Поковка квадратная

Что такое поковка квадратная и прямоугольная

Поковка квадратная — это стальная заготовка квадратного сечения, полученная методом горячей ковки стального литья. Поковка прямоугольная — заготовка прямоугольного сечения, изготовленная аналогичным способом. По своей структуре и геометрической форме оба вида являются стальным полнотелым квадратом или прямоугольником, произведённым методом горячей пластической деформации.

95% квадратной и прямоугольной поковки получают методом ковки стального литья. В печах подготавливают материал будущей поковки, наполняя сталь необходимыми легирующими компонентами. Из полученной стали отливают заготовку, дают ей остыть для закрепления формы, затем вновь нагревают до температуры 850–1200 °C — точная температура зависит от марки стали. Разогретые заготовки подают на производственный кузнечный пресс и проковывают сталь до необходимых размеров, на выходе получая квадратную, прямоугольную либо круглую поковку.

Метод производства, размеры изделия и механические свойства — основные отличия квадратных поковок от горячекатаного стального проката. Возможности прокатных станов по производству горячекатаного квадрата ограничены размером сечения около 200–250 мм. Ковка позволяет получать квадратные и прямоугольные заготовки значительно больших сечений — от 200×200 мм до 600×600 мм и более.

Квадратное и прямоугольное сечение обеспечивает дополнительные рёбра жёсткости — четыре угла, благодаря чему прочность квадратных и прямоугольных поковок при равной массе выше, чем у круглых аналогов. Поэтому квадратные поковки чаще применяют как готовые строительные, монтажные, армирующие и архитектурные элементы, а также как заготовки для деталей, к которым предъявляются повышенные требования к прочности и устойчивости к знакопеременным нагрузкам.

ГОСТ 8479-70 — основной стандарт на поковку квадратную и прямоугольную

Главный нормативный документ, регламентирующий производство и поставку квадратных и прямоугольных поковок, — ГОСТ 8479-70 «Поковки из конструкционной углеродистой и легированной стали. Общие технические условия». Стандарт распространяется на поковки общего назначения диаметром (толщиной) до 800 мм из конструкционной углеродистой, низколегированной и легированной стали, изготовляемые ковкой и горячей штамповкой.

ГОСТ 8479-70 определяет:

• требования к материалам и химическому составу стали;
• механические свойства — предел текучести, временное сопротивление, относительное удлинение и сужение, ударную вязкость, твёрдость;
• группы поковок по видам испытаний и объёму контроля;
• категории прочности (от КП 175 до КП 785);
• качество поверхности и допустимые дефекты;
• правила приёмки, маркировки, упаковки и транспортировки.

Примеры условных обозначений

По ГОСТ 8479-70 приняты следующие примеры обозначений поковок:

• Гр. I ГОСТ 8479-70 — поковка группы I (без испытаний);
• Гр. II (III) НВ 143–179 ГОСТ 8479-70 — поковка группы II (III) с твёрдостью по Бринеллю;
• Гр. IV (V) КП 490 ГОСТ 8479-70 — поковка группы IV (V) с категорией прочности КП 490;
• Гр. IV–КП 490–σв≥655σв​≥655–δ5≥14δ5​≥14–KCU $\ge 64$ ГОСТ 8479-70 — поковка группы IV с конкретными требованиями по механическим свойствам.

Группы поковок по ГОСТ 8479-70

Качество и объём контроля квадратных и прямоугольных поковок определяются пятью группами:

Группа I — поковки, к которым не предъявляются высокие требования по механическим свойствам. Группа V — поковки особо ответственного назначения, испытываемые поштучно. Выбор группы производится потребителем и указывается в технических требованиях на чертеже детали.

По требованию потребителя сдача поковок может производиться с дополнительными видами испытаний, не предусмотренными стандартом: проверка на флокены, проба по Бауману, ультразвуковой контроль, определение величины остаточных напряжений, макро- и микроанализ структуры стали, определение величины зерна и другие.

