разных типов сталей, в том числе конструкционной, пружинной. Представляет собой стальную пластинку с прямоугольным сечением. Может использоваться для производства стального листа, рессор, различных деталей. Применяется в строительной сфере.

Проволока
Проволока стальная представляет собой металлическое изделие, которое имеет круглое сечение различных диаметров (от микрон до десятков миллиметров). Изготавливается она путём протяжки (волочения) через последовательно уменьшаемые отверстия. Проволока стальная изготавливается различной формы поперечного сечения: круглая, фасонного профиля, квадратная, прямоугольная, трапециевидная, трехгранная, шестигранная, овальная, сегментная, зетобразная, иксобразная, клиновидная, периодического профиля, специального профиля. Проволока используется практически во всех отраслях производственной деятельности человека, в частности применяется для изготовления проводов, метизов, пружин, сеток, канатов и тросов, свёрл, термопар, электродов, электронных приборов и для таких целей как обвязка и упаковка.

Рельс
Это разновидность стальной балки, от нее рельс отличается формой профиля. Спроектирован так, чтобы обеспечить надежную опору для передвигающихся составов. Используется при строительстве железнодорожных магистралей, путей по территории производственных предприятий.

Сетка
Сетка металлическая — это изделие, которое представляет собой полотно, изготовленное из стального прута с различными по форме и размеру ячейками. Применение данного вида металлопроката очень широко распространено, металлическая сетка используется при просеивании различных сыпучих смесей, в пищевой промышленности, в строительстве, в машиностроении, в качестве армирующего элемента при прокладке дорожного полотна и других сферах..

Труба
Выпускается с прямоугольным, квадратным, круглым сечением. Изготавливается из других типов металлопроката: сварная из листовой стали, холодно и горячекатаная из стального круга. Применяется практически во всех отраслях промышленности: при бурении скважин, разработке нефтегазовых месторождений, строительстве нефтегазопроводов, канализации, водопроводов, при изготовлении производственного оборудования, рекламных конструкций. Трубы могут использоваться как заготовки для изготовления различных деталей в машиностроении.

Уголок
Изготовлен в виде металлической пластины, согнутой вдоль. Используются в строительстве при монтаже железобетонных перемычек, соединения изделий из дерева, металла, в машиностроении при изготовлении крупногабаритной техники, в вагоностроении, автомобилестроении.

Швеллер
Это один из видов фасонного проката. В поперечном сечении профиль имеет П-образную форму. Изготавливается методом горячей прокатки из стальных слитков или гнутый (имеет скругленный угол) из стальной полосы. Выпускается несколько типов: с параллельным расположением полок и с небольшим углом между ними (не более 10%). Выдерживает высокие поперечные, продольные нагрузки. Используется при сооружении металлоконструкций, анкерных столбов, для армирования железобетона, в машиностроении.

Шестигранник
Пруток с сечением в форме правильного шестигранника. Используется как заготовка для производства деталей, болтов, гаек, шпилек и др.

ПРОИЗВОДСТВО БЕСШОВНЫХ ТРУБ:

ПРОИЗВОДСТВО СВАРНЫХ ТРУБ:

МАРКИ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ:
Марки стали для отливок (105)
Обыкновенная, С особыми свойствами.

Марки конструкционной стали (344)
Углеродистая качественная, Углеродистая обыкновенного качества, Легированная, Низколегированная для сварных конструкций, Криогенная, Подшипниковая, Рессорно-пружинная, Повышенной обрабатываемости, Высокопрочная высоколегированная.

Марки инструментальной стали (121)
Углеродистая, Легированная, Валковая, Штамповая, Быстрорежущая.

Сталь специального назначения (39)
Рельсовая, Для судостроения, Для строительных конструкций.

Жаропрочные марки стали (108) Сплав жаропрочный, Жаропрочная низколегированная, Жаропрочная высоколегированная, Жаропрочная релаксационностойкая.

Сталь нержавеющая (коррозионно-стойкая) (79)
Сплав коррозионно-стойкий, Коррозионно-стойкая обыкновенная, Коррозионно-стойкая жаропрочная,.

Сталь, сплав прецизионный (95)
Магнитно-мягкий, Магнитно-твердый, С заданным ТКЛР, Составляющие термобиметаллов, С заданными свойствами упругости, С высоким электрическим сопротивлением.

Электротехнические марки стали (63)
Cернистая, Нелегированная.

Чугун (128)
Литейный , Передельный, Серый, Ковкий, Низколегированный, Высоколегированный, Антифрикционный, Высоконикелевый, С шаровидным графитом, С вермикулярным графитом для отливок.

Цветные металлы, сплавы:

Алюминий (133)
Первичный, Технический, Для раскисления, Литейный сплав, Деформируемый сплав, Антифрикционный сплав.

