Загрузил Mikhail Rumyantsev

Листовой прокат и схемы производства

Реклама
ТЕХНОЛОГИИ
ПРОИЗВОДСТВА
ЛИСТОВОГО ПРОКАТА
СОРТАМЕНТ И СХЕМЫ
ПРОИЗВОДСТВА
ЛИСТОВОГО ПРОКАТА
 М.И. Румянцев, профессор, д-р техн. наук
Магнитогорск, 2020
СОРТАМЕНТ ПРОКАТА
ПО ФОРМЕ СЕЧЕНИЯ




Сортовой
Long products
Листовой
Flat rolled products
Трубы
Tubes
Специальные
профили
Special rolled products
Трубы сварные
Welded pipe
СТАНДАРТЫ СОРТАМЕНТА
(Definition of steel products,
Dimensions)
ПО НАЗНАЧЕНИЮ (ПРИМЕРЫ)







Общего назначения
General purpose rolled products
Конструкционный
Structural rolled products
Для судостроения
Rolled Steel for Shipbuilding
Для холодной штамповки
Steel flat products for cold forming
Для холодной высадки
Rolled Steel for cold upsetting
Для армирования железобетонных
конструкций
Hot-rolled steel for reinforcement of
ferroconcrete structures
...
СТАНДАРТЫ ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ
(Technical delivery conditions, Specifications)
ФОРМЫ ПОСТАВКИ ЛИСТОВОГО ПРОКАТА
ЛИСТ
Sheet, Plate
ПОЛОСА , ЛЕНТА (РУЛОН)
Streep (Coil)
𝑏
ℎ
ℎ
𝑏
Формы поставки и разновидности
Полоса /Streep, Wide strip
Лист
𝑙
ℎ, мм
𝑏, мм
0,35-12 / 0,35-14
Не менее 500/600
Тонкий / Sheet
Не более 3,9/3,0
Толстый / Plate
4,0 / 3,0 и более
Лента */ Streep, Narrow Streep
0,05-4,0 / 0,1-10
* - может быть получена продольной резкой широких полос
Не менее 500/600
Не более 450 / 40-600
СОСТОЯНИЯ ПОСТАВКИ ЛИСТОВОГО ПРОКАТА
ГОРЯЧЕКАТАНЫЙ
(Hot rolled)
ХОЛОДНОКАТАНЫЙ
(Cold rolled)
Контролируемая прокатка
Controlled Rolling
Отожженный
Annealed
Термическая обработка
Heat treatment
Нагартованый
Cold-worked
Термомеханическая обработка
Thermomechanicaly Rolling
С покрытием
Сoated
Без регламентации
Conventional Condition
Без покрытия
Uncoated
НЕКОТОРЫЕ ВИДЫ ГОРЯЧЕКАТАНОГО
ЛИСТОВОГО ПРОКАТА

ПРОКАТ ТОНКОЛИСТОВОЙ ИЗ
УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ
КАЧЕСТВЕННОЙ
И ОБЫКНОВЕННОГО КАЧЕСТВА
ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ
(ГОСТ 16523-89)

ПРОКАТ ИЗ СТАЛИ
ПОВЫШЕННОЙ ПРОЧНОСТИ
(ГОСТ 19281-89)

ПРОКАТ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫЙ
КОНСТРУКЦИОННЫЙ
ДЛЯ МОСТОСТРОЕНИЯ
(ГОСТ 6713-91)

ПРОКАТ ТОЛСТОЛИСТОВОЙ
ИЗ УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ
ОБЫКНОВЕННОГО КАЧЕСТВА
(ГОСТ 14637-89).

ПРОКАТ СТАЛЬНОЙ
ДЛЯ СУДОСТРОЕНИЯ
(ГОСТ 5521-93)

ПРОКАТ ЛИСТОВОЙ
ГОРЯЧЕОЦИНКОВАННЫЙ
(ГОСТ Р 52246)
НЕКОТОРЫЕ ВИДЫ
ХОЛОДНОКАТАННОГО ЛИСТОВОГО
ПРОКАТА

ПРОКАТ ТОНКОЛИСТОВОЙ ИЗ
УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ
КАЧЕСТВЕННОЙ
И ОБЫКНОВЕННОГО КАЧЕСТВА
ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ
(ГОСТ 16523-89)

СТАЛЬ ТОНКОЛИСТОВАЯ
ОЦИНКОВАННАЯ
С НЕПРЕРЫВНЫХ ЛИНИЙ
(ГОСТ 14918-69)

Жесть
(ГОСТ 13345-85)

ПРОКАТ ТОНКОЛИСТОВОЙ
ХОЛОДНОКАТАНЫЙ ИЗ
НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ
КАЧЕСТВЕННОЙ СТАЛИ ДЛЯ
ХОЛОДНОЙ ШТАМПОВКИ
(ГОСТ 9045)

ПРОКАТ ЛИСТОВОЙ
ГОРЯЧЕОЦИНКОВАННЫЙ
(ГОСТ Р 52246)