Категории прочности поковок

По механическим свойствам поковки, поставляемые после окончательной термической обработки, разделяются на категории прочности: КП 175, КП 195, КП 215, КП 245, КП 275, КП 315, КП 345, КП 395, КП 440, КП 490, КП 540, КП 590, КП 640, КП 685, КП 735, КП 785. Цифра обозначает предел текучести в МПа. Для каждой категории стандартом установлены нормы временного сопротивления, относительного удлинения, сужения, ударной вязкости и твёрдости по Бринеллю в зависимости от толщины (диаметра) поковки.

Масса поковок квадратных и прямоугольных

Масса поковки — важный параметр, влияющий на выбор оборудования, стоимость и логистику. По ГОСТ 8479-70 масса поковок, определяемая по ГОСТ 7062-90 (для поковок, изготовляемых ковкой на прессах) или по нормативно-технической документации, не должна превышать расчётной массы, определённой по наибольшим размерам поковки с учётом плюсового отклонения для наружных размеров и минусового — для внутренних.

Объём и массу поковок определяют расчётом по номинальным размерам с учётом напусков на скосах, торцах, сферах и других элементах. Для ориентировочного расчёта массы одного погонного метра квадратной поковки используется формула:

где $A$ — сторона квадрата в метрах, $\rho =7850$ кг/м³ — плотность стали.

Например, масса 1 метра поковки квадратного сечения 200×200 мм составляет около 314 кг, 300×300 мм — около 707 кг, 400×400 мм — около 1256 кг, 500×500 мм — около 1963 кг.

При проектировании деталей из поковки рекомендуется закладывать припуск на чистовой размер заготовки от 20 мм по отношению к чистовому размеру детали. Предоставление чистовых размеров заготовки позволяет избежать переплаты за излишний припуск металла и брака деталей при механической обработке из-за недостаточного припуска.

Другие стандарты, регулирующие поковку квадратную и прямоугольную

• ГОСТ 7829-70 «Поковки из углеродистой и легированной стали, изготовляемые ковкой на молотах. Припуски и допуски» — регламентирует припуски и предельные отклонения для гладких поковок круглого, квадратного и прямоугольного сечения длиной до 6000 мм, массой до 800 кг;
• ГОСТ 7062-90 «Поковки из углеродистой и легированной стали, изготовляемые ковкой на прессах. Припуски и допуски» — устанавливает припуски и допуски для крупных поковок массой до 130 т;
• ГОСТ 1133-71 «Сталь кованая круглая и квадратная. Сортамент» — сортамент кованой стали квадратного сечения от 40 до 200 мм;
• ГОСТ 4543-2016 «Сталь легированная конструкционная. Технические условия» — требования к легированным конструкционным сталям;
• ГОСТ 1050-2013 «Сталь углеродистая качественная конструкционная» — требования к углеродистым качественным сталям;
• ГОСТ 25054-81 — поковки из коррозионно-стойкой стали;
• ГОСТ 24507-80 «Контроль неразрушающий. Поковки из чёрных и цветных металлов. Методы ультразвуковой дефектоскопии» — регламентирует методы УЗК поковок.

Марки стали для поковки квадратной и прямоугольной

Для производства квадратных и прямоугольных поковок используются различные марки стали в зависимости от требуемых технических характеристик готового изделия:

