Квадратна сталь для високоміцного кріплення рейок і шпал: характеристики, марки та переваги застосування
Металевий квадрат застосовується при виготовленні окремих елементів кріплення та допоміжних деталей у будівництві й ремонті залізничних колій. Це один із видів сортового прокату, який може використовуватися при формуванні високоміцних з’єднань для укладання сталевих рейок і шпал.
Для виготовлення елементів кріплення використовують прут квадратний, оскільки його форма зручна для виготовлення деталей, що працюють у вузлах фіксації рейкових елементів, квадратний переріз запобігає провертанню заготовки під час монтажу та експлуатації.
Крім того, купити квадратний пруток зручно для виготовлення болтів і закладних деталей, так як він має високу жорсткість і рівномірно розподіляє навантаження.
Розглянемо характеристики квадратної сталі більш детально.
Що таке квадратна сталь
Квадратна сталь – це гарячекатаний або калібрований сталевий квадратний профіль, виготовлений з якісних марок сталі зі стороною перерізу 6–200 мм з геометрично правильною чотирикутною рівнобічною формою поперечного перерізу. Основний вид постачання квадрата – в прутках і штангах, для виробів малих перетинів також іноді використовують форму мотків і бухт.
Широкий сортамент дає можливість використовувати квадрат сталевий в самих різних сферах. Основні характеристики, на які варто звернути увагу:
- розмір перетину (сторона квадрата);
- точність обробки;
- клас кривизни (I–IV);
- спосіб термообробки;
- марка сталі, з якої виготовлений пруток.
Металопрокат характеризується підвищеною точністю, практично ідеально рівний і максимально відповідає заявленим властивостям. При незначних допустимих відхиленнях від норми сталевий пруток є виробом звичайної точності.
Марки сталі для виготовлення
У залізничній галузі використовується залізний квадрат, виготовлений з таких марок сталей:
- Сталь 20. Це конструкційна вуглецева якісна сталь, яка завдяки вмісту вуглецю близько 0,2% поєднує в собі достатню міцність, хорошу пластичність і чудову зварюваність. Вона належить до категорії м’яких сталей, що легко піддаються механічній та термічній обробці, що робить її надзвичайно популярною в машинобудуванні.
- Ст3 – вуглецева конструкційна звичайної якості, що використовується під час виготовлення несучих та не несучих елементів для зварних і не зварних конструкцій, а також деталей, що працюють при позитивних температурах. Широко використовується у промисловому будівництві, а також при прокладанні надземних, наземних і підземних комунікацій.
- 09Г2С. Це низьколегована конструкційна сталь з підвищеною міцністю, що використовується при виробництві сортового та листового прокату та фасонних профілів підвищеної міцності.
Порівняльна характеристика вищезгаданих марок сталей наведено в таблиці.
| Показник | Сталь 20 | Ст3 | 09Г2С |
| Тип сталі | Вуглецева якісна конструкційна | Вуглецева звичайної якості | Низьколегована конструкційна |
| Міцність | 410–550 МПа | 370–510 МПа | 490–640 МПа |
| Зварюваність | Добра, але бажаний підігрів при великих значеннях перерізу | Дуже добра, легко зварюється без попередньої підготовки | Добра, зберігає властивості при низьких температурах |
| Ударна в’язкість | Середня | Середня | Висока, особливо при низьких температурах |
| Сфера застосування | Вали, осі, деталі машин | Будівельні конструкції, балки, арматура | Мости, резервуари, трубопроводи, конструкції для холодного клімату |
Технічні характеристики
Основні характеристики, якими має володіти квадрат металевий для його застосування у будівництві рейок і шпал:
- механічна міцність і жорсткість профілю;
- зносостійкість при експлуатаційних навантаженнях;
- стійкість до динамічних та вібраційних навантажень.
Квадратна сталь для залізничного будівництва має відповідати таким вимогам: висока міцність, ударна в’язкість, добра зварюваність, стійкість до втоми та вібраційних навантажень, точність геометричних розмірів, однорідність структури, відповідність ДСТУ для забезпечення довговічності експлуатації й безпеки прокладених колій.
Застосування у залізничному будівництві
Для залізничного будівництва гуртові закупівлі сталевого квадратного прутка здійснюються для:
- Виготовлення закладних деталей, болтів, анкерних елементів та допоміжних конструкцій.
- Використання у вузлах фіксації та елементах опори.
- Застосування у допоміжних металоконструкціях, у тому числі для кранових та технологічних шляхів.
Квадратна сталь є одним із доцільних і широко застосовуваних видів сортового прокату при виготовленні елементів, що використовуються у формуванні вузлів рейкового кріплення.
Завдяки формі перерізу квадратний пруток забезпечує зручність виготовлення кріпильних елементів та їхню стабільність у вузлах з’єднання, підвищує стійкість деталей під час динамічних навантажень при русі поїздів, а також має достатню міцність, добру зварюваність і зносостійкість, що важливо для тривалої експлуатації залізничного полотна в умовах вібрацій, перепадів температур і вологи.
Крім того, квадратний пруток зручний у виготовленні болтів, закладних деталей та інших елементів при формуванні колії, що сприяє надійності,довговічності та безпеці залізничної інфраструктури.