Глава XIX

ПРОКАТКА

§ 111. Сущность процесса

Прокатка представляет собой процесс обработки металлов давлением, производимый путем пропуска металла в зазор между вращающимися вал­ками, меньший, чем толщина обрабатываемой заготовки. Сдавливая металл, валки вследствие трения, возникающего между их поверхностями и метал­лом, одновременно осуществляют движение подачи. Таким образом, дефор­мации будут последовательно подвергаться все участки заготовки, пока вся заготовка не пройдет между валками (см. фиг. 103, а).

В процессе прокатки имеет место уменьшение толщины заготовки (об­жатие) при одновременном увеличении ее длины (вытяжка) и ширины (уширение). Площадь поперечного сечения заготовки в результате прокатки всегда уменьшается.

Отношение последующей длины I к первоначальной 1₀ называется вытяж­кой таким образом,

где F₀ — площадь поперечного сечения исходной заготовки;

F —площадь после пропуска через валки.

Прокатка имеет огромное значение в народном хозяйстве. Достаточно сказать, что не менее 75% всей выплавляемой стали подвергают прокатке. Кроме того, прокатывают* и большое количество выплавляемого цветного металла.

Прокатное производство зародилось в конце XVIII в. и, непрерывно развиваясь, достигло в настоящее время высокой степени совершенства в результате трудов многочисленного коллектива инженеров и ученых. Особенно резкий подъем прокатного производства произошел за годы совет­ских пятилеток.

Советские инженеры и ученые создали новые теории процесса прокатки и оборудование для него, облегчившие развитие практики прокатки.

Область применения прокатанного металла огромна. Прокатанный металл используют непосредственно в конструкциях (металлические конструк­ции — мосты, фермы, клепаные и сварные детали, станины машин, железо­бетонные конструкции и многое другое); он же является заготовкой для изго­товления деталей в механических цехах, а также заготовкой для последующей ковки и штамповки.

§ 112. Сортамент проката

Форма поперечного сечения прокатанного изделия называется его про­филем. Совокупность различных профилей разных размеров, получаемая прокаткой, называется сортаментом.

Сортамент прокатываемых изделий отличается чрезвычайным разнообра­зием.

Можно в общих чертах наметить следующие основные группы стального проката: сортовой, листовой, трубы, специальные виды и периодический.

Профили сортового проката разделяются на две группы;

1. профили простой геометрической формы (квадрат, круг, шестигранник, прямоугольник, полоса);

2. фасонные профили, которые в свою очередь можно подразделить на фасонные профили общего назначения и профили специального назначения (фиг. 116) Листовой прокат бывает двух основных видов: листовая сталь толстая и листовая сталь тонкая.

Листовая сталь толстая имеет ширину 600—3000 мм и выше, при толщине 4—60 мм, а в особых случаях (судовая броня и др.) до 450 мм и выше.

Листовая сталь тонкая имеет толщину 0,2—4,0 мм. Тонколистовая сталь весьма разнообразна. К ней относится, в частности, оцинкованная сталь, жесть белая (покрытая оловом), жесть черная полированная, сталь дека­пированная (т. е. отожженная и протравленная для удаления окалины). Разновидностью тонколистовой стали является стальная лента.

Трубы стальные в основном разделяются на бесшовные с наружным диаметром 5—426 мм при толщине стенок 0,5—40 мм и трубы сварные с на­ружным диаметром до 720 мм при толщине стенок до 14 мм. Кроме того, стальные трубы разделяются на многочисленные виды по их назначению (общего назначения, котельные, паропроводные, газовые, крекинговые, бурильные и многие другие).

В качестве примеров специальных видов проката можно указать бандажи, колеса, зубчатые колеса.

Периодический прокат получает распространение как фасон­ная, заготовка для последующей штамповки, а также в некоторых случаях как заготовка под окончательную механическую обработку. Сущность периодического проката заключается в том, что поперечное сечение его не является одинаковым по форме и площади, а периодически изменяется (фиг. 117).

Выше было дано понятие о разнообразных видах стального проката. Следует, однако, иметь в виду, что аналогичные виды проката изготовляют также из цветных металлов

Фиг. 116. Некоторые виды профилей проката:

/ — блюм; 2 — квадратная сталь с закругленными углами; 3— квадратная сталь; 4— круглая сталь; 5 –г-

поло­совая сталь; 6 — треугольная сталь; 7 — овальная сталь; 8— полукруглая сталь; 9 — сегментная сталь;

10 ~- ромбовидная сталь; // — неравнобокая угловая сталь; 12 — равнобокая угловая сталь; 13 — швеллер;

14— двутавровая балка; 15— тавровая сталь; 16— рельс; 17 — зетовая сталь; 18 — колонная (квадратная)

сталь; 19—34 — специальные стали; 19—21, 24 и 25 — для сельхозмашиностроения; 22 и 23 — для

строительства; 29. 31. 32 м 34 — для автотракторостроения; 33 — для деталей швейных машин; 27 — для

подковных гвоздей; ?<§ — для подковных шипов; 26 — желобчатая для рессор

Прокатку стали обычно осуществляют после предварительного нагрева ее До температур, указанных в табл. 5 (горячая прокатка). Однако горяче­катаный металл часто подвергают последующей холодной прокатке для улучшения качества поверхности и повышения точности размеров (холодно­катаные листы и лента), а также для получения таких размеров, которые

вообще нельзя получить горячей прокаткой(тонкие листы).

Фиг.117,Примеры периодического проката.

В результате горячей прокатки исход­ный литой металл получает резко выражен­ную полосчатую (волокнистую) макрострук­туру и . неоднородность механических ка­честв в продольном и поперечном направле­ниях, что необходимо учитывать конструк­тору при использовании прокатанного материала для тех или иных деталей и изделий. После холодной прокатки металл получает упрочнение (наклеп). Прокатку круглых, квадратных, шестигранных и многих других профи­лей осуществляют с обычной и с повышенной точностью. При обычной точно­сти допускаемое отклонение составляет для мелких размеров профилей (до диаметра 25 мм) ±0,5 мм, для крупных (диаметром 160—200 мм) ±2,5 мм. При повышенной точности соответствующие цифры будут ±0,25 и ±1,7 мм (последняя цифра — для диаметров 130—150 мм).