• Углеродистые стали (Ст3, 20, 35, 45, 50, 65Г) — для деталей общего назначения, валов, осей, фланцев, плит, блоков, крепежа;
• Легированные конструкционные (40Х, 40ХН, 40ХН2МА, 30ХГСА, 34ХН1М, 38ХН3МА, 20Х, 18ХГТ, 20ХН3А, 38Х2МЮА) — для ответственных деталей трансмиссий, валов, шестерён, роторов, корпусных деталей;
• Низколегированные (09Г2С, 10ХСНД, 17Г1С) — для сосудов под давлением, сварных конструкций, оборудования, работающего при низких температурах до $-70$ °C;
• Коррозионно-стойкие (12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т, 20Х13, 14Х17Н2, 40Х13) — для химического и пищевого оборудования;
• Инструментальные (У8А, 9ХС, ХВГ, Х12МФ, 5ХНМ, 4Х5МФС, 3Х2В8Ф, 4Х5В2ФС, 9Х2МФ) — для штампов, пресс-форм, режущего и мерительного инструмента;
• Жаропрочные и спецсплавы (15Х5М, 30ХМА, 10Х2М1А, 20Х23Н18) — для деталей, работающих при повышенных температурах и в агрессивных средах.

Сталь 45 — наиболее ходовая марка для квадратных поковок общего назначения. Она обеспечивает предел текучести от 355 МПа и временное сопротивление от 600 МПа после нормализации, хорошо обрабатывается резанием и доступна в широком диапазоне размеров.

Производство поковки квадратной и прямоугольной

Производственный процесс квадратных и прямоугольных поковок включает несколько этапов:

1. Подготовка заготовки — отливка стального слитка или нарезка проката на исходные мерные заготовки;
2. Нагрев — заготовка нагревается до температуры пластичного состояния (850–1250 °C в зависимости от марки стали);
3. Деформация — нагретый металл подвергается ковке на прессах или молотах, в результате чего формируется квадратное или прямоугольное сечение;
4. Термообработка — нормализация, закалка, отпуск для достижения требуемых механических свойств;
5. Контроль качества — визуальный осмотр, замер твёрдости, ультразвуковой контроль.

Ковка может производиться на пневматических молотах (для поковок до 20 кг), паровоздушных молотах (20–350 кг) и гидравлических прессах (для крупных поковок свыше 800 кг). Массивные и крупногабаритные квадратные поковки сечением свыше 300×300 мм изготавливаются преимущественно ковкой на прессах.

При штамповке (горячая объёмная штамповка) металл деформируется в штампах определённой формы. Это позволяет создавать заготовки с точными размерами и однородной структурой, снижает расход материала и себестоимость при серийном производстве.

Ультразвуковой контроль (УЗК) поковок квадратных и прямоугольных

УЗК — неразрушающий метод диагностики, позволяющий выявлять внутренние дефекты металла без разрушения заготовки: трещины, раковины, закаты, флокены, расслоения, неметаллические включения.

УЗК поковок регламентируется ГОСТ 24507-80. Стандарт распространяется на поковки толщиной от 10 мм и более. Квадратные и прямоугольные поковки прозвучиваются прямым преобразователем с торцевой и боковой поверхности, а также наклонным преобразователем с боковой поверхности.

По результатам УЗК поковки классифицируются на группы качества: 1, 2, 3, 2п, 3п, 4п, 4L. В поковках групп 1, 2 и 3 не допускается ни один протяжённый дефект. В поковках групп 2п, 3п и 4п допускаются мелкие непротяжённые дефекты. Наиболее распространённый метод на практике — контроль по гр. 4п (4n), который проводится по зачищенным бороздкам поковки и является менее трудозатратным. Также производитель может поставить отметку УЗК по SEP — это означает соответствие поковки требованиям европейских стандартов.

УЗК обязателен для поковок, применяемых в оборудовании, работающем под избыточным давлением, в атомной отрасли, судостроении и других ответственных областях.