Баббиты (9)
Оловянные, Свинцовые, Кальциевые.

Бронза (68)
Оловянная литейная, Оловянная литейная в чушках, Оловянная, обрабатываемая давлением, Безоловянная литейная, Безоловянная, обрабатываемая давлением.

Латунь (62)
Литейная, Литейная в чушках, Обрабатываемая давлением.

Магний (37)
Первичный, Литейный сплав, Деформируемый сплав, Сверхлегкий сплав с литием, Сплав с особыми свойствами

Медь (58)
Медно-никелевый сплав, Сплав меди жаропрочный, Сплав медно-фосфористый.

Никель (38)
Первичный, Полуфабрикатный, Никелевый сплав, Низколегированный сплав.

Олово (5)
Оловянные баббиты.

Свинец (7)
Свинцовые баббиты , Кальциевые баббиты.

Титан (37)
Титановая губка, Технический, Литейный сплав, Деформируемый сплав.

Цинк (20)
Первичный, Литейный сплав, Деформируемый сплав, Антифрикционный сплав.

Вольфрам

РАСШИФРОВКА МАРКИ СТАЛИ:

Любому специалисту, имеющему дело с металлом, знакомо понятие «марки стали». Расшифровка маркировки стальных сплавов дает возможность получить представление об их химическом составе и физических характеристиках. Разобраться в данной маркировке, несмотря на ее кажущуюся сложность, достаточно просто – важно только знать, по какому принципу она составляется.
Редкое производство обходится без стали, поэтому разбираться в его марках крайне важно.
Обозначают сплав буквами и цифрами, по которым можно точно определить, какие химические элементы в нем содержатся и в каком количестве. Зная это, а также то, как каждый из таких элементов может влиять на готовый сплав, можно с высокой степенью вероятности определить, какие именно технические характеристики свойственны определенной марке стали.

Виды сталей и особенности их маркировки:
Сталь представляет собой сплав железа с углеродом, при этом содержание последнего в ней составляет не более 2,14%. Углерод придает сплаву твердость, но при его избытке металл становится слишком хрупким.
Одним из важнейших параметров, по которому стали делят на различные классы, является химический состав. Среди сталей по данному критерию выделяют легированные и углеродистые, последние подразделяются на мало- (углерода до 0,25%), средне- (0,25–0,6%) и высокоуглеродистые (в них содержится больше 0,6% углерода).
Включая в состав стали легирующие элементы, ей можно придать требуемые характеристики. Именно таким образом, комбинируя вид и количественное содержание добавок, получают марки, обладающие улучшенными механическими свойствами, коррозионной устойчивостью, магнитными и электрическими характеристиками. Конечно, улучшать характеристики сталей можно и при помощи термообработки, но легирующие добавки позволяют делать это более эффективно.
По количественному составу легирующих элементов различают низко-, средне- и высоколегированные сплавы. В первых легирующих элементов не более 2,5%, в среднелегированных – 2,5–10%, в высоколегированных – более 10%.
Классификация сталей осуществляется и по их назначению. Так, выделяют инструментальные и конструкционные виды, марки, отличающиеся особыми физическими свойствами. Инструментальные виды используются для производства штамповых, мерительных, а также режущих инструментов, конструкционные – для выпуска продукции, применяемой в строительстве и сфере машиностроения. Из сплавов, отличающихся особыми физическими свойствами (также называемых прецизионными), изготавливают изделия, которые должны обладать особыми характеристиками (магнитными, прочностными и др.).
Стали противопоставляются друг другу и по особым химическим свойствам. К сплавам данной группы относятся нержавеющие, окалиностойкие, жаропрочные и др. Что характерно, нержавеющие стали могут быть коррозионностойкими и нержавеющими пищевыми – это разные категории.
Кроме полезных элементов, сталь включает и вредные примеси, к основным из которых относятся сера и фосфор. В ней также находятся газы в несвязанном состоянии (кислород и азот), что негативно отражается на ее характеристиках.
Если рассматривать основные вредные примеси, то фосфор увеличивает хрупкость сплава, особенно сильно проявляющуюся при низких температурах (так называемая хладноломкость), а сера вызывает появление трещин в металле, нагретом до высокой температуры (красноломкость). Фосфор, ко всему прочему, значительно уменьшает пластичность нагретого металла. По количественному содержанию этих двух элементов выделяют стали обыкновенного качества (не более 0,06–0,07% серы и фосфора), качественные (до 0,035%), высококачественные (до 0,025%) и особовысококачественные (сера – до 0,015%, фосфор – до 0,02%). Маркировка сталей также указывает на то, в какой степени из их состава удален кислород. По уровню раскисления выделяют стали:

- спокойного типа, обозначаемые буквосочетанием «СП»;
- полуспокойные – «ПС»;
- кипящие – «КП».

