Как человек, глубоко вовлеченный в отрасль производства металлоконструкций, я понял, что понимание листовой металл Сталь имеет решающее значение для любого проекта. В этой статье я рассмотрю различные типы и характеристики стали. листовая сталь, а также теоретические расчёты массы, необходимые для точного планирования проекта. Разбирая эти концепции, я стремлюсь предоставить вам знания, необходимые для выбора правильных материалов и обеспечения эффективности и результативности ваших проектов. Давайте углубимся в детали, чтобы улучшить ваше понимание этого важнейшего компонента металлообработки.

Существует много типов стали, используемых для обработка листового металла и множество разновидностей используемых марок стали. Для обозначения марки и спецификации металлического материала на него обычно наносят определённую маркировку, к числу наиболее распространённых способов маркировки относятся окрашивание, печать и навешивание. Цветовая маркировка на металлических материалах используется для обозначения типа и номера стали и наносится на торец материала или на внешнюю сторону. Сталь, поставляемая в пачках, должна быть окрашена на торец того же конца, а рулоны – на внешнюю сторону объёма. Конкретные методы окраски подробно описаны в соответствующих стандартах и могут использоваться для идентификации стальных материалов по их цветовому коду. В таблице ниже приведены цветовые маркировки для распространённых марок стали. 

Тип стальной трубы	Окрашивающие метки	Тип стальной трубы	Окрашивающие метки
05~15	Белый	Марганцевая сталь	Желтый + Синий
20~25	Коричневый + Зеленый	Кремний-марганцевая сталь	Красный + Черный
20~25	Коричневый + Зеленый	Хромированная сталь	Синий + Желтый
45~85	Белый + Коричневый	W12Cr4V4Mo	Один коричневый + один желтый
15Mn~40Mn	Двое в белом	W18Cr4V	Один коричневый + один синий
15Mn~40Mn	Двое в бело-зеленом	W9Cr4V2	Двое в коричневом

В процессе производства листового металла недостаточно просто указать номер стали. Поскольку сталь, используемая в производстве, поставляется сталелитейными заводами в соответствии с определёнными размерными спецификациями, необходимо разумно выбирать марку стали и её характеристики, чтобы повысить качество продукции и оптимизировать её использование, а также снизить производственные затраты. 

Кроме того, изделия из листового металла часто требуют расчета их теоретического качества с точки зрения изготовления, транспортировки и подъема, а также контроля производственных затрат. 

Разновидности и характеристики стали для листового проката сталь

В зависимости от марки используемой стали и формы сечения, листовую сталь можно разделить на четыре основные категории: листы, трубы, профили и проволока. Размеры и характеристики каждой категории приведены ниже. 

●Тарелки

Листовая сталь в основном состоит из стального листа, плоской стали, узорчатой стальной пластины и т. д. Поставка листа, его технические характеристики размеров, допустимые отклонения толщины должны соответствовать национальным стандартам. В Приложении А приведены технические характеристики размеров стального листа и стальной полосы, узорчатой стальной пластины и других металлических материалов, а также допустимые отклонения толщины. 

⒈Стальной лист. Спецификации стального листа маркируются в зависимости от его толщины, например, часто используемое обозначение 24 относится к толщине стального листа t = 24 мм. Стальной лист широко используется для производства сосудов высокого давления, коробок, корпусов и стальных конструкций. В зависимости от толщины существует две основные категории: тонкие и толстые стальные листы. 

Тонкий стальной лист - это стальной лист толщиной от 0,2 до 4 мм. Ширина тонкого стального листа составляет 500-1500 мм, а длина - 1000-4000 мм, тонкий стальной лист также доступен в рулонах. Существует два типа тонких стальных листов: горячекатаные тонкие стальные листы и холоднокатаные тонкие стальные листы. Обычно используются в автомобильной, электротехнической, механической и других отраслях промышленности при производстве жилья, резервуаров для воды, топливных баков, штампованных деталей и т. д. Некоторые тонкие стальные листы используются после прокатки, травления, оцинкования, лужения, а также композитные тонкие стальные листы с пластиковым покрытием на поверхности. Эти тонкие стальные листы в основном используются в качестве штампованных деталей или компонентов, требующих коррозионной стойкости, таких как контейнеры, раковины, вентиляционные трубы и кровельные гофрированные листы. 

Толстый стальной лист – это лист толщиной 4 мм и более. Обычно лист толщиной 4–25 мм называется средним листом, лист толщиной 25–60 мм – толстым листом, а лист толщиной более 60 мм, прокатанный на специальном сверхтолстом прокатном стане, называется сверхтолстым листом. Ширина толстого стального листа составляет 600–3000 мм, а длина – 4000–12000 мм. 

Толстые стальные листы в зависимости от сферы применения подразделяются на котельные листы, листы для сосудов под давлением, судостроительные листы, мостовые листы и специальные стальные листы. 

