Круглый и шестигранный сортовой прокат — заготовка для механической обработки и метизного передела. На объект как готовая конструкция круг почти не приходит: он идёт на токарные и резьбонарезные операции, на оси, валы, шпильки, болты, штифты, шканты. Шестигранник целиком уходит в метизное производство — на гайки, болты, ключи. Для снабженца и заготовительного отдела важно различать горячекатаный и калиброванный прокат, понимать квалитеты точности, знать поставочные длины и упаковку. Этот материал собирает основные правила работы с круглым и шестигранным прокатом для металлоконструкций и машиностроения.
Круг стальной горячекатаный и калиброванный: разница
Горячекатаный круг производится прокаткой раскалённой заготовки в круглом калибре. Поверхность — с окалиной, диаметр держится с допусками 0,3–1,2 мм в зависимости от номера. Применение — заготовка под токарную обработку с последующим снятием припуска до чистового размера.
Калиброванный круг получается холодной протяжкой или шлифовкой горячекатаного. Поверхность чистая, без окалины, диаметр выдерживается в пределах квалитета — обычно h9, h11, h12. Применение — детали, которые ставятся в работу без дополнительной токарной обработки (оси, штифты, шпильки), и заготовка под прецизионную обработку с минимальным припуском.
Сортамент круга по ГОСТ 2590-2006 и ГОСТ 7417-75
Горячекатаный круг общего назначения регламентируется ГОСТ 2590-2006. Диапазон диаметров — от 5 до 270 мм, шаг градации — 0,5–1 мм в мелких размерах, 2 мм в средних, 5 мм в крупных. Полный сортамент включает несколько десятков номеров.
Калиброванный круг производится по ГОСТ 7417-75. Диапазон диаметров — от 3 до 100 мм. Квалитет точности диаметра обозначается в маркировке: h9 — для прецизионных применений, h11 — стандартный, h12 — допустимый для метизного передела.
| Диаметр, мм | Допуск горячекатаного (ГОСТ 2590), мм | Допуск калиброванного h11 (ГОСТ 7417), мм | Типовое применение |
|---|---|---|---|
| 10 | ±0,4 | 0/-0,11 | штифты, шпонки |
| 16 | ±0,4 | 0/-0,11 | шпильки, болты |
| 20 | ±0,5 | 0/-0,13 | оси крепежа, валы |
| 30 | ±0,5 | 0/-0,16 | валы, оси |
| 50 | ±0,8 | 0/-0,19 | валы средних механизмов |
| 80 | ±1,0 | 0/-0,22 | тяжёлые валы |
| 100 | ±1,1 | 0/-0,22 | оси тяжёлых машин |
| 150 | ±1,7 | — | заготовка под токарную обработку |
Шестигранник стальной: сортамент
Горячекатаный шестигранник регламентируется ГОСТ 2879-2006. Диапазон размеров — от 8 до 100 мм по размеру под ключ (расстоянию между параллельными гранями). Стандартный шаг градации — 1–2 мм в мелких размерах, 5 мм в средних, 10 мм в крупных.
Калиброванный шестигранник производится по ГОСТ 8560-78. Диапазон — от 6 до 75 мм. Квалитеты точности — h11 и h12. Шестигранник калиброванный применяется в основном в производстве крепежа стандартных размеров.
| Размер «под ключ», мм | Допуск горячекатаного, мм | Применение |
|---|---|---|
| 10 | ±0,3 | заготовка под М6, М8 |
| 13 | ±0,3 | заготовка под М8 |
| 17 | ±0,4 | заготовка под М10 |
| 19 | ±0,4 | заготовка под М12 |
| 24 | ±0,5 | заготовка под М16 |
| 30 | ±0,5 | заготовка под М20 |
| 36 | ±0,5 | заготовка под М24 |
| 50 | ±0,7 | заготовка под М33–М36 |
Стандартные размеры «под ключ» шестигранников соответствуют размерам головок болтов и гаек по ГОСТ 22354 и ГОСТ 5915. Это позволяет производить крепёж стандартных типоразмеров без дополнительной механической обработки шестигранной части.
Марки стали для круга и шестигранника
Сортовой прокат малых сечений (до 80–100 мм) поставляется в нескольких группах марок стали:
- сталь обыкновенного качества по ГОСТ 380: Ст3, Ст5. Применение — общестроительные и неответственные детали;
- сталь конструкционная качественная по ГОСТ 1050: 20, 35, 45, 50. Применение — оси, валы, шпильки, болты средних классов прочности;
- сталь конструкционная легированная по ГОСТ 4543: 40Х, 38ХГН, 30ХГСА. Применение — высоконагруженные оси, валы зубчатых передач, ответственный крепёж;
- сталь инструментальная по ГОСТ 1435 и ГОСТ 5950: У7, У8, ХВГ. Применение — инструмент, штифты с повышенной износостойкостью.
Категория поставки металла указывается в сертификате: «без термической обработки», «нормализованный», «улучшенный» (закалённый и отпущенный). Категория определяет механические свойства проката в исходном состоянии и требования к последующей термообработке после механической обработки.
Применение круга
Стандартные применения круглого проката в металлоконструкциях и машиностроении:
- оси шарнирных соединений ферм и опор (круг 20–50 мм из стали 35–45);
- заготовка под шпильки крепёжного назначения (круг 12–30 мм из стали 35);
- штифты цилиндрические (калиброванный круг 6–20 мм h9);
- валы машин и приводов (круг 30–80 мм из стали 40Х или 45);
- тяги растяжек и связей (круг 16–32 мм с накаткой резьбы по концам);
- заготовка под токарную обработку фланцев и втулок (круг 50–150 мм из стали 20–45).
