Поковка стальная круглая
Поковка – это процесс обработки металлов давлением при высокой температуре, при котором металл приобретает нужную форму и свойства. Поковка также называется изделием или заготовкой, полученным этим способом. Поковка имеет ряд преимуществ перед другими методами обработки металлов, такими как литье или сварка. Она повышает прочность, износостойкость, устойчивость к коррозии и ударным нагрузкам металла, улучшает его структуру и волокнистость, а также снижает расход материала и энергии.
Виды поковки
В зависимости от способа деформации металла, различают два основных вида поковки:
- Ковка
- Штамповка
Ковка – это поковка, при которой металл находится в пластическом состоянии и подвергается ударной нагрузке бойков молота или пресса. Ковка может быть ручной или машинной, свободной или в штампах. При свободной ковке металл не ограничен совсем или ограничен с одной стороны. При ковке в штампах металл ограничен со всех сторон стенками штампа, которые придают ему нужную форму. Ковка используется для изготовления разнообразных деталей и изделий из железа, стали, цветных металлов и сплавов.
Штамповка – это поковка, при которой металл подвергается давлению в специальном штампе без удара. Штамповка может быть горячей или холодной, объемной или листовой. При горячей штамповке металл нагревается до ковочной температуры, при холодной – остается холодным. При объемной штамповке деформируется весь объем металла, при листовой – только поверхностный слой. Штамповка используется для изготовления сложных и точных деталей и изделий из железа, стали, цветных металлов и сплавов.
Материалы для поковки
Для поковки используются различные материалы, в зависимости от требований к свойствам и назначению изделий. Самым распространенным материалом для поковки является сталь разных марок и составов.
Сталь может быть:
- углеродистой
- легированной
- инструментальной
- конструкционной
Кроме стали, для поковки применяются цветные металлы и сплавы, такие как:
- медь
- алюминий
- титан
- никель
- цинк
Цветные металлы и сплавы обладают легкостью, прочностью, коррозионной стойкостью и другими полезными характеристиками.
Исходным материалом для изготовления поковок могут служить слитки, обжатые болванки (блюмсы), кованые или катаные заготовки, а также заготовки с установок непрерывной разливки стали (УНРС) и различные виды. Прокат может иметь круглое, квадратное, прямоугольное и многоугольное сечения. Иногда допускается применение заготовки в виде специального профиля (уголок, двутавр, швеллер).
Этапы процесса поковки
Процесс поковки состоит из нескольких этапов.
Резка проката – это подготовительный этап, на котором прокат различной конфигурации (круглый, квадратный, прямоугольный и т.д.) режется на необходимые размеры для получения заготовок для поковки.
Нагрев заготовки – это этап, на котором заготовка нагревается до ковочной температуры в печи или индукционном нагревателе. Нагрев необходим для обеспечения пластичности металла и снижения сил трения при деформации.
Деформация заготовки – это основной этап поковки, на котором заготовка подвергается давлению или удару и приобретает нужную форму. Деформация может быть одностадийной или многостадийной, в зависимости от сложности формы поковки.
Термическая обработка поковки – это завершающий этап поковки, на котором поковка подвергается нагреву и охлаждению в определенных режимах для улучшения ее свойств. Термическая обработка может включать нормализацию, отпуск, закалку, упрочнение и т.д.
Контроль качества поковки – это этап, на котором проверяется соответствие поковки требованиям по размерам, форме, структуре, твердости, прочности и другим параметрам. Контроль может быть визуальным, измерительным, механическим, металлографическим и т.д.
При поковке улучшаются следующие свойства металла
Прочность – способность металла противостоять разрушению под действием внешних сил. При поковке металл упрочняется за счет деформационного упрочнения, т.е. увеличения сопротивления дальнейшей деформации в результате изменения структуры и формы зерен металла.
Износостойкость – способность металла сохранять свои размеры и форму при трении о другие тела. При поковке металл приобретает волокнистое строение, которое обеспечивает лучшее скольжение зерен друг по другу и снижает износ.
Устойчивость к коррозии – способность металла противостоять разрушению под действием химических веществ или электрохимических процессов. При поковке металл заваривает свои трещины, поры, включения и т.д., которые являются источниками коррозии.
Устойчивость к ударным нагрузкам – способность металла поглощать энергию удара без разрушения. При поковке металл размельчает свои крупные зерна, которые являются источниками концентрации напряжений, и повышает свою жилость, т.е. способность деформироваться без разрыва.
Структура и однородность – характеристики внутреннего строения металла, определяющие его свойства. При поковке металл улучшает свою структуру и однородность за счет выравнивания зерен, устранения неоднородностей и дефектов, а также формирования оптимальной ориентации кристаллических решеток.
Примеры поковок
Поковки используются для изготовления различных деталей и изделий в разных отраслях промышленности и быта. Например:
- Кузнечные изделия – это поковки, выполненные ручным или машинным способом с использованием художественных элементов. К ним относятся кованые заборы, ворота, решетки, лестницы, мебель, посуда и т.д.
- Инструментальные изделия – это поковки, выполненные из инструментальной стали с высокими свойствами. К ним относятся кованые ножи, топоры, молотки, зубила, сверла и т.д.
- Машиностроительные изделия – это поковки, выполненные из конструкционной стали или сплавов для разных видов машин и оборудования. К ним относятся кованые коленвалы, шатуны, шестерни, валы, фланцы и т.д.
- Авиационные изделия – это поковки, выполненные из легких и прочных сплавов для самолетов и ракет. К ним относятся кованые лопатки турбин, крылья, фюзеляжи и т.д.
- Ядерные изделия – это поковки, выполненные из специальных материалов для ядерной энергетики и военной промышленности. К ним относятся кованые оболочки реакторов, корпуса боеголовок и т.д.