ЖЕСТЬ ХОЛОДНОКАТАННАЯ
ЧЕРНАЯ И БЕЛАЯ
(ГОСТ Р 52204-2004)
ДИАПАЗОН РАЗМЕРОВ ЛИСТОВОГО ПРОКАТА
Нормативный
документ
ГОСТ 19903
ГОСТ 82-70
ГОСТ 19904
ГОСТ 13345
ГОСТ P 52204
ГОСТ P 52146
Вид
поставки
Толщина,
мм
Ширина,
мм
Длина,
мм
Листы
0,5  160
600  3800
1200  12000
Полосы
1,2  12
500  2200
-
Листы
6  60
200  1050
5000  12000
Листы
0,35  5,0
500  2300
1000  4500
Полосы
0,5  3,0
500  2300
-
Листы
Полосы
Листы
Полосы
Листы
Полосы
0,18  0,36
0,14  0,38
0,3  4,5
712  1024
712  1024
512  910
512  910
-
700  1800
1000  4500
500  1800
-
УКРУПНЕННАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ
ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА
ПРОКАТА
КАЧЕСТВО ПРОКАТА
Геометрические
параметры
Эксплуатационные
свойства
Качество
поверхности
Технологические
свойства
Химсостав
Свойства по
требованию
ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ
КАЧЕСТВА ЛИСТОВОГО ПРОКАТА
ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ
Характеристики
сечения
Продольного
Поперечного
Номинальные
размеры
Допустимые
отклонения
размеров
Допустимые
несоответствия формы
Отклонения формы
поперечного сечения
Отклонения от плоскостности
Отклонения от прямолинейности
Отклонения от перпендикулярности
Отклонения формы рулона
КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА
ЛИСТОВОГО ПРОКАТА
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА
Длительная
прочность
Ползучесть
Порог
хладноломкости
Ударная вязкость
При
динамическом Жаропрочность
нагружении
Твердость
Временное
сопротивление
Предел
текучести
Относительное
сужение
Относительное
удлинение
При статическом
нагружении
Износостойкость
При
циклическом
нагружении
Предел
выносливости
Прочность
Пластичность
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
ЛИСТОВОГО ПРОКАТА
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Единичные
Комплексные
Глубина сферической лунки
Перегиб
Изгиб
Двойной кровельный замок
Коэффициент анизотропии
Показатель упрочнения
Штампуемость
Свариваемость
ПРОДОЛЬНАЯ
РАЗНОТОЛЩИННОСТЬ
Отклонение формы,
характеризующееся
неравномерностью
толщины
металлопродукции по
длине
Плюсовой допуск
Верхняя граница допуска
SU  hн  h
𝑈𝑆𝐿
h
S L  hн   h
𝐿𝑆𝐿
L
Минусовый допуск
Номинальная толщина
Нижняя граница допуска
Поле допуска
  max h min h

h
Допустимая продольная разнотолщинность

h
 h 2
ПОПЕРЕЧНАЯ
РАЗНОТОЛЩИННОСТЬ
НАИБОЛЕЕ
РАСПРОСТРАНЕННЫЕ
ПРОФИЛИ
ВЫПУКЛЫЙ
Отклонение формы,
характеризующееся
неравномерностью
толщины
металлопродукции
по ширине
hн hл
hп
hср
40 мм
40 мм
ВОГНУТЫЙ
b/2
b
КЛИНОВИДНЫЙ
 h
ВЫПУКЛОСТЬ
КЛИНОВИДНОСТЬ
hл  hп
 hcp 
2