Применение шестигранника
Шестигранник идёт почти исключительно в метизное производство:
- заготовка под высадку или фрезеровку головок болтов;
- заготовка под нарезку гаек шестигранных;
- гаечные ключи (шестигранник под ключ из стали У8 или 40Х);
- детали машиностроения, требующие шестигранной формы (запорные узлы, инструмент);
- декоративный крепёж и художественная ковка (шестигранник из стали Ст3).
Точность проката: квалитеты
Квалитет — обозначение точности по системе ISO. В обозначении проката букве h соответствует основное отклонение «от номинала вниз»: h9 — допуск только в минус, размер фактический ≤ номинального. Чем больше число, тем шире поле допуска:
- h9 — наиболее точный калибр, прецизионные детали без последующей обработки;
- h11 — стандартный для калиброванного проката, общестроительный крепёж;
- h12 — расширенный допуск, заготовка под обработку с минимальным припуском;
- горячекатаный прокат — квалитет h13 и грубее, всегда требует чистовой обработки.
Особенности механической обработки
При токарной обработке горячекатаного круга первой операцией снимается окалина и зона обезуглероженного поверхностного слоя — припуск 1,5–3 мм на сторону в зависимости от диаметра. Калиброванный круг под обработку идёт с минимальным припуском 0,2–0,5 мм на сторону.
Резание шестигранника требует учёта прерывистого характера обработки боковых граней: фрезеровка ведётся с пониженной подачей в зонах перехода с грани на грань. При нарезке резьбы метчиком на шестиграннике перед нарезкой делается заходная фаска по торцу. Шестигранник под высадку головок болтов проходит дополнительный отжиг для снижения твёрдости перед холодной деформацией.
Поставка: длины, упаковка, маркировка
Длина мерного проката — обычно 4, 6, 9, 11 м для горячекатаного. Калиброванный поставляется в длинах 3, 4, 6 м. Допускается поставка немерного проката (длиной от 2 до 12 м, без жёсткого размера) с пониженной ценой.
Упаковка — связками по 0,5–2 тонны, перевязанными стальной лентой или проволокой. Маркировка партии — бирка на связке с указанием марки стали, диаметра, ГОСТ, номера плавки, сертификата. На торец каждого прутка ставится цветовая отметка по марке стали (зелёный — Ст3, жёлтый — сталь 45, белый — 40Х и так далее в зависимости от завода-изготовителя).
Типовые ошибки
- Заказ калиброванного проката без указания квалитета. Поставщик может отгрузить h12 вместо требуемого h9, и припуск под обработку окажется неподходящим.
- Использование горячекатаного круга как готовой детали. Окалина и неровность поверхности дают эксцентриситет и концентратор напряжений. Прокат без обработки допустим только для неответственных тяг и стяжек.
- Подмена стали 45 на Ст3 в осях. Сталь обыкновенного качества Ст3 имеет в 1,5–2 раза меньший предел текучести, чем сталь 45. Подмена даёт скрытый дефицит несущей способности.
- Резка партии под чистовой размер без учёта припуска. Если прокат идёт под токарную обработку, длина заготовки должна включать припуск по торцам 5–10 мм с каждой стороны.
- Заказ шестигранника без указания применения. Шестигранник под крепёж требует одной марки и категории, под инструмент — другой. Без уточнения поставщик отгрузит дешёвый вариант, не пригодный для нагруженных деталей.
Часто задаваемые вопросы
Можно ли заменить калиброванный круг h11 на горячекатаный того же диаметра? Только с учётом дополнительной обработки. Допуск горячекатаного шире в 5–10 раз, поверхность с окалиной. Деталь должна точиться до чистового размера на всю длину.
Какую сталь выбрать для оси шарнира фермы пролётом 18 м? Стандартное решение — сталь 45 нормализованная (категория II) для оси диаметром 20–30 мм. Для тяжёлых ферм с подкрановыми нагрузками — сталь 40Х улучшенная.
Сколько весит круг 20 мм на погонный метр? Около 2,47 кг/м. Для круга 30 мм — около 5,55 кг/м, для круга 50 мм — около 15,42 кг/м. Точные значения по сортаменту ГОСТ 2590-2006.
Допустимо ли применять немерный прокат в производстве? Допустимо, если ваши заготовки выходят из любых длин в диапазоне 2–12 м. Немерный прокат дешевле на 5–10 %, но требует учёта обрезков и кратности раскроя.
Сокращения и обозначения
ТНПА — технический нормативный правовой акт. ГОСТ 2590-2006 — прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. ГОСТ 7417-75 — сталь калиброванная круглая. ГОСТ 2879-2006 — прокат сортовой стальной горячекатаный шестигранный. ГОСТ 8560-78 — сталь калиброванная шестигранная. ГОСТ 380 — углеродистая сталь обыкновенного качества. ГОСТ 1050 — прокат конструкционный качественный. ГОСТ 4543 — прокат конструкционный легированный. h9, h11, h12 — квалитеты точности диаметра по ISO. Калибр — холоднотянутый или шлифованный сортовой прокат с повышенной точностью размера.
Материал подготовлен по действующим на дату публикации редакциям ТНПА. Применение рекомендаций должно учитывать актуальность нормативной базы и конкретные условия объекта.