Дріт сталевий: види, характеристики

Ще в давнину дріт широко застосовувався людством в самих різних цілях: від прикраси одягу до виготовлення предметів домашнього вжитку. Тоді її виготовляли з кольорових металів, і вона була дуже дорогим матеріалом, але з того моменту як її почали виробляти зі сталі вона стала загальнодоступною й застосовується в самих різних сферах людської діяльності.

Що таке сталевий дріт?

Сталевий дріт (СД) являє собою відносно гнучку сталеву нитку необмеженої довжини з різною формою перетину. Для цього виробу характерні ідентичність площі перетину, щільності і фізико-механічних характеристик по всій довжині.

Сталедротове виробництво складається з ряду технологічних операцій, але в основі лежить волочіння – катанка гарячекатана в мотках надходить до цеху і проходить процес багаторазового протягання через волоки (головні функціональні вузли волочильних машин). Щоб забезпечити високу якість дротяної продукції й ідентичність перетину катанка повинна мати чисту поверхню без задирок, закатів, волосовін, а її мікроструктура повинна бути однорідною, без слідів усадочних раковин, мартенситних сегментів, крихкості і ліквації вуглецю.

Виготовляється сталевий дріт з широкого переліку вуглецевих й легованих марок сталі і поставляється в мотках або бухтах. Її застосовують у вигляді готового виробу та як напівфабрикат для виробництва метизної продукції.

Класифікація сталевого дроту

Металургійна промисловість випускає дротяну продукцію в широкому сортаменті. ГОСТ 2333 класифікує її відразу за кількома критеріями.

Які типи дроту розрізняють за формою перетину

Різноманіття профілів продиктовано виробничими потребами окремих галузей промисловості:

• багатокутний перетин (прямокутний, квадратний, трапецієвидний, шестигранний) дає можливість використовувати СД у виробництві пружин та пружинних шайб, а також голчастих елементів та металовиробів;
• фасонний профіль дозволяє використовувати дріт в будівництві для отримання попередньо напруженої арматури. Використовують такий дріт й для захисту електричних кабелів;
• трикутний перетин профільованого СД (V-подібний, клиновидний) зумовлює застосування його у виробництві щілинних дротяних фільтроелементів у свердловинних фільтрах;
• круглий перетин робить дріт універсальним, так як дозволяє застосовувати його повсюдно та у всіх індустріальних сферах: машинобудуванні, поліграфії, радіоелектроніці, будівництві і так далі.

Крім перерахованих видів перетинів, бувають дроти зі спеціальними, зет-і іксоподбними, овальними і періодичними профілями

Класифікація за хімічним складом

Виготовляють дріт з конструкційних вуглецевих й легованих марок сталей, а також зі сплавів з особливими властивостями та кольорових металів. Відповідно його фізико-механічні властивості багато в чому визначаються хімічним складом металу, з якого він виробляється.

Вуглецеві сталі відрізняються за змістом масової частки вуглецю:

• низьковуглецеві містять до 0,25% вуглецю;
• середньовуглецеві – від 0,25% до 0,55%;
• високовуглецеві – від 0,55% до 2,14%.

Крім заліза й вуглецю всі вуглецеві сталі містять незначну кількість базових домішок – марганцю, магнію, кремнію, хрому, нікелю, сірки.

Склад легованих марок та спеціальних сплавів збагачений добавками з ряду хімічних елементів – нікелю, марганцю, алюмінію, кремнію, титану, молібдену, міді і т.д. Тому дріт з таких матеріалів має певний комплекс механічних й фізичних характеристик.

Види сталевого дроту за розміром

Під розміром розуміється діаметр дроту або умовної окружності, що описує форму його перетину. Ця величина є ключовою у формулі обчислення мінімального розривного навантаження, але не єдиною. Зусилля на розрив залежить й від марки сталі, й від виду термічної обробки. Проте, за розміром СД ділиться на 9 груп.