h
 hл  hп
ДЕФЕКТЫ
ПЛОСКОСТНОСТИ
Неплоскостность (Flatness) - отклонение
формы, при котором не все точки, лежащие
на поверхности листа, одинаково удалены от
горизонтальной плоскости.
а
в
д
б
г
е
а-краевая волна (edge waves); б-односторонняя краевая волна (side edge waves);
в-коробоватость (center buckle); г-продольный изгиб (longitudinal curvature);
д-поперечный изгиб (transverse curvature); е-волнистость (waves)
НОРМЫ НЕПЛОСКОСТНОСТИ
ГОСТ 19904 и ГОСТ Р 52204
Не более 5 мм для ЖК
Не более 10 мм для ЖР
ℎ,
мм
Требования DIN EN 10051 (г/к)
𝐻 для категорий (мм,не более)
Ширина,
A
B
C
D
мм
Норм. Спец.
𝑏 ≤ 1200
≤ 2 1200 < 𝑏 ≤ 1500
𝑏 > 1500
2
𝑏 ≤ 1200
- 1200 < b ≤ 1500
25
𝑏 > 1500
18
20
25
15
18
23
9
10
13
8
9
12
18
23
28
18
23
28
23
30
38
23
30
38
По согласованию
Требования ГОСТ 19903
H, мм (не более)
Группа
при толщине
плоскос4,0 и
тности
0,5-1,4 1,5-3,9
более
ПО
8
8
5
ПВ
10
10
8
ПУ
15
12
10
ПН
20
15
12
Требования ГОСТ 19904
H, мм (не более)
Группа
при ширине
плоскос До
1000 1501
Св.
т-ности 1000
1800
вкл. 1500 1800
ПО
4
5
6
8
ПВ
8
8
10
10
ПУ
10
12
15
15
ПН
12
15
18
20
A: 𝑅𝑝 ≤ 300 МПа; B, C, D: 300 < 𝑅𝑝 ≤ 900 МПа
Требования DIN EN 10131 (х/к)
𝐻 (мм, не более)
Допуск Ширина, мм
ℎ < 0,7 0,7 ≤ ℎ < 12 ℎ ≥ 12
𝑏 < 600
7/6/5/600 ≤ 𝑏 <1200 10 / 13
8 / 10
7/8
Норм.
1200 ≤ 𝑏 <1500 12 / 15
10 / 13
8 / 11
𝑏 ≥ 1500
17 / 20
15 / 19
13 / 17
𝑏 < 600
4/3/2/600 ≤ 𝑏 <1200
5/8
4/6
3/5
Спец.
1200 ≤ 𝑏 <1500 6 / 9
5/8
4/6
𝑏 ≥ 1500
8 / 12
7 / 10
6/9
Числитель: 𝑅𝑝 ≤ 260 МПа; Знаменатель: 260 < 𝑅𝑝 ≤ 340 МПа
ТЕЛЕСКОПИЧНОСТЬ
РУЛОНА
НОРМЫ ТЕЛЕСКОПИЧНОСТИ
НД
ГОСТ
19904
ГОСТ
19903
Толщи
на
полосы
мм
Ширина полосы,
мм
До
800 вкл.
Свыш
е 800
До
2,5
вкл.
40
30
Свыш
е 2,5
75
50
До
2,5
вкл.
50
35
Свыш
е 2,5
100
70
Отклонение формы рулона
в виде выступов витков на
средней или внутренней
части рулона.
Телескопичность
ШЕРОХОВАТОСТЬ (Roughness)
Cовокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами,
выделяемая в пределах участка, на котором исключено влияние неровностей
поверхности других видов (волнистости, нелинейности и т.д.)
ГОСТ 2789. Шероховатость поверхности.
Параметры и характеристики
𝑙Σ
3
𝑙 (𝑙𝑟) = 𝜆𝑐
1
𝑙 (𝑙𝑟) = 𝜆𝑐
2
1 - номинальный профиль; 2 – профиль волнистости (waviness profiles); 3 –
профиль шероховатости (roughness profile); 𝑙 - базовая длина / отсечка шага (𝜆𝑐 фильтр / cat-off) ; 𝑙Σ - общая длина участка
ПАРАМЕТРЫ ШЕРОХОВАТОСТИ
ГОСТ Р ИСО 4287-2014 (DIN EN ISO 4287) ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ИЗДЕЛИЙ (GPS). Структура поверхности. Профильный метод. Термины,
определения и параметры структуры поверхности
𝑙𝑟
P1
Pm
P2
Pi
𝑙𝑟
𝑅𝑎 = 𝑛1
𝑛
𝑖=1
1
𝑅𝑆𝑚 = 𝑚
𝑅𝑃𝑐 = (
arithmetical mean deviation (среднее арифметическое отклонение профиля)
𝑍𝑖
𝑚
𝑖=1 𝑋𝑠𝑖
𝑚
𝑖=1 𝑃𝑖
mean width of the profile elements (средний шаг неровностей профиля 𝑆𝑚)
)/𝑙𝑟 standardized number of peaks (число пиков профиля 𝑘𝑃 )
Базовая длина (отсечка шага неровностей другого вида). Стандартизованные значения 0,08;
0,25; 0,8; 2,5 и 8,0 мм. Для измерения шероховатости листовой стали рекомендуется 0,8 мм
НОРМЫ ШЕРОХОВАТОСТИ
ЛИСТОВОЙ СТАЛИ
Таблица 3.3
ПО ГОСТ 16523 И ГОСТ 9045
Требования к шероховатости
поверхности группы отделки I
Состояние
поверхности
Глянцевая
Матовая
Шероховатая
Требования к
шерох оватости
Ra  0,6 мкм
Ra = 0,8-1,6 мкм;
Sm  0,2 мм;
тип и направление
неровностей
–
произвольное
Ra > 1,6 мкм
Для черной жести рациональной является
шероховатость Ra=0,40-0,63 мкм.