Области применения поковки квадратной и прямоугольной

Квадратные и прямоугольные поковки широко применяются в отраслях, где критичны прочность, износостойкость и устойчивость к механическим нагрузкам:

• Машиностроение и станкостроение — плиты, блоки, корпусные детали, направляющие, траверсы, валы, шестерни, крестовины, шатуны, муфты;
• Энергетика — детали турбин, генераторов, роторы, диски, фланцы высокого давления;
• Нефтегазовая отрасль — фланцы, корпуса задвижек и клапанов, оборудование для буровых установок, обечайки, патрубки;
• Металлургия — валки прокатных станов, бойки, штампы, опорные элементы;
• Судостроение — гребные валы, промежуточные валы, детали корпуса;
• Строительство и мостостроение — несущие конструкции, опоры, анкеры, крепёж, скобы, монтажные элементы;
• Химическая промышленность — корпуса реакторов, крышки аппаратов, фланцы;
• Транспортное машиностроение — полуоси, ступицы, рамы, каркасы;
• Инструментальное производство — заготовки для штампов, пресс-форм, режущего и мерительного инструмента;
• Авиакосмическая и оборонная промышленность — силовые элементы конструкций, детали спецтехники.

Квадратные и прямоугольные поковки служат как готовые самостоятельные детали металлоконструкций, но чаще используются как заготовки для последующей механической обработки — фрезерования, расточки, точения — и создания конечных изделий.

Преимущества квадратных и прямоугольных поковок перед прокатом и литьём

• Повышенная прочность и ударная вязкость — ковка уплотняет металл, измельчает зерно и устраняет внутренние дефекты литья (усадочную пористость, газовые раковины, трещины);
• Отсутствие внутренних пустот и неоднородностей — структура металла однородная по всему сечению;
• Повышенная износостойкость и сопротивление усталости — волокна металла вытягиваются вдоль направления деформации;
• Рёбра жёсткости — четыре угла квадратного и прямоугольного сечения обеспечивают дополнительную жёсткость по сравнению с круглыми аналогами при равной массе;
• Возможность изготовления крупных сечений — недоступных для прокатных станов;
• Хорошая обрабатываемость резанием — после ковки и термообработки металл оптимально подходит для фрезеровки, расточки и точения.

Поставка поковки квадратной и прямоугольной от Торгового дома УЗМ

Торговый дом УЗМ — ведущий поставщик поковки квадратной и прямоугольной на Уральском рынке, предлагающий комплексные решения в сфере поставок стальных поковок и заготовок из них. Компания напрямую сотрудничает с ведущими производителями поковок Уральского региона, что позволяет формировать одно из лучших ценовых предложений на рынке.

В линейку поставок ТД УЗМ входят:

• Поковки квадратные — квадратное сечение;
• Поковки прямоугольные — прямоугольное сечение;
• Поковки круглые — круглое сечение;
• Поковки с внутренним диаметром (раскатные кольца);
• Заготовки из стальных кругов и поковок с резкой в размер.

Марки сталей в ассортименте ТД УЗМ

Из наличия и под заказ поставляется поковка квадратная и прямоугольная из следующих марок стали:

• Конструкционные углеродистые: сталь 20, сталь 35, сталь 45, сталь 65Г, Ст3;
• Легированные конструкционные: 40Х, 40ХН, 40ХН2МА, 34ХН1М, 30ХГСА, 30ХМА, 18ХГТ, 38ХН3МА, 20Х, 20ХН3А, 38Х2МЮА;
• Низколегированные: 09Г2С, 10ХСНД, 17Г1С;
• Инструментальные: 5ХНМ, 4Х5В2ФС, 4Х5МФС, 3Х2В8Ф, 9ХС, ХВГ, Х12МФ, У8А, 9Х2МФ;
• Коррозионно-стойкие: 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т, 20Х13, 14Х17Н2.

Группы поковок и УЗК-контроль

Поковки, поставляемые ТД УЗМ, соответствуют самым ходовым группам качества II и IV по ГОСТ 8479-70. Каждая партия имеет отметки о группе качества и о прохождении УЗК-контроля по SEP либо по ГОСТ 24507-80 (метод испытания по гр. 4п / 4n). Все поковки имеют необходимые сертификаты качества, предоставленные заводом-изготовителем.

Группы поковок I, III, V с различными методами испытаний и УЗК-контролем поставляются исключительно под заказ.