Наиболее часто при штамповке используется прокатная тонкая стальная пластина толщиной менее 4 мм. Согласно национальному стандарту GB/T708-2006, точность толщины стальной пластины можно разделить на четыре группы: Ⅰ (специальная усовершенствованная отделка поверхности), Ⅱ (усовершенствованная отделка поверхности), Ⅲ (повышенная отделка поверхности), Ⅳ (обычная отделка поверхности). Каждая группа в зависимости от уровня глубины вытяжки подразделяется на Z (наибольшая глубина вытяжки), S (глубокая вытяжка), P (обычная глубина вытяжки). P (обычная глубокая вытяжка) – три уровня. В информации и чертежах процесса штамповки предусмотрены специальные положения для представления материалов, таких как

Обозначает: стальной лист 08, размер листа 1,0 мм x 1000 мм x 1500 мм, обычная точность, улучшенная отделка поверхности, холоднокатаный стальной лист глубокой вытяжки. 

⒉Плоский прокат. Спецификации плоского проката, в которых указана ширина и толщина листа. Например, плоский прокат 40×5, то есть ширина 40 мм, толщина t = 5 мм. 

⒊Узорчатая сталь. Узорчатая сталь маркируется способом, аналогичным тому, как и сама сталь, также по толщине, но толщина узорчатой стали не учитывает высоту узора. В зависимости от материала различают узорчатые листы из обычной углеродистой конструкционной стали, узорчатые листы из нержавеющей стали, узорчатые листы из алюминия и алюминиевых сплавов и другие виды. В зависимости от рисунка поверхности узорчатые листы, как правило, бывают ромбовидными, чечевичными и другими. 

⒋Полосовой материал. Полосовой материал, также известный как рулонный материал, доступен в различных размерах: шириной менее 300 мм и длиной до нескольких десятков метров. Поставляется в рулонах. В основном это тонкий материал, подходящий для производства больших партий штампованных деталей с автоматической подачей.

●Стальные трубы

Стальные трубы делятся на две категории: бесшовные и шовные. Бесшовные стальные трубы изготавливаются из цельного металла, без швов. Бесшовные стальные трубы изготавливаются из обычной углеродистой стали, высококачественной углеродистой стали, легированной конструкционной стали и многих других материалов. По форме сечения бесшовные стальные трубы бывают круглыми и фасонными, а фасонные – квадратными, овальными, треугольными, шестигранными и другими.

В зависимости от толщины стенки стальные трубы также подразделяются на толстостенные и тонкостенные. Бесшовные стальные трубы в основном используются в качестве геологоразведочных буровых труб, крекинговых труб для нефтехимической промышленности, котельных труб и других важных компонентов. Холоднотянутые бесшовные стальные трубы имеют наружный диаметр от 5 до 200 мм, толщину стенки от 0,25 до 14 мм и длину от 1500 до 9000 мм. 

Шовная стальная труба, также известная как сварная стальная труба, гнутая и сваренная стальными полосами и имеющая два типа оцинковки и без оцинковки. Оцинкованные трубы, также известные как трубы из белого чугуна, имеют оцинкованную поверхность для предотвращения коррозии и широко используются в качестве водопроводов низкого давления, газопроводов и нефтепроводов. Неоцинкованные стальные трубы, также известные как трубы из черного чугуна, используются в качестве обычных труб низкого давления, безнапорных труб или в качестве общих конструкционных деталей. 

Методами маркировки стальных труб являются общепринятые метрические методы маркировки, унаследованный имперский метод и общепринятые в отрасли три метода маркировки номинального диаметра, как показано на рисунке. 

Метрический метод маркировки. Метрическая маркировка стальных труб определяется наружным диаметром трубы d и толщиной стенки t. Например, для стальной трубы размером 159×8 мм наружный диаметр трубы составляет 159 мм, а толщина стенки — 8 мм. 

B — имперский метод маркировки. Дюймовый метод маркировки определяется диаметром стальной трубы. Например: стальная труба диаметром 3/4 дюйма, эффективный диаметр которой составляет 3/4 дюйма. Фактический внутренний диаметр d больше 3/4 дюйма, поскольку он учитывает сопротивление трения стенки трубы жидкости. 

Метод маркировки номинального диаметра. Метод маркировки номинального диаметра подразумевает маркировку номинальным диаметром трубы, обозначенным буквой D. 

●Стальные профили

В зависимости от формы сечения, стальной прокат можно разделить на простой и сложный. К простому сечению относятся круглый, квадратный, шестигранный, плоский и угловой прокат, а к сложному – швеллер, балочный, рельсовый, фасонный и литой прокат и т.д. 

В производственно-перерабатывающей промышленности и машиностроении для удобства представления сечения можно использовать общепринятую маркировку сечения стали, представленную в таблице ниже. 

Обычно используемые профили — это в основном уголки, швеллеры, стальные балки и т. д. Профили, как правило, должны быть подробно маркированы соответствующим стандартом; спецификации размеров профиля и положение его центра тяжести можно найти в соответствующих национальных стандартах. 

