19 Т из стали 55х:

I-I; II — II; 111 — 111 - уровни, соответствующие различным зонам слитка.

На рис. 2 приведены результаты исследований двух слитков массой 19 т из стали 55Х. Определяли содержание угле­рода вдоль их оси, которое в пределах конусной средней части слитка (размер L₀) изменяется от ~ 0,5 до 0,75%, т. е. в 1,5 раза, а по всей длине более чем в 2 раза.

На рис. 3 приведены аналогичные данные, характеризующие распределение углерода по радиусам в разных местах (по длине) слитка. Здесь по оси ординат показано содержание углерода, а по оси абсцисс — относительное расстояние от оси слитка (в %). Неоднородность распределения углерода в радиальном направ­лении повышается по мере приближения к прибыльной части слитка, причем наи­большая неоднородность со­ответствует уровню /—/ (см. рис. 16) вблизи перехода ко­нусной части слитка к при­быльной, где она увеличи­вается в 1,4 раза. Исследова­ние показало, что, несмотря на уменьшение содержа­ния углерода по направле­нию к периферии от оси слитка, предел прочности у края слитка выше, чем вблизи оси, что является результатом рыхлости ме­талла слитка под усадоч­ной раковиной.

Помимо химической не­однородности качество ме­талла снижает значитель­ное количество дефектов, имеющихся в слитках. Кроме усадочной рых­лости, пустот и пузырей в слитках могут быть тре­щины и плены. Ковка и термическая обработка приводят к улучшению качества литого металла.

Р ис. 3. Распределение углерода по радиусу слитка массой 19 т в раз­личных зонах:

а — расстояния от оси слитка до места

взятия пробы; R — радиус слитка на

различных уровнях (I-I;II-II; III—III);

1 = край слитка.

Катаный металл. Для штамповки применяют прокат черных металлов разнообразных профилей (рис. 4). Для ковки исполь­зуют прокат только простейших профилей (рис. 4, а, б), из полу­ченных после его разрубки заготовок изготовляют поковки не­больших и средних размеров. Прокат поставляют согласно ГОСТам по габаритным размерам, профилям, точности размеров и маркам стали. Поковки изготовляют из обычной углеродистой конструк­ционной, инструментальной и специальных сталей различного химического состава и качества.

К этим сталям относятся углеродистая обычного качества (группа А, металл которой поставляется по показателям меха­нических свойств, группа Б — по химическому анализу с нор­мальным и повышенным содержанием марганца) и качественная конструкционная сталь. Из специальных марок сталей для изго­товления поковок применяют качественные и высококачественные (у них рядом с обозначением марки ставится буква А), а также селективные, содержащие легирующие элементы в меньших пре­делах, чем это оговорено в соответствующих ГОСТах.

Для штамповки используют все виды проката нормальной и повышенной точности, а также калиброванный металл по 3-му, 4-му и 5-му классам точности.

Обжатая болванка (блюм) (рис. 4, а). В попереч­ном сечении она представляет собой квадрат с закругленными ребрами. Размеры Я₀ стороны болванок составляют 140—450 мм с допусками от ±5 до —10 мм при минимальной длине 1 м и макси­мальной 6 м. Этот вид заготовки применяют для относительно больших поковок.

Сортовой прокат (рис. 4, б). К нему относится катанка круглого и квадратного сечений.

Диаметр заготовки 5—200 мм, а размеры сторон квадратного сечения 6—250 мм при торговой длине 2—6 м.

Профильный прокат (рис. 4, в) позволяет

Рис. 18

Рис. 4. Типы прокатных профилей для ковки и штамповки

Н₀ — сторона квадрата; D₀—диаметр заготовки; L₀—длина периода или мерной заготовки; 6—толщина полосы

сокра­тить подготовительные операции и значительно упростить про­цесс штамповки, при этом стоимость поковок обычно, снижается.

Прокат периодического профиля (рис. 4, г) имеет неодинаковые поперечные сечения по длине. Получают его продольной прокаткой (с образованием и последующей обрезкой местного заусенца) или поперечной прокаткой на специальных станах, устанавливаемых иногда даже в кузнечных цехах.

Прокат периодического профиля находит большое применение в крупносерийном производстве поковок, так как при штамповке фасонных заготовок исключаются подготовительные операции.

Полосовая заготовка (рис. 4, д) для горячей штамповки применяется толщиной более 5 мм. Наибольшее рас­пространение получила углеродистая полосовая сталь. Приме­няют также конструкционную сталь, специальную, качественную и высококачественную.

Из цветных металлов для горячей штамповки применяют сплавы алюминиевые, медные, магниевые, титановые и др.

В последние годы значительно расширилась номенклатура применяемых для машиностроения металлов и сплавов. Напри­мер, современный автомобиль состоит из деталей, изготовленных из 70 различных сплавов. В специальном машиностроении и для нужд новой техники используют сплавы сложных составов на основе вольфрама, ниобия, молибдена и сплавы, содержащие такие элементы, как бериллий, цирконий, кобальт и др. Новые сплавы сложного состава поступают в обработку в виде слитков дуговой и электронно-лучевой плавки.

Цены на металл зависят от вида профиля, точности прокатки данного сплава и от требований, предъявляемых к металлу техни­ческими условиями. При повышенных требованиях к металлу взимается дополнительная плата. К ним относится размер проката (мерность или кратность длины, допуск по диаметру), величина зерна, дополнительные ограничения в химическом составе металла и т. д.

Разновидности заготовок. На склады исходных материалов штамповочных цехов металл поступает в виде прутков так назы­ваемой торговой длины (2—6 м). Наибольшее распространение получили прутки длиной 2—4 м. В отдельных случаях штамповку осуществляют непосредственно от прутка (высадка на горизон­тально-ковочных машинах и концевая штамповка перпендику­лярно оси заготовки на прессах и молотах). При работе на авто­матах часто применяют бунтовую заготовку. Индивидуальные заготовки по профилю подразделяют на простые и фасонные. К заготовкам простого профиля относятся круглые, ква­дратные и прямоугольные.

Фасонные заготовки имеют постоянное или переменное сече­ние вдоль оси и более сложную конфигурацию, которая может быть получена литьем, ковкой, предварительной штамповкой, прокаткой или вальцовкой. Заготовки простого и фасонного профилей бывают штучными, спаренными и многоштучными.

По размерам заготовки подразделяют на мерные, кратные и произвольной длины (в пределах торговой и меньшей длины).