За ступенем точності розмірів діаметру СД умовно поділяють на дріт нормальної та підвищеної точності. При контролі якості перевіряється діаметр й овальність.

За способом кінцевої обробки

На етапі кінцевої обробки металевий дріт може піддаватися термічній обробці, а може і не піддаватися. Тому за ГОСТ 2333 він класифікується як термооброблений та термічно необроблений.

Термічна обробка проводиться для зняття наклепу (внутрішніх напружень) металу, а також дозволяє поліпшити параметри в'язкості, пластичності або міцності.

Технології термообробки:

• відпал – технологія використовується для низьковуглецевих, середньовуглецевих й легованих сталей з метою надання СД підвищеної пластичності. Відпал може проводитися без доступу кисню або з доступом кисню. Відповідно, в результаті виходить білий або чорний (покритий шаром окислів) дріт. «Воронений» (чорний) більш стійкий до корозійних процесів;
• нормалізація – проводиться для середньо- й високовуглецевих сталей. Дріт повільно нагрівається на 30-35°С вище температури точки АС3, витримується, після чого остигає при природній температурі повітря;
• відпуск – процес нагрівання загартованої сталі до температури нижче критичної протягом заданого часу й подальше контрольоване охолоджування. Відпуск знижує крихкість та твердість сталі, збільшує в'язкість;
• гарт й відпуск – при загартуванні (нагріванні сталі до температури вище критичної) відбувається підвищення міцності і твердості металу. При подальшому відпуску пом'якшується дія гарту, знімається залишкова напруга в структурі сталі;
• патентування – ця технологія застосовується для вуглецевого та легованого дроту і передбачає нагрів до 920°С й подальше охолодження у розплаві солей або розплавленому свинці;
• термомеханічна обробка – процеси волочіння й термообробки суміщені, після яких обов'язкові гарт та відпуск.

Термічно необроблений сталевий дріт представлено ​​наступними видами:

• холоднотягнутий – виготовляється з катанки шляхом холодного волочіння. Заготівля протягується через формуючі діаметр блоки волочильних станів (використовується ефект витягування);
• холоднокатаний – для отримання точних розмірів й високої якості поверхні катанку прокатують при кімнатній температурі на спеціальних верстатах (ефект пластичної деформації);
• гарячетягнутий (теплотягнутий) – заготівля для отримання різних видів сталевого дроту, що виготовляється методом гарячого волочіння;
• калібрований – дріт, що зазнал повторного волочіння з невеликими обтисканнями. Це робиться для отримання високої якості поверхневого шару, зменшення діапазону відхилень у розмірах.

По виду поверхні

Відповідно до способу кінцевої обробки, сталевий дріт підрозділяється на два види – з покриттям поверхні захисним шаром і без покриття.

Дріт без покриття піддається термообробці або поставляється необробленим. Деякі види такої продукції додатково проходять полірування або травлення.

Щоб збільшити експлуатаційний термін СД, уберегти від агресивного впливу навколишнього середовища і від пошкоджень, його покривають тонким захисним шаром. Шар може бути, як металевий, так і неметалевий.

Застосовується кілька технологій нанесення захисного металевого шару на сталевий дріт:

• занурення в розплав того чи іншого виду металу;
• напилення;
• гальванічна металізація;
• оцинкування різними способами.

В результаті різних способів обробки поверхні виділяють кілька видів сталевого дроту:

• з металевим покриттям. В якості покриття можуть виступати цинк, мідь, латунь, алюміній та інші метали й сплави, тому в найменування продукції обов'язково вводиться назва металу покриття, наприклад, дріт сталевий оцинкований;
• з неметалічним покриттям. Захисну функцію поверхні виконують полімери;
• після термічної обробки – світлий й чорний.

Класифікація сталевого дроту за призначенням

Згідно ГОСТ 2333 відповідно до цільового призначення сталевий дріт класифікують по 34 позиціях. Але найбільш затребуваними є наступні дроти:

• загального призначення;
• для виробництва сіток;
• для армування попередньо-напружених залізобетонних конструкцій;
• для кріпильних виробів;
• пружинні;
• зварювальні;
• канатні.