⒈Угловая сталь. Угловая сталь подразделяется на равнополочную и неравнополочную. Её характеристики определяются шириной двух сторон и общей толщиной каждой стороны. Например: для равнополочного угла 63 × 63 × 6 ширина двух сторон составляет 63 мм, толщина одной стороны t = 6 мм, см. рисунок a ниже; для неравнополочного угла 90 × 120 × 8 ширина одной стороны составляет 120 мм, ширина другой стороны — 90 мм, толщина одной стороны t = 8 мм, см. рисунок b ниже. 

⒉Швеллер. Тип швеллерной стали маркируется значением 1/10 высоты швеллера H и типом толщины стенки. Например, швеллер 16a обозначает, что высота швеллера H = 160 мм, а толщина стенки является общепринятой, то есть швеллер типа A [см. рисунок c ниже, конкретную толщину стенки можно узнать в соответствующем национальном стандарте]. В случае швеллера типа B это можно обозначить как швеллер 16b. Толщина его стенки на 2 мм больше, чем у типа A. 

⒊Стальная балка. Технические характеристики стальной балки маркируются так же, как и у швеллерной стали, а также значением H/10, например: стальная балка 12.6 обозначает высоту стальной балки 126 мм. Обычную стальную балку см. на рисунке d ниже. 

●Стальная проволока

Стальная проволока обычно изготавливается из горячекатаной катанки (бунтов), которая подвергается холодному волочению. Стальная проволока широко используется, имеет большое разнообразие разновидностей, классификация также относительно сложна. Стальная проволока по химическому составу может быть разделена на проволоку из углеродистой стали, проволоку из легированной стали; стальная проволока по форме поперечного сечения может быть разделена на круглую стальную проволоку, фасонную стальную проволоку (квадратную, прямоугольную, овальную, треугольную стальную проволоку и т. д.); стальная проволока по применению может быть разделена на стальную проволоку общего назначения, стальную сварочную проволоку, гвоздевую стальную проволоку, стальную проволоку, пружинную стальную проволоку и т. д.; стальная проволока по состоянию поверхности может быть разделена на блестящую стальную проволоку, блестящую термообработанную стальную проволоку, травленую стальную проволоку, черную стальную проволоку и т. д. Стальная проволока с покрытием и т. д.; В зависимости от размера стальную проволоку можно разделить на тонкую стальную проволоку (от 0,1 до 0,5 мм), более тонкую стальную проволоку (от 0,5 до 1,5 мм), стальную проволоку средней тонкости (от 1,5 до 3,0 мм), грубую стальную проволоку (от 3,0 до 6,0 мм), грубую стальную проволоку (от 6,0 до 8,0 мм). 

Расчет теоретической массы стали для листового проката

Теоретическая масса G металлического материала рассчитывается путём умножения площади поперечного сечения A материала на длину L, а затем на плотность материала p. Формула расчёта:

G = ALρ/ 1000

G – теоретическая масса металлического материала, кг. 

А – площадь поперечного сечения металлического материала, мм², формула для расчета площади поперечного сечения различных сталей приведена в таблице ниже. 

L – длина металлического материала, м

ρ- плотность металлического материала, г/см³, в таблице ниже приведены плотности наиболее часто используемых металлических материалов. 

Название стали	Формула для расчета площади поперечного сечения
Квадратная сталь	А=а²
Квадратная сталь с закругленными углами	А=а²-0,8584r²
Стальные пластины, плоские прутки, полосы	А=в
Закругленная плоская сталь	A=at-0.8584r²
Круглая сталь, Круглые рулоны, Стальная проволока	А=0,8584d²
Шестигранная сталь	А=0,866а²=2,598с²
Восьмиугольная сталь	А=0,8284а²=4,8284с²
Стальные трубы	A=3.1416δ(D-δ)
Уголок стальной равносторонний	A=d(2b-d)+0.2146(r²-2r1²)
Неравнополочная сталь	A=d(B+bd)+0.2146(r²-2r1²)
Стальная балка	A=hd+2δ(bd) +0,8584(r²-2r1²)
Швеллерная сталь	A= hd+2δ(bd)+0.4292(r²-2r1²)

Название материала	Плотность/（г/см³）	Название материала	Плотность/（г/см³）
Углеродистая сталь	7.85	Оловянная бронза	8.70~8.90
Литая сталь	7.80	Без оловянной бронзы	7.50~8.20
Серый чугун	6.80~7.20	Алюминий промышленного назначения	2.70
Ковкий чугун	7.20~7.40	Магниевый сплав	0.74~1.81
Твердый сплав (вольфрам)	13.90~14.90	Полоса из кремниевой стали	7.55~7.80
Быстрорежущая сталь	8.30~8.70	Подшипниковые сплавы на основе олова	7.34~7.75
Фиолетовый язык	8.90	Подшипниковые сплавы на основе свинца	9.33~10.67
Желтый язык	8.40~8.85

В изделиях холодной обработки наиболее широко используемым и применяемым материалом является стальной лист. При расчете качества стального листа, поскольку ρ составляет 7,85 г/см³, площадь стального листа A в приведенной выше формуле может быть получена из формулы расчета качества стального листа G.

G=7,85At

G – теоретическая масса стальной пластины, кг. 

А – площадь стальной пластины, м². 

t – толщина стального листа, мм.