О чем говорит маркировка сталей:
Расшифровать марку стали довольно просто, необходимо только владеть определенными сведениями. Конструкционные стали, обладающие обыкновенным качеством и не содержащие легирующих элементов, маркируют буквосочетанием «Ст». По цифре, идущей после букв в названии марки, можно определить, сколько в таком сплаве углерода (исчисляется в десятых долях процента). За цифрами могут идти буквы «КП»: по ним становится ясно, что данный сплав не до конца прошел процесс раскисления в печи, соответственно, он относится к категории кипящего. Если название марки не содержит таких букв, то сталь соответствует категории спокойной.
Конструкционные стали, не содержащие легирующих элементов, обозначаются буквосочетанием «Ст». Цифры, стоящие следом, – это содержание углерода, исчисляемое в сотых долях процента.

Марка          С%                 S<=             Р<= 

Ст 0             <=0,23          0,070          0,055 

Ст 1          0,06-0,12          0,045          0,055 

Ст 2          0,09-0,15          0,045          0,055 

Ст 3          0,14-0,22          0,045          0,055 

Ст 4          0,18-0,27          0,045          0,055 

Ст 5          0,28-0,37          0,045          0,055 

Ст 6          0,38-0,49          0,045          0,055 

Ст 7          0,50-0,62          0,045          0,055 

1. Х - хром	
2. С - кремний
3. Д - медь
4. Т - титан
5. В - вольфрам
6. Г - марганец
7. Ф - ванадий
8. Р - бор
9. А - азот
10. Н - никель
11. М - молибден
12. К - кобальт
13. Б - ниобий
14. Е - селен
15. Ц - цирконий
16. Ю - алюминий

Буквы, которые можно увидеть за первыми цифрами названия марки, указывают на то, из чего состоит данный сплав. За буквами, дающими информацию о том или ином элементе в его составе, могут стоять или не стоять цифры. Если цифра есть, то по ней определяется (в целых процентах) среднее содержание указанного буквой элемента в составе сплава, а если цифры нет, значит, данный элемент содержится в пределах от 1 до 1,5%.
В конце маркировки отдельных видов сталей может стоять буква «А». Это говорит о том, что перед нами высококачественная сталь. К таким маркам могут относиться и углеродистые стали, и сплавы с легирующими добавками в своем составе. Согласно классификации, к данной категории сталей причисляются те, в которых сера и фосфор составляют не более 0,03%.

Р — быстрорежущая;
Ш — шарикоподшипниковая;
А — автоматная (не путайте с буквой А в конце названия, говорящей о чистоте стали!);
Э — электротехническая.

Также стоит отметить некоторые особенности таких подвидов легированных сталей:
- в шарикоподшипниковых сталях содержание хрома указывается в десятых долях процента (например, сталь ШХ4 содержит 0,4% хрома); - в марках быстрорежущей стали после буквы Р сразу ставится число, указывающее содержание вольфрама в процентах. Также все быстрорежущие стали содержат 4% хрома (Х).
Чтобы показать способ раскисления стали, существуют особые буквенные обозначения.
Теперь подробно рассмотрим, как расшифровать марку нелегированной стали, которая подразделяется на обыкновенную и качественную.

Обыкновенная нелегированная сталь (Ст3, Ст3кп) имеет в самом начале буквы Ст. Далее следуют цифры, указывающие содержание углерода в стали в десятых долях процента. В конце могут стоять специальные индексы: например, сталь Ст3кп относится к категории кипящей, о чём говорят буквы кп в самом конце. Отсутствие индекса означает, что эта сталь спокойная. Когда нужно отразить в маркировке гарантию свариваемости, в конце добавляют строчные буквы св. К примеру: Ст3св.

Качественная нелегированная сталь (Ст10, Ст30, Ст20, Ст45) содержит в маркировке двузначное число, указывающее среднее содержание углерода в стали в сотых долях процента. Таким образом, марка стали Ст10 содержит 0,1% углерода; Ст30 имеет 0,3% углерода; Ст20 — 0,2%; Ст45 содержит 0,45% углерода.

Конструкционная низколегированная сталь 09Г2С содержит следующие химические элементы: 0,09% углерода, 2% марганца и небольшое количество кремния (приблизительно 1%).
Стали 10ХСНД и 15ХСНД отличаются только разным содержанием углерода: 0,1% и 0,15% соответственно. Хрома (Х), кремния (С), никеля (Н) и меди (Д) здесь очень мало (до 1-1,5%), поэтому цифры за буквой не ставятся.

Качественные стали применяют для производства паровых котлов и сосудов высокого давления. В их маркировке имеется буква К на конце: 20К, 30К, 22К.
Если сталь является литейной конструкционной, то в конце маркировки ставят букву Л. Например: 40ХЛ, 35ХМЛ.