Резка поковки квадратной и прямоугольной в размер

Одно из ключевых преимуществ ТД УЗМ — резка поковок и стального круга по размеру заказчика. Ленточнопильные станки компании позволяют резать заготовки диаметром (сечением) от 100 до 1300 мм.

При заказе заготовок из поковки рекомендуется указывать чистовые размеры детали — это позволяет рассчитать оптимальный припуск и избежать переплаты за излишний металл, а также брака при механической обработке из-за недостаточного припуска. Рекомендуемый припуск на чистовой размер заготовки — от 20 мм по отношению к чистовому размеру детали.

Дополнительные услуги

ТД УЗМ предлагает полный спектр услуг по подготовке квадратных и прямоугольных поковок к использованию:

• проточка и фрезеровка поверхностей на собственном оборудовании;
• дополнительные испытания поковки — замер твёрдости, контроль структуры;
• изготовление поковки по индивидуальным чертежам — с учётом типоразмеров и марок стали;
• расчёт стоимости поковки с учётом всех необходимых припусков по ГОСТ 8479-70;
• доставка заготовок во все регионы России транспортными компаниями.

Сроки поставки

• Из наличия — популярные типоразмеры на складе в Екатеринбурге, отгрузка в кратчайшие сроки;
• Под заказ — изготовление и поставка в течение нескольких дней;
• Поковки по индивидуальным чертежам — производство в соответствии с требованиями заказчика, включая специальные марки стали и нестандартные размеры.

Сертификаты и качество

Все поковки полностью соответствуют принятым техническим стандартам ГОСТ. На каждую партию предоставляется сертификат качества с указанием марки стали, химического состава, механических свойств, результатов УЗК-контроля и других данных, подтверждающих качество материала.

Преимущества поставки поковки квадратной и прямоугольной от ТД УЗМ

• Прямые поставки от ведущих производителей Уральского региона — без посредников, по ценам производителя;
• Широкий ассортимент квадратных и прямоугольных поковок из более чем 20 марок стали;
• Резка в размер на собственном ленточнопильном оборудовании сечением до 1300 мм;
• Минимальный припуск — расчёт оптимального расхода металла для выгодной цены заготовки;
• Гарантированное качество — полный пакет сертификатов, обязательный УЗК-контроль по ГОСТ 24507-80 или SEP;
• Группы II и IV из наличия, группы I, III, V — под заказ с любыми методами испытаний;
• Оперативность — отгрузка из наличия в кратчайшие сроки, изготовление под заказ за несколько дней;
• Доставка по всей России — транспортными компаниями в любую точку РФ;
• Индивидуальный подход — возможность изготовления по чертежам заказчика с любыми марками стали и типоразмерами;
• Профессиональная поддержка на всех этапах — от подбора оптимальной поковки под технические требования до сопровождения заказа.

Как заказать поковку квадратную или прямоугольную

Для оформления заказа на поставку квадратной или прямоугольной поковки достаточно связаться с отделом продаж ТД УЗМ. При обращении рекомендуется указать:

1. Марку стали или требования к материалу;
2. Группу поковки по ГОСТ 8479-70 (I–V) и требования по УЗК;
3. Размеры сечения — сторону квадрата или стороны прямоугольника;
4. Размеры заготовки — длину после резки в размер или чертёж детали;
5. Чистовые размеры детали — для расчёта оптимального припуска;
6. Необходимость дополнительных услуг — проточка, термообработка, испытания;
7. Объём партии и сроки поставки.

Специалисты компании произведут расчёт стоимости поковки квадратной или прямоугольной с учётом всех необходимых припусков в соответствии с требованиями ГОСТ 8479-70 и организуют доставку материалов до вашего производства.

Торговый дом УЗМ — ваш надёжный партнёр в сфере поставок поковки квадратной и прямоугольной. Прямые поставки от производителей Уральского региона, более 20 марок стали, резка в размер сечением до 1300 мм, обязательный УЗК-контроль, изготовление по чертежам и оперативная доставка по всей России.