НОРМЫ ШЕРОХОВАТОСТИ
ЛИСТОВОЙ СТАЛИ
ПО EN 10130:2006
Исполнение Обозна
поверхности чение
Особенно
гладкое
Гладкое
Матовое
Шероховатое
Ra, мкм
(λc= 0,8
мм)
b
 0,4
g
m
r
 0,9
0,6 …. 1,9
>1,6
При измерении шероховатости листового
металла, применяемого в автомобильной
промышленности,
возможны
также
значения предельной длины волны λс=2,5
мм (см. EN 10049). В таком случае
значения
параметров
шероховатости
определяют при запросе и заказе.
УКРУПНЕННЫЙ СОРТАМЕНТ
ГОРЯЧЕКАТАНОЙ СТАЛИ
Широкополосная
сталь
Рулоны
для
переката
Толстые
листы
42%
Рулоны
для
товарной
продукции
28%
Крупные
листы
30%
ПРИМЕРЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
КРУПНОГАБАРИТНЫХ ЛИСТОВ
Трубы большого диаметра
Корпуса судов
Крупногабаритные
детали и конструкции
ПРИМЕРЫ ИЗДЕЛИЙ
ИЗ ШИРОКОПОЛОСНОЙ ГОРЯЧЕКАТАНОЙ
СТАЛИ
ТРАДИЦИОННАЯ СХЕМА
ПРОИЗВОДСТВА
КРУПНОГАБАРИТНЫХ ЛИСТОВ
Сляб
Зачистка
Нагрев
Прокатка
Охлаждение
окончательное
Правка
горячая
Охлаждение
предварительное
Разметка,
резка,
отбор проб
Клеймение,
маркировка
Термообработка
Осмотр,
зачистка,
сортировка
Отгрузка
Правка
холодная
СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА
ШИРОКОПОЛОСНОЙ
ГОРЯЧЕКАТАНОЙ СТАЛИ
СЛЯБ
ЗАЧИСТКА
НАГРЕВ
ЧЕРНОВАЯ
ПРОКАТКА
РЕЗКА
ПОПЕРЕЧНАЯ
РЕЗКА
ПРОДОЛЬНАЯ
СМОТКА
ЛИСТЫ
ЛЕНТЫ
ОТГРУЗКА
ПОЛОСЫ
ПЕРЕДАЧА
ЧИСТОВАЯ
ПРОКАТКА
РАСКАТА
РЕГУЛИРУЕМОЕ
ОХЛАЖДЕНИЕ
СОВРЕМЕННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
К СВОЙСТВАМ МЕТАЛЛА ДЛЯ ТРУБ
БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА И ДРУГИХ
МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ
Н/мм2
σт,
Н/мм2
,
%
KCV-20
Дж/см2
DWTT-20
Х70
637
528
25
362
100
Х80
730
605
20
350
100
Х100
890
735
19
320
100
Х120
945
853
18
318
65
Категория
прочности
σв,
СЛЯБ
СОВРЕМЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА
КРУПНОГАБАРИТНЫХ ЛИСТОВ ДЛЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ
КОНСТРУКЦИЙ
НАГРЕВ
ИНТЕНСИВНОЕ
ОХЛАЖДЕНИЕ
ЗАМЕДЛЕННОЕ
ОХЛАЖДЕНИЕ
ОБРЕЗКА
КРОМОК
УДАЛЕНИЕ
ОКАЛИНЫ
УСКОРЕННОЕ
ОХЛАЖДЕНИЕ
ОСМОТР,
ЗАЧИСТКА
ПОПЕРЕЧНАЯ
РЕЗКА
ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКАЯ
ПРОКАТКА
ПРАВКА
ГОРЯЧАЯ
УЗК
КОНТРОЛЬ
ТЕРМИЧЕСКАЯ
ОБРАБОТКА
ПРАВКА
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ
ВОЗДУШНОЕ
ОХЛАЖДЕНИЕ
ОБРЕЗКА
КОНЦОВ
МАРКИРОВКА
ПРАВКА
ХОЛОДНАЯ
ПРИМЕРНАЯ СТРУКТУРА ПРОИЗВОДСТВА
ПРОКАТА В РОССИИ (2011 г.)
Горячекатаный
5 3
Холоднокатаный
13
Оцинкованный
17
62
С полимерным
покрытием
Жесть
СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА КОНСТРУКЦИОННОЙ
ХОЛОДНОКАТАНОЙ СТАЛИ БЕЗ ПОКРЫТИЯ
ПРИМЕНЕНИЕ ОЦИНКОВАННОЙ
СТАЛИ
СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА
ХОЛОДНОКАТАНОГО
ГОРЯЧЕОЦИНКОВАННОГО ПРОКАТА
ПОДКАТ
СТАЛЬНАЯ ОСНОВА
УДАЛЕНИЕ
ОКАЛИНЫ
ПОДГОТОВКА
ПОЛОСЫ
ТЕРМИЧЕСКАЯ
ОБРАБОТКА
НАНЕСЕНИЕ
ПОКРЫТИЯ
ХОЛОДНАЯ
ПРОКАТКА НА
КОНЕЧНУЮ ТОЛЩИНУ
РЕЗКА
ПОПЕРЕЧНАЯ
ПАССИВАЦИЯ
ПОКРЫТИЯ
ДЕФОРМЦИОННАЯ
ОБРАБОТКА
ОЦИНКОВАННЫЙ ПРОКАТ
ЛИСТЫ
ПОЛОСЫ
СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА ЖЕСТИ
ОДНОКРАТНОЙ ПРОКАТКИ В ОАО «ММК»
Подкат
Удаление
окалины
(ЛПЦ-5)
Прокатка на
стане 1200
Продольная
резка
(ЛПЦ-3)
Электролитическое
лужение
ЭЖК, ЭЖР
Обезжиривание и
очистка
Отжиг
в
колпаковых
печах
Отжиг
в АНО
Поперечная
резка
Горячее
лужение
Дрессировка
Подготовка
полосы
ЧЖК, ЧЖР
Отгрузка
ГЖК, ГЖР
УКРУПНЕННАЯ СТРУКТУРА ПОТРЕБЛЕНИЯ
КОНСТРУКЦИОННОЙ ХОЛОДНОКАТАНОЙ СТАЛИ
Автомобилестроение
~87%
Производство
бытовой техники
~12%
ГОСТ 19904
(геометрические размеры и форма)

