Листовый металл: виды, применение и особенности производства

Листовой металл — один из важнейших и известных материалов в инженерии, играющий огромную роль в нашей повседневной жизни. Листовые металлы повсюду: кузова автомобилей, механизмы, фасады домов, мебель. Чаще всего они служат оболочками (корпусами) деталей.

В этой статье мы подробно рассмотрим материалы листового металла, их типы, размеры и толщину, применение, горяче- и холоднокатаные листы, а также процессы формовки.

Инженер должен знать стандартные измерения, материалы, различия в производстве, свойства и методы формовки перед применением в любом проекте.

Листы металла образуются промышленным процессом в тонкие плоские заготовки, широко используемые металлообработчиками. Их можно резать и гнуть в различные размеры и формы, что делает их применимыми к разным фабрикационным проектам.

Применение

Исторически листовые металлы использовались для лат (доспехов) всадников и широко применялись в декоративных целях.

Современное применение: кузова автомобилей и грузовиков, медицинские столы, фюзеляжи и крылья самолетов, кровля зданий (архитектура) и многие другие сферы.

Листовой металл из железа и других материалов с высокой магнитной проницаемостью хорошо применяется в электрических машинах и трансформаторах.

Фольга, лист и пластина

Эти металлы поставляются в разных толщинах. Экстремально тонкие листы считаются фольгой или листовой фольгой. Листовый металл толще 6 мм (0,25 дюйма) считается пластиной или конструкционной сталью. Доступны в виде плоских листов или рулонов. Рулоны формируются путем пропуска непрерывного листа через разделительный вал. Металлическая фольга часто производится из алюминия, толщина обычно до 0,2 мм.

Типы листового металла

Ниже описаны типы листового металла и материалы, из которых они изготовлены:

Материалы

В листовый металл можно превратить различные металлы: алюминий, медь, латунь, олово, никель, титан. Для декоративных целей используют дорогие металлы: серебро, золото, платину. Выбор правильного листового металла для конкретного проекта определяется приложением и требованиями изделия.

Некоторые материалы имеют схожие механические свойства с другими металлами в проекте. Так, стальной лист с высокой предельной прочностью и долговечностью подходит для механики и строительных работ.

Нержавеющая сталь

Нержавейка выпускается в трех основных марках, марка 304 — самая распространенная. Обеспечивает хорошую коррозионную стойкость, сохраняя куемость и свариваемость. Доступные отделочные покрытия: #2B, #3, #4.

Марка 316 обладает более высокой коррозионной стойкостью и прочностью при повышенных температурах по сравнению с 304. Применяется для химического оборудования, морских применений, насосов, клапанов и др.

Марка 410 — термообрабатываемая, но имеет более низкую коррозионную стойкость, чем предыдущие. Широко используется для производства столовой посуды (ножей, вилок).

Популярная марка 430 — дешевая альтернатива 300-й серии. Рассматривается, когда высокая коррозионная стойкость не критична. Применяется для бытовых приборов.

Алюминий

Алюминий — еще один популярный металл для листового металла благодаря гибкости, стоимостной эффективности, широкому выбору марок и другим свойствам. В британском английском произносится «aluminium». Четыре основные марки:

1100-H14, 3003-H14, 5052-H32, 6061-T6

• 1100-H14 — чистый алюминий, высокая химическая и погодная стойкость. Свариваем, достаточно кучив для глубокой вытяжки, но низкая прочность. Применение: химическое оборудование, ювелирные изделия, световые отражатели.
• 3003-H14 — когда важны низкая стоимость и куемость. Прочнее 1100, коррозионно-стойкий, свариваем. Применяется для почтовых ящиков, вытягиваемых и штампованных деталей, шкафов, лопастей вентиляторов, штамповки.
• 5052-H32 — значительно прочнее 3003 при сохранении хорошей куемости. Хорошая свариваемость и высокая коррозионная стойкость. Применение: электронные шасси, сосуды под давлением, баки.
• 6061-T6 — высшая марка среди перечисленных, распространенный термообрабатываемый конструкционный алюминиевый сплав. Свариваем, коррозионно-стойкий, прочнее 5052. Однако при сварке теряет часть прочности и не поддается формовке. Основное применение: современные авиационные конструкции.

Латунь

Латунь — медный сплав, также используемый как листовый металл. Обладает хорошими свойствами: проводимостью, куемостью, коррозионной стойкостью и более высокой прочностью.

Проблема латунных листов — вариабельность свойств входящих рулонов. Материал показывает высокий процент брака из-за нестабильного поведения в производстве. Существуют дискриминационные методы тестирования куемости входящего материала.

Толщина листового металла

Толщина листового металла во всем мире указывается в миллиметрах. В США традиционно используется нелинейная мера — калибр (gauge): чем больше номер калибра, тем тоньше металл.

Наиболее распространенные стальные листы — от 30 до 7 калибра. Калибр отличается для черных и цветных металлов. Для цветных металлов (медь) толщина измеряется в унциях, представляющих вес меди. Детали из листового металла должны сохранять равномерную толщину для идеальных результатов в работе.

Горячекатаный и холоднокатаный листовый металл

Два способа производства листового металла — горячая и холодная прокатка. Исследования показывают, что листы и пластины горячекатывают для экономии. В производстве конструкционных сталей холодная прокатка идет только до 3 мм. Для нержавейки горячая прокатка начинается от 3 мм и покрывает диапазон до 6 мм с последующей холодной прокаткой.

Инженерам важно отличать эти процессы для точности. Холоднокатаные стали предпочтительнее, так как конечные размеры можно контролировать. При горячей прокатке размеры и форма могут меняться после охлаждения, вызывая незначительное усадку.

Надеемся, статья была интересной и полезной. Делитесь мнением в комментариях и рекомендуйте другим!