Види дроту

В наші дні практично не залишилося сфери людської діяльності й промислової галузі, де в більшій чи меншій мірі не застосовувався б сталевий дріт. Він потрібен в будівництві та в поліграфії, в енергетиці та суднобудуванні, в сільському господарстві та в переробній галузі, у важкому та легкому машинобудуванні. Навіть в ювелірній справі популярні вироби з дроту, виготовленого з медичної сталі. Відповідно під різноманітні споживчі запити розроблено і випускається безліч видів СД.

Колючий дріт

Продукція спеціалізованого призначення. «Колючку» застосовують для облаштування огорож промислових і приватних об'єктів.

Види колючого дроту:

• одноосновний. На пасма термічно обробленого й періодично сплющеного через рівні проміжки по всій довжині СД накручуються шипи з жорсткого, не обробленого дроту (ГОСТ 285). Одноосновна «колючка» може покриватися шаром цинку, що продовжує термін експлуатації. Один кілограм такого дроту розгортається в 11 м;
• двохосновний. Відрізняється від попередньої тим, що основне пасмо не плющиться, а для фіксації шипів вводиться друге пасмо. Шипи утримуються від провертання завдяки переплетінню додаткового пасма. Двохосновний дріт також буває оцинкований та неоцинкований;
• тип дроту «Єгоза обвита». Це армований СД складається з основи й обвитою навколо неї колючої стрічки, вирубаної з рулонної оцинкованої сталі. В якості основи, для додання жорсткості, використовують канатний або оцинкований пружинний дріт;
• «Єгоза обжатого типу». Вирубана колюча стрічка не обвивається, а обтискується навколо дротової основи. Таким чином, всі шипи знаходяться в одній площині.

Сталевий дріт оцинкований

Цинковий захисний шар, який забезпечує захист сталевого дроту від впливу навколишнього середовища і збільшує її термін експлуатації, наноситься гальванічним способом або методом гарячого цинкування (зануренням в розплав цинку з додатковими включеннями).

Сфера застосування оцинкованого дроту – виготовлення металовиробів, прокладання кабельних мереж, армування проводів електропередач, пристроїв заземлення, виготовлення «колючки» і армуючої сітки, пружин, тросів, рабиці і так далі.

Дріт в'язальний

Дріт в'язальний, він же є дротом загального призначення, виробляється з недорогих видів низьковуглецевої сталі методом волочіння. Його виготовляють у типорозмірах діаметрів перетину від 1 мм до 6 мм, виключаючи 5 мм.

Щоб в’язальний дріт став пластичним й податливим, його піддають відпалу, в результаті чого в залежності від способу відпалу отримують світлий (відпал з доступом кисню) або темний дріт (окиснений). Для поліпшення експлуатаційних характеристик відпалений дріт оцинковують або покривають антикорозійним полімерним складом.

Дріт знаходить широке застосування в будівництві для обв'язки арматури в залізобетонних конструкціях або фундаментах, для обв'язки упаковок промислових виробів, рулонів сітки. На залізниці та в логістиці його використовують як обв'язувальний і пакувальний матеріал, наприклад, для скручування люків і дверей товарних вагонів, фіксації тари.

Дріт «нержавійка»

Виробництво нержавіючого дроту регламентується ГОСТ 18143. Відповідно до цього стандарту дану металопродукцію визначають, як холоднотягнуту та термооброблену і класифікують:

• за способом обробки поверхні – на оксидовану і світлу;
• за ступенем пластичності – 1-го і 2-го класів;
• за точністю виготовлення – нормальної та підвищеної точності.

З огляду на те, що нержавіючий дріт користується попитом у всіх сферах промисловості, випускається кілька його видів:

• пружинний;
• в'язальний;
• нагартований;
• зварювальний.