ГОСТ 9045, ГОСТ 16523
(технические требования)
Полосы
толщина 0,35-3,0 мм
 ширина 500-2300 мм


Строительство,
гнутые профили,
трубы ~1%
Листы



толщина 0,35-5,0 мм
ширина 500-2300 мм
длина
1000-4500 мм
Автомобильная сталь стальной прокат для
кузовов, колес, подвесок,
топливных баков и пр., т. е.
который перерабатывается
в изделия на
автомобильном или
смежном заводе.
Сталь, входящая в состав
двигателя, узлов
трансмиссии и покупных
изделий (подшипников,
метизов и др.), относится к
машиностроительной.
Прокат для автомобилестроения -11%
1.129 Mt
Листовой прокат для автомобилестроения
Сортовой прокат для автомобилестроения
Прокат конструкционный
Прокат для машиностроения
Прокат транспортный
Прокат для нефте-газового комплекса
Прокат другого назначенияr
СОВРЕМЕННАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ
АВТОМОБИЛЬНОЙ СТАЛИ ПО ПРОЧНОСТИ
ТРАДИЦИОННЫЕ (HSS)
ПРОГРЕССИВНЫЕ (AHSS)
Mild
мягкая углеродистая сталь
DP
двухфазная
IF
повышенной штампуемости
CP
многофазная
IS
изотропная
BH
термоупрочненная
CMn
марганцовистая
HSLA
низколегированная
повышенной прочности
ОБЩЕЕ ПРАВИЛО ОБОЗНАЧЕНИЯ
ХХ ааа/bbb,
ХХ – тип стали;
ааа – минимальный предел текучести
(σт), МПа;
bbb – минимальное временное
сопротивление (σв), МПа
TRIP
трансформируемая повышенной
пластичности
Mart
мартенситная
ГРУППЫ ПРОЧНОСТИ
LSS - низкой прочности
т < 210 МПа
HSS - высокой прочности
т = 210-550 МПа
UHSS - особо высокой прочности
т > 550 МПа
ПРИМЕРНЫЙ ХИМСОСТАВ И СВОЙСТВА
ЗАРУБЕЖНЫХ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ
ПОНИЖЕННОЙ ПРОЧНОСТИ (Mild Steel)
по EN 10130:2006
02,
в,
, %
r
n
270410
>28
-
-
140240
270370
>34
>1,3
-
<0,030
140210
270330
>38
>1,6
> 0,10
<0,025
<0,025
140180
270330
>40
>1,9
> 0,20
<0,020
<0,020
120180
270330
>38
>1,8
> 0,22
Марка
С
Mn
P
S
DC01
CQ
<0,12
<0,60
<0,045
DC03
DQ
<0,10
<0,45
DC04
DDQ
<0,08
DC05
EDDQ
DC06
SDDQ
МПа
МПа
<0,045
140230
<0,035
<0,035
<0,40
<0,030
<0,06
<0,35
<0,02
<0,25
ПОКАЗАТЕЛИ
АНИЗОТРОПИИ И УПРОЧНЕНИЯ
КОЭФФИЦИЕНТ
ПЛАСТИЧЕСКОЙ АНИЗОТРОПИИ
Образец

Направление прокатки
r0  r90  2r45
r
4
1
b ln b0 b1   ln l1 l0  
r  

1
 h ln h0 h1   ln b0 b1  
Для обеспечения высокой штампуемости
рекомендуют
r = 1,4 - 1,8.