Инструментальные нелегированные стали обозначаются буквой У. Далее следует цифра, выражающая среднее содержание углерода в стали: У10, У7, У8. Если сталь ещё и высококачественная, это также отмечают в маркировке: У8А, У10А, У12А. Если необходимо подчеркнуть увеличенное содержание марганца, применяют дополнительную букву Г. К примеру, существуют стали У8ГА и У10ГА.

Инструментальные легированные стали имеют такое же обозначение, как и конструкционные легированные. Например, марка ХВГ указывает на присутствие трёх главных легирующих элементов: хрома (Х), вольфрама (В) и марганца (Г). Содержание углерода здесь примерно 1%, а потому цифра в начале марки не пишется. Другой вид стали 9ХВГ имеет пониженное содержание углерода в сравнении с ХВГ: здесь углерода 0,9%.

Стали быстрорежущие маркируются буквой Р, после которой ставится содержание вольфрама в %. Разберём в качестве примера сталь Р6М5Ф3. Она является быстрорежущей (Р), содержит 6% вольфрама, 5% молибдена (М) и 3% ванадия (Ф).

Сталь электротехническая нелегированная (АРМКО) имеет очень малое удельное электрическое сопротивление. Это достигается благодаря минимальному количеству углерода в составе (менее 0,04%). Такую сталь ещё принято называть технически чистым железом. Маркировка электротехнических нелегированных сталей состоит только из цифр. Например: 10880, 21880 и т. д. В каждой цифре заложена важная информация. Самая первая цифра показывает вид обработки: 1 — кованный или горячекатаный; 2 — калиброванный. Вторая цифра сообщает наличие/отсутствие нормируемого коэффициента старения: 0 — без коэффициента; 1 — с коэффициентом. Третья цифра — это группа по основной нормируемой характеристике. Две последние связаны со значениями основной нормируемой характеристики.

Строительная сталь отмечается буквой С, после которой указывается минимальный предел текучести стали. Также применяются дополнительные обозначения: К — повышенная коррозионная стойкость (С390К, С375К); Т — термоупрочнённый прокат (С345Т, С390Т); Д — повышенное содержание меди (С345Д, С375Д).

Алюминиевые сплавы литейные обозначаются буквами АЛ в начале маркировки. Вот некоторые примеры: АЛ4, АЛ19, АЛ27.

Алюминиевые сплавы для ковки и штамповки содержат буквы АК, а далее — условный номер данного сплава: АК6, АК5.
Также существуют деформированные сплавы с содержанием алюминия. Сплав авиаль: АВ, алюминиево-магниевый сплав: АМг; алюминиево-марганцовый сплав: АМц.

Пример расшифровки марки стали 12Х18Н10Т:
12Х18Н10Т - это популярная сталь аустенитного класса, которая применяется в сварных аппаратах, работающих в разбавленных растворах кислот, в растворах щелочей и солей, а также в деталях, работающих под большим давлением и в широком диапазоне температур. Итак, что же означают эти загадочные символы, стоящие в названии, и как их правильно объединить?
Две цифры, стоящие в самом начале марки легированной стали, — это среднее содержание углерода в сотых долях процента. В нашем случае, содержание углерода 0,12%. Иногда вместо двух цифр стоит всего одна: она показывает, сколько углерода (C) содержится в десятых долях процента. Если же цифр в начале марки стали вовсе нет, это означает, что углерода в ней довольно приличное число — от 1% и выше.
Буква Х и следующая за ней цифра 18 говорят о том, что в данной марке содержится 18% хрома. Обратите внимание: соотношение элемента в долях процента выражает только первое число, стоящее в начале марки, и это относится только к углероду! Все остальные числа, присутствующие в названии, выражают количество конкретных элементов в процентах.
Далее следует комбинация Н10. Как Вы уже догадались, это 10% никеля.
В самом конце стоит буква Т без каких-либо цифр. Это значит, что содержание элемента слишком мало, чтобы уделять этому внимание. Как правило, около 1% (иногда — до 1,5%). Получается, в данной марке легированной стали количество титана не превышает 1,5%. Если вдруг в самом конце марки Вы обнаружите скромно стоящую букву А, помните, что она играет очень важную роль: таким образом обозначается высококачественная сталь, содержание фосфора и серы в которой сведено к минимуму. Две буквы А в самом конце (АА) говорят о том, что данная марка стали особо чистая, т. е. серы и фосфора здесь практически нет.
В ходе несложного анализа сочетаний букв и цифр мы выяснили, что марка стали 12Х18Н10Т (конструкционная криогенная, аустенитного класса) сообщает о себе следующие сведения: 0,12% углерода, 18% хрома (Х), 10% никеля (Н) и небольшое содержание титана (Т), не превышающее 1,5%.