Марки сталі, застосовувані для виготовлення сталевого дроту

Низьковуглецеві сталі

Такі марки відрізняються незначним вмістом легуючих домішок (марганець – не більше 1%, кремній – не більше 0,8%) і відносяться до добре зварюваних матеріалів. При цьому вони характеризуються високою пластичністю, невисокою міцністю (тимчасовий опір на розрив 320-450 МПа) і невисокою твердістю (22-23 одиниці за шкалою Роквелла).

Марки низьковуглецевої сталі для виробництва дроту:

• загального призначення – Ст0, Ст1, Ст2, Ст3 всіх ступенів розкислення;
• зварювального – Св-08, Св-08А, Св-08АА, Св-08ГА, Св-10га і Св-10Г2 та інші;
• холоднотянутого необробленого – 08кп, 10, 10кп, 10пс, 15, 15кп, 20, 20кп, 20пс і 25;
• арматурного – Ст2, Ст3.

Середньо- і високовуглецеві сталі

Такі марки відрізняються незначним вмістом домішок й легуючих добавок. Характеризуються міцністю і пружністю внутрішнього шару, хорошою оброблюваністю і довговічністю.

Для виробництва дроту найчастіше використовуються наступні середньо- і високовуглецеві марки сталі:

• 30, 35, 40, 45, 50 – для виготовлення холоднотянутого необробленого дроту;
• 65, 70, 75, 80, 85 - для армуючого дроту напружених ж/б конструкцій;
• 70, 75, 80, 85 – для канатного дроту;
• 45, 50, 55, 60, 65, 70 і 75 – для пружинного дроту;
• 30, 50, 85 – для наплавляючого дроту.

Легована сталь виходить шляхом додавання в розплавлений метал модифікуючих компонентів, з метою отримання або посилення тих чи інших фізичних, механічних, технологічних характеристик. Часто використовувані легуючі добавки: алюміній, нікель, кремній, мідь, титан, марганець, молібден, хром, ванадій, цирконій, вольфрам і т.д.

Марки легованих сталей для виготовлення дроту:

• зварювального – Св-08ГС, Св-08Г2С, Св-12ГС, Св-15ГСТЮЦА;
• пружинного – 60С2А, 65С2ВА, 65Г;
• наплавляючого – 40Г, 65Г, 30ХГСА, 30х5, 40Х3Г2МФ, 50ХНМ.

Високолегованою сталь називається в тому випадку, коли зміст легуючих елементів складає від 10 до 50%. Вони створюються під певні екстримальні умови експлуатації. Дріт з корозійностійких сплавів потрібен в умовах підвищеної та постійної вологості, кислотно-лужних середовищах, а жаростійкий і жароміцний дріт використовується у високотемпературних процесах.

Для нагрівальних елементів, резисторів та електричних апаратів використовуються дроти із сплавів 12х13, 08Х18Н10Т, 15Х25Т, 10Х23Н18, 08Х20Н14C2, 1Х12МВСФБР, 06Х16Н15М2Г2ТФР-ВД, 12Х12М1БФР-Ш. Для виготовлення зварювального дроту застосовують високолеговану сталь марок Св-12X13, Св-12Х11НМФ, Св-10Х 17Т.

Застосування дроту

Дротова продукція масово затребувана в самих різних секторах і галузях сучасної промисловості. Вона практично незамінна в сільському господарстві та в інжинірингу.

Канати і троси

Раз й назавжди встановленої межі між канатом і тросом не існує, але прийнято вважати, що троси відрізняються від канатів тим, що зроблені з оцинкованого дроту для роботи в жорстких експлуатаційних умовах і з більшим навантаженням. Без цих виробів неможлива робота вантажопідіймальних механізмів у важкій та легкій промисловості, в будівництві, логістиці та в багатьох інших галузях економіці.

Сталеві канати та троси випускаються:

• для потреб авіації – ГОСТ 2172;
• для оснащення будівельних кранів – ГОСТ 2688, ГОСТ 7668, ГОСТ 3079, ГОСТ 7665 та інші;
• для ліфтового господарства – ГОСТ 3077;
• для дорожніх машин – ГОСТ 2688 та інші.