В
Т
ПОКАЗАТЕЛЬ
УПРОЧНЕНИЯ
  C n

Чем больше n, тем больше однородная
деформация
перед
разрушением,
тем
равномернее распределены деформации по
детали, тем меньше израсходован запас
пластичности при штамповке и, следовательно,
тем более высокую динамическую прочность
будет иметь деталь при эксплуатации.
Для
стали
с
хорошей
штампуемостью n > 0,23.
СМЫСЛ ОБОЗНАЧЕНИЙ МАРОК ХОЛОДНОКАТАНОГО
ПРОКАТА ПОНИЖЕННОЙ ПРОЧНОСТИ (Mild Steel)
И ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ АНАЛОГИ
 CQ (Commercial Quality) сталь коммерческого качества
(08пс, ВГ)*
 DQ (Drawing Quality) сталь для вытяжки (08пс, СВ)*
 DDQ (Deep Drawing Quality) сталь для глубокой вытяжки (08Ю,
ОСВ)*
 EDDQ (Extra Deep Drawing Quality) сталь для особоглубокой
вытяжки (08Ю, ВОСВ)*
 SDDQ - особонизкоуглеродистые ферритные стали (IF Steel)
 с пониженным содержанием элементов внедрения (С<0,01%,
N2<0,007%), которое обеспечивается при выплавке и разливке
стали в ККЦ, а также микролегированием Ti и Nb
*ГОСТ 9045 «Прокат тонколистовой холоднокатаный из
низкоуглеродистой качественной стали для
холодной штамповки»
ГОСТ 16523
НОРМЫ СВОЙСТВ ХОЛОДНОКАТАНОЙ
СТАЛИ РАЗЛИЧНЫХ КАТЕГОРИЙ
ВЫТЯЖКИ (ГОСТ 16523, ГОСТ 9045)
Категория
вытяжки
в,
МПа
От 0,5 до Св. 1,5 до Св. 2,0 до
Глубина лунки2,
HRB,
1,5 вкл. 2,0 вкл. 3,0 вкл. (не более)
мм
(Не более)
Н
-
(Не менее)
380-5001
26
26
29
-
7,4 – 11,8
380-5001
26
26
29
-
7,2 – 11,9
265-363
28
29
30
-
8,5 – 12,1
СВ
206 255-353
34
38
-
48
8,7 – 12,2
ОСВ
196 255-323
36
40
-
46
9,1 – 12,4
ВОСВ
186 255-323
40
42
-
46
9,3 – 12,6
Г
ВГ
ГОСТ 9045
Т,
МПа
, % при толщине, мм
-
Примечания:
1.В зависимости от группы прочности по ГОСТ 16523.
2.В зависимости от толщины и группы прочности
Глубина лунки (не менее), мм
НОРМЫ ГЛУБИНЫ СФЕРИЧЕСКОЙ
ЛУНКИ ДЛЯ ЛИСТОВОЙ СТАЛИ
РАЗЛИЧНЫХ КАТЕГОРИЙ ВЫТЯЖКИ
13,0
12,5
12,0
11,5
11,0
10,5
10,0
9,5
9,0
8,5
8,0
7,5
7,0
5
6
7
8
4
3
2
1
0,3
0,5
0,7
0,9
1,1
1,3
1,5
Толщина, мм
1,7
1,9
2,1
1 и 2 - Н и Г для групп прочности К310В, К330В, К350В; 3 и 4 – Н и Г для групп
прочности К260В, К270В; 5–ВГ; 6 – СВ; 7 – ОСВ; 8 – ВОСВ.
ЕВРОПЕЙСКИЕ СТАНДАРТЫ НА ЛИСТОВОЙ ПРОКАТ
1. EN10268:2006.Холоднокатаный листовой прокат из стали с
высоким пределом текучести для холодного деформирования.
2. EN 10292:2007 Горячеоцинкованные листы и полосы из стали с
высоким пределом текучести для холодного деформирования
3. EN 10326:2004. Горячеоцинкованные листы и полосы из
конструкционной стали
4. EN 10142:2000. Горячеоцинкованные листы и полосы из
малоуглеродистой стали для холодного деформирования.
5. EN 10336:2007. Горячеоцинкованные и электролитически
оцинкованные листы и полосы из многофазных сталей для
холодного деформирования
6. EN 10338:2015 Горячекатаная и холоднокатаная продукция из
многофазных сталей без покрытия для холодного деформирования
7. EN 10025-2 : 2004 - Изделия горячекатаные из нелегированной
конструкционной стали
8.. EN 10149-2:95 Горячекатаная продукция, изготовленная из сталей с
высоким пределом текучести для холодного деформирования,
прокатанных термомеханическим способом.
IF-СТАЛИ
IF-стали (Interstitial Free steels)
изначально разрабатывались как стали без атомов внедрения. Содержат
сверхнизкое количество углерода (<0,005%), а также микродобавки титана
или/и ниобия, которые способствуют связыванию углерода и азота в карбиды,
нитриды и карбо-нитриды.
Мягкие IF-стали появились в 1975 г. Для них характерны следующие значения
механических свойств: Т=110-220 МПа, В=270 МПа, >30-40%. Применяются
для не требующих высокой прочности деталей автомобилей, получаемых при
существенных вытяжках.
Высокопрочные HS (High Strength) IF-стали разработаны В 90-х гг. прошлого
столетия с целью повышения сопротивления смятию лицевых деталей
автомобилей. Более высокая, чем у мягких IF-сталей, прочность достигается в
готовых изделиях за счет упрочнения как в результате деформации (Work
Hardening, WH–эффект), так и при нагреве (Bake Hardening, BH-эффект).
Эффект упрочнения позволяет сочетать исходно низкий предел текучести (что
необходимо для улучшения штампуемости листов) с существенным
