Классификация строительной стали
Сталь (от нем. Stahl[1]) — деформируемый (ковкий) сплав железа с углеродом (и другими элементами), характеризующийся эвтектоидным превращением. Содержание углерода в стали не более 2,14 %, но не менее 0,022 %.[источник не указан 315 дней] Углерод придаёт сплавам железа прочность и твёрдость, снижая пластичность и вязкость.
Сталь — важнейший конструкционный материал для машиностроения, транспорта, строительства и прочих отраслей народного хозяйства.
К строительным сталям относятся углеродистые стали обыкновенного качества, а также низколегированные стали. Основное требование к строительным сталям - их хорошая свариваемость. Например: С255, С345Т, С390К, С440Д.
Классификация сталей и сплавов производится:
по химическому составу
по структурному составу
по качеству (по способу производства и содержанию вредных примесей
по степени раскисления и характеру затвердевания металла в изложнице
по назначению
По химическому составу углеродистые стали делят в зависимости от содержания углерода на следующие группы:
малоуглеродистые - менее 0,3% С;
среднеуглеродистые - 0,3-0,7% С;
высокоуглеродистые - более 0,7 %С.
Для улучшения технологических свойств стали легируют.
В легированных сталях их классификация по химическому составу определяется суммарным процентом содержания легирующих элементов:
низколегированные - менее 2,5%;
среднелегированные - 2,5-10%;
высоколегированные - более 10%.
|
|
|
По качеству, то есть по способу производства и содержанию вредных примесей, стали и сплавы делятся на четыре группы:Группа S, % P,%
Обыкновенного качества (рядовые) менее 0,06% менее 0,07
Качественные менее 0,04% менее 0,035
Высококачественные менее 0,025% менее 0,025
Особовысококачественные менее 0,015% менее 0,025
Влияние температуры на механические свойства стали
Механические свойства стали при нагревании ее до температуры t = 200…250 °С практически не меняются. При температуре 250...300°С прочность стали несколько повышается, пластичность снижается. Сталь в изломе имеет крупнозернистое строение и становится более хрупкой (синеломкость). Не следует при этой температуре деформировать сталь или подвергать ее ударным воздействиям.
Нагрев выше 400°С приводит к резкому падению предела текучести и временного сопротивления, а при t = 600...650°С наступает температурная пластичность и сталь теряет свою несущую способность.
При отрицательных температурах прочность стали возрастает, ударная вязкость падает и сталь становится более хрупкой.
Зависимость ударной вязкости от температуры характерна тем, что переход от вязкого разрушения к хрупкому происходит, как правило, скачкообразно, в узком температурном диапазоне, называемом порогом хладноломкости.
|
|
|
В соответствии с действующими нормами проектирования стальных конструкций повышение их надежности против хрупкого разрушения достигается в основном выбором марки стали с гарантией ударной вязкости при пониженной температуре, а также специальными мероприятиями на стадиях конструирования и изготовления. Однако такой подход не всегда гарантирует от хрупких разрушений стальных конструкций. В настоящее время ведутся разработки по созданию более объективных методов оценки сопротивляемости конструкций хрупкому разрушению. Для сталей, используемых в строительных конструкциях, среди факторов, вызывающих хрупкое разрушение, одним из доминирующих является снижение температуры. В связи с этим сопротивление элементов стальных конструкций хрупкому разрушению отождествляют с понятием их хладостойкости.
Влияние наклепа на механические св-ва стали.
Повышение упругой работы материала в результате предшествующей пластической деформации называют наклепом. При наклепе искажается атомная решетка, она закрепляется в новом деформированном состоянии. В состоянии наклепа сталь становится более жесткой, пластичность стали снижается, повышается опасность хрупкого разрушения, что неблагоприятно сказывается на работе строительных конструкций. Наклеп возникает в процессе изготовления конструкций при холодной гибке элементов, пробивке отверстии, резке ножницами.
|
|
|
В некоторых случаях, когда снижение пластичности не имеет большого значения, наклеп используют для повышения пределов упругой работы (например, в тонкой высокопрочной проволоке для висячих и предварительно напряженных конструкций, в холоднотянутой арматурной проволоке). Повышение предела текучести допускается также учитывать при расчете элементов из