Також існують канати блискавкозахисту й призначені для екскаваторів, підвісних доріг, підйомників доменних печей, вагоноперекидачів та інших виробничих машин й агрегатів. І всі вони зі сталевого дроту. А діаметри виготовляємих промисловістю канатів можуть бути самі різні: від 1 мм блискавкозахисного тросу до 58,5 мм канатів суднових підйомних пристроїв.

Музичні інструменти

Слухаючи симфонічний оркестр, навряд чи кому приходить в голову, що звуки скрипки й віолончелі, контрабаса й фортепіано починаються в металургійних цехах. Але це саме так.

Струни для музичних інструментів виготовляються з вуглецевих сталей (частка вуглецю 0,8-1,05%) відповідно до ГОСТ 15598. В залежності від пружності струн, вони діляться на два класи – нормальний і підвищений. Обшивка струн може бути круглою, плоскою, напівкруглою.

Формування захисних загороджень охоронюваних об'єктів

Загородження промислових і комерційних об'єктів облаштовуються з металевої сітки. Види сіток, їх параметри і технічні характеристики регламентуються ГОСТ 2715.

За способом виготовлення дротяні сітки розрізняються плетені, кручені, щілині, зварені, збірні. А виготовляють їх з низьковуглецевої сталі, термічно обробленої, світлого або чорного відпалу. Для збільшення терміну експлуатації сітка може піддаватися оцинкуванню, лудінню.

Виготовлення роликів для підшипників

Автомобілі та велосипеди, величезні вентилятори і кулери, скейти і швейні машинки, словом, практично будь-який механізм, що здійснює поступально-обертальні рухи, не працював би без підшипників. А виготовляють їх з вуглецевої хромованої сталі марки ШХ15 або ШХ15СГ.

Ролики для підшипників допомагають вузлам та системам механізмів витримувати навантаження і підрозділяються на:

• циліндричні (ГОСТ 22696, ГОСТ 25255);
• конічні (ГОСТ 27365);
• сферичні (ГОСТ 5721);
• голчасті (ГОСТ 6870);
• кульчасті (ГОСТ 3722).

Обв'язка арматури

Будівництво – одна з головних сфер діяльності, де затребувана сталевий дріт. Для фіксації арматури використовують в'язальний дріт (ГОСТ 3282), що пройшов термообробку і загартування, бо вона міцна, гнучка, не ламається при вигинах.

Якщо порівнювати арматурні каркаси, з'єднані зварюванням або дротом, то в другому випадку вони більш надійні, так як є більш рухливими й еластичними. Ця якість особливо важлива для фундаментів при промерзанні ґрунту та спученні ґрунтів. Обв'язка з дроту запобігає деформації фундаментів.

Матеріал для газозварювання

Для електродугового зварювання в якості присадного матеріалу, поряд з електродами та прутками, використовують зварювальний дріт. Вибір його діаметру та хімічного складу залежить від металу та товщини оброблюваного виробу.

Для отримання надійного з'єднання елементів конструкції з високим ступенем передбачуваного навантаження для зварювання використовують легований дріт з марок сталі Св-10Г2, Св-08ГС, Св-08Г2С. А низьколеговані марки зварюються з використанням низьколегованого й хромоутримуючого дроту.

Підводячи підсумок

Сталевий дріт був, є та буде одним з найважливіших продуктів металургійної промисловості, затребуваним, як у промисловій сфері, так і у приватному використанні.

ТОВ «Метінвест-СМЦ» реалізує широкий сортамент сталевого дроту. У нас є можливість купити дріт сталевий холоднотягнутий з низьковуглецевої сталі для армування залізобетонних конструкцій – ВР-1 діаметром 2.2, 3, 3.2, 4 та 5 мм й дріт сталевий низьковуглецевий загального призначення діаметром 1, 2 і 3 мм за вигідними цінами, постійним клієнтам – знижки.