упрочнением, способным предотвратить появление вмятин на внешних
панелях кузова при нормальных условиях эксплуатации
СХЕМА ФОРМИРОВАНИЯ
ВН-ЭФФЕКТА И ЕГО ОЦЕНКИ
ПРИ ИСПЫТАНИИ
НА РАСТЯЖЕНИЕ
Механизм ВН - эффекта основан на том,
что атомы углерода закрепляют подвижные
дислокации в феррите, некоторое количество
которых возникло во время дрессировки
полосы, прошедшей рекристаллизационный
отжиг, а также в процессе вытяжной операции
(штамповки).
Результатом
закрепления
дислокаций является повышение прочностных
свойств стали.
Количество дислокаций в стальной основе
нарастает во время штамповки панели кузова; в
результате увеличения плотности дислокаций
имеет место деформационное упрочнение WH
(Work Hardening - процесс упрочнения) Во время
повышения температуры детали кузова
развивается процесс закрепления дислокаций
непрерывно смещающимися атомами углерода
ВН - эффект зависит в первую очередь от
содержания углерода в твердом растворе
(феррите).
0,2 :
исходный предел
текучести
Упрочнение в результате
сушки
лакокрасочного
покрытия
Деформационное
упрочнение
170оС, 20 мин
ХАРАКТЕРИСТИКА
И ПРИМЕНЕНИЕ
ВЫСОКОПРОЧНОЙ
IF-СТАЛИ
КРЫШКА
БАГАЖНИКА
HC180B
Рекомендации относительно химсостава IF-стали по EN 10268 -2006
ОбознаС
Si
Mn
P
S
Al
Ti
Nb
чение
HC180Y
0,01
0,3
0,7
0,06 0,025 0,01
0,12
HC180B
0,05
0,5
0,7
0,06 0,025 0,015
HC220Y
0,01
0,3
0,9
0,08 0,025 0,01
0,12
HC220B
0,06
0,5
0,7
0,08 0,025 0,015
HC260Y
0,01
0,3
1,6
0,1
0,025 0,01
0,12
HC260B
0,08
0,5
0,7
0,1
0,025 0,015
HC300B
0,10
0,5
0,7
0,12 0,025 0,015
-
ДВЕРЬ
HC260B
БАЛКА БАМПЕРА
HC300B
Нормы механических свойств IF-стали по EN 10268 -2006
BH2
ОбознаRр0,2
Rm
А80, %
r
n
МПа
чение
МПа
МПа
Не менее
HC180Y
180-230 340-400
1,7
0,19
36
HC180B
180-230
300-360
35
34
1,6
0,17
HC220Y
220-270
350-420
-
34
1,6
0,18
HC220B
220-270
320-400
35
32
1,5
0,16
HC260Y
260-320
380-440
-
32
1,4
0,17
HC260B
260-320
360-440
35
29
-
-
HC300B
300-360
400-480
35
26
-
-
HSLA (High-strength Low-Alloy Steel)
Качественная углеродистая сталь, обладающая улучшенным
комплексом служебных свойств за счет микролегирования
Особенности химических композиций HSLA-стали
C
Mn
Si
Cr
P
S
Ni
Cu
V
Ti
Nb
Mo
0,100,26
0,501,65
0,150,90
0,250,90
0,0250,040
0,0350,050
0,250,50
0,0200,050
0,020,15
0,05
(max)
0,020,04
0,0050,010
В целом низкоуглеродистая
сталь типа HSLA упруга, хорошо
сопротивляется
образованию
локальных вмятин и характеризуется высокой вязкостью
разрушения. Однако в связи с
более высоким, чем у обычных
низкоуглеродистых
сталей,
отношением 𝜎𝑇 𝜎𝐵 она обладает меньшей способностью к
поглощению
энергии
при
деформации. Имеет высокие
показатели сопротивления усталостным повреждениям.
НОРМЫ ХИМСОСТАВА И СЛУЖЕБНЫЕ СВОЙСТВА
НЕКОТОРЫХ МАРОК HSLA-СТАЛИ
Марка стали
Cодержание элементов, %
Mn
P
S
Al
Макс.
макс.
макс.
Мин.
0,60
0,030
0,025
0,015
Н260LA
С
макс.
0,12
Si
макс.
0,50
Н300LA
0,11
0,50
1,00
0,030
0,025
Н340LA
0,11
0,50
1,00
0,030
Н380LA
0,11
0,50
1,40
Н420LA
0,11
0,50
1,40
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
 Энергопоглощающие элементы
конструкции: усилители дверей,
рамы, конструктивные элементы
кузова, бамперы
 Детали, работающие на
усталость: диски колес,
лонжероны
Стандарт
Ti
макс.
0,12
Nb
макс.
0,09
0,015
0,15
0,09
0,025
0,015
0,15
0,09
0,030
0,025
0,015
0,15
0,09
0,030
0,025
0,015
0,15
0,09
Марка
стали
HC340LA
EN 10268-06 HC380LA
HC420LA
S315MS
S355MC
S420MS
EN 10149-2
S460MC
S500MC
S550MC
σ02
σB
МПа
МПа
δmin , %
(t<3 / t>3 мм)
Холоднокатаный прокат
340-420 410-510
21
380-480 440-560
19
420-520 470-590
17
Горячекатаный прокат
315 390-510
20 / 24
355 430-550
19 / 23
420 480-620
16 / 19
460 520-670
14 / 17
500 550-700
12 /14
550 600-760
12 / 14
Изгиб
на 180°
1t
1t
1t
1t
1,5t
1,5t
ДВУХФАЗНАЯ СТАЛЬ (DP-Dual Phase steel).
Предназначена для холодного формования с упрочнением.
Микроструктура состоит из мягкой и пластичной ферритной фазы,
которая определяет относительно невысокий предел текучести, и
твердой мартенситной фазы, которая обеспечивает необходимую
прочность. Возможно также наличие бейнитной составляющей и
следов остаточного аустенита
