Пруток стальной: сортамент, механические свойства и области применения
Пруток стальной представляет собой сортовой прокат сплошного сечения, выпускаемый в виде мерных или немерных отрезков. Основные геометрические параметры диаметр (для круглого профиля) или сторона квадрата/ширина шестигранника. В зависимости от способа производства различают горячекатаный и калиброванный пруток. Горячекатаный прокат изготавливают по ГОСТ 2590 (круглый), ГОСТ 2591 (квадратный) и ГОСТ 2879 (шестигранный). Калиброванный пруток, получаемый холодным волочением или обточкой, имеет более высокий класс точности h9h11 по ГОСТ 7417.
Механические характеристики прутка определяются маркой стали. Для конструкционных углеродистых марок (Ст3, Ст5) предел текучести составляет от 245 до 285 МПа, временное сопротивление от 370 до 520 МПа. Легированные марки (40Х, 30ХГСА) обеспечивают предел текучести от 600 до 900 МПа при соответствующей термообработке. Твёрдость по Бринеллю для горячекатаного прутка из стали 45 составляет от 170 до 217 HB, после закалки и отпуска до 269 HB.
Сортамент и допуски
Диаметры круглого горячекатаного прутка варьируются от 5 до 270 мм. Предельные отклонения по диаметру для обычной точности (класс В) составляют от 0,3 мм для малых диаметров до 2,5 мм для диаметров свыше 180 мм. Для калиброванного прутка допуски уже: от 0,025 мм для диаметров до 3 мм до 0,10 мм для диаметров от 30 до 50 мм. Кривизна прутка не должна превышать 0,5% от длины для горячекатаного и 0,2% для калиброванного проката.
Основные виды профилей:
- Круглый наиболее распространённый тип, используется в машиностроении, строительстве, производстве крепежа.
- Квадратный применяется для изготовления штампов, инструмента, элементов металлоконструкций.
- Шестигранный предназначен для производства гаек, болтов, шпилек, а также деталей, требующих фиксации от проворота.
Химический состав и марки стали
Химический состав регламентируется ГОСТ 1050 (углеродистые качественные) и ГОСТ 4543 (легированные). Содержание углерода в конструкционных сталях от 0,06% (сталь 08кп) до 0,65% (сталь 65). Легирующие элементы (хром, никель, молибден, ванадий) вводятся для повышения прокаливаемости, прочности и износостойкости. Например, сталь 40Х содержит от 0,8 до 1,1% хрома, что обеспечивает твёрдость после закалки до 50 HRC.
| Марка стали | Содержание C, % | Предел текучести, МПа | Временное сопротивление, МПа | Твёрдость HB (горячекатаный) |
|---|---|---|---|---|
| Ст3сп | от 0,14 до 0,22 | от 245 до 275 | от 370 до 490 | от 131 до 163 |
| Сталь 45 | от 0,42 до 0,50 | от 355 до 375 | от 600 до 700 | от 170 до 217 |
| 40Х | от 0,36 до 0,44 | от 600 до 800 | от 800 до 1000 | от 217 до 269 |
Применение в промышленности
Пруток стальной используется в следующих отраслях и узлах:
- Машиностроение валы, оси, шестерни, шпиндели, штоки гидроцилиндров.
- Строительство арматурные каркасы, анкерные болты, закладные детали, элементы металлоконструкций.
- Нефтегазовое оборудование насосные штанги, клапаны, фланцы, детали буровых установок.
- Производство крепежа болты, гайки, шпильки, винты классов прочности от 4.6 до 12.9.
- Инструментальное производство пуансоны, матрицы, штампы, калибры.
Для работы в условиях низких температур (до 60 C) применяются прутки из сталей 09Г2С, 10Г2ФБ, 15ХСНД, обеспечивающих ударную вязкость KCV не менее 34 Дж/см при 40 C. Для агрессивных сред (кислоты, щёлочи, морская вода) используются коррозионно-стойкие марки 12Х18Н10Т, 08Х17Т, 10Х17Н13М2Т.
Вопросы и ответы
Какие допуски по диаметру у горячекатаного прутка?
Для горячекатаного прутка обычной точности (класс В) предельные отклонения составляют от 0,3 мм для диаметров до 10 мм до 2,5 мм для диаметров свыше 180 мм. Для повышенной точности (класс А) допуски уже в 1,52 раза.
Чем отличается калиброванный пруток от горячекатаного?
Калиброванный пруток изготавливается холодным волочением или обточкой, что обеспечивает более высокую точность размеров (h9h11) и меньшую шероховатость поверхности (Ra от 0,8 до 3,2 мкм). Горячекатаный пруток имеет допуски h12h16 и окалину на поверхности.
Какие марки стали подходят для изготовления валов?
Для валов общего назначения применяют стали 45, 40Х, 30ХГСА. Для высоконагруженных валов (редукторы, турбины) используют легированные стали 20ХН3А, 38Х2МЮА с последующей закалкой и отпуском.
Как маркируется пруток стальной?
Маркировка наносится на бирку или непосредственно на пруток (для диаметров от 30 мм) и содержит: марку стали, номер плавки, диаметр, длину, товарный знак производителя. Для ответственных деталей требуется сертификат качества с указанием химического состава и механических свойств.