Количественное соотношение фаз выбирают с учетом требований
потребителя к свойствам стали. Для обеспечения наилучшей
формуемости содержание мартенсита ограничивают в пределах от 5 до
15 %, а для достижения максимальной прочности доля мартенситной
фазы может быть повышена до 70%. Таким образом, сталь типа DP, по
сравнению с автомобильными сталями других типов,
позволяет
обеспечивать самый широкий диапазон прочностных характеристик.
Марки стали DP600, DP800 и DP1000 в состоянии поставки
характеризуются следующими соотношениями предела текучести и
временного сопротивления: 350/600, 450/800 и 700/1000 МПа.
Основными преимуществами сталей DP являются высокие
показатели технологической формуемости, способность к поглощению
значительной энергии, высокая циклическая прочность. При
температурах сушки готовых деталей предел текучести двухфазной
стали возрастает на 35-70 МПа, т.е. проявляется отчетливо
выраженный BH-эффект.
ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПРИМЕНЕНИЕ
ДВУХФАЗНЫХ СТАЛЕЙ
Краткое
% по массе
обозначение С
Si Mn
P
S
Alобщ. Сr+Mo Nb+Ti
V
B
а
макс. макс. макс макс. макс.
макс. макс. макс. макс.
стали
.
Стали DP
HCT450X 0,14
2
HCT500X
HCT600X 0,17
2,2
0,8
0,08 0,02 <= 2,00
1
0,15
0,2 0,005
HDT580X
HCT780X 0,18
2,5
HCT980X 0,23
а
Н - плоский прокат из высокопрочных сталей для холодного деформирования; С
– холоднокатаный прокат; D – горячекатаный прокат; T(n)nnn – минимальное
значение (округленное) предела прочности при растяжении R m в МПа. Последний
знак в кратком обозначении стали Х – двухфазная сталь.
Марка
стали
Условный Временное Относительное Показатель
Показатель
предел сопротивле удлинение при деформационн упрочнения
текучести ние разрыву разрыве А80, %
ого
при нагреве
а
Rp0,2,
мин.
упрочнения,
Rm, Мпа
BH2, Мпаа,
а
n10-UE мин.
МПа
мин.
мин.
HCT450X 260 – 340
HCT500X 300 – 380
HDT580X 330 – 460
HCT600X 340 – 420
HCT780X 450 – 560
HCT980X 600 – 750
a
1 МПа = 1 Н/мм2
450
500
580
600
780
980
Стали DP
27
23
19
20
14
10
0,16
0,15
0,13
0,14
-
30
30
30
30
30
30
СООТНОШЕНИЕ ЗАТРАТ
НА ПРОИЗВОДСТВО РАЗЛИЧНЫХ
ЛИСТОВ ДЛЯ АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИЯ
Горячекатаная сталь
0,8
Холоднокатаная сталь
1,0
Сталь с ВН-эффектом
1,10
Сталь горячего цинкования
1,12
Сталь типа HSLA
1,15
Алюминированная сталь
1,21
Сталь электрооцинкованная
1,35
Двухфазная сталь
1,40
Мартенситная сталь
1,50
Ферритная нержавеющая сталь
2,6
Мартенситная нержавеющая
2,8
Алюминиевый лист
4,8
ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ПРОИЗВОДСТВА
СТАЛЬНОГО ПРОКАТА
В период 2011-2014 г. ежегодно выпускалось от 57,4 до 58,8 млн. т проката, а в
перспективе до 2030 г. объем производства должен увеличиться до
71,7 - 77,7 млн. т . При этом прогнозируется рост доли листового проката
от 43,7% в 2014 г. до 46,9-53,4% в 2030 г.
ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ
ПРОИЗВОДСТВА СТАЛЬНОГО
ПРОКАТА
Интересной является тенденция, состоящая в
том, что при увеличении доли проката с
покрытием относительно общего выпуска
листового проката доля холоднокатаного
металла, потребляемого при этом будет
снижаться.
ПРОГНОЗ ОТРЕБЛЕНИЯ ХОЛОДНОКАТАНОГО
ПРОКАТА ИЗ СТАЛИ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ
В АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИИ РФ
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Салганик В.М., Румянцев М.И. Технология производства листовой стали:
Учебное пособие. – Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ им. Г.И. Носова», 2007.
- 320 с.
2. Румянцев М.И., Локотунина Н.М., Моллер А.Б. Обработка металлов
давлением и характеристики качества продукции: Учебное пособие. –
Магнитогорск: ФГБОУ ВПО «МГТУ им. Г.И. Носова», 2013. – 270 с.
3. Беняковский М.А. Масленников В.А. Автомобильная сталь и тонкий лист:
Череповец. Издательский Дом 'Череповец", 2007. - 636 с
4. Advanced High Strength Steel (AHSS) Application Guidelines: Prepared by
International Iron & Steel Institute. Committee on Automotive Applications. 2006.
Online at www.worldautosteel.org
5. Advanced High-Strength Steels Application Guidelines. World Auto Steel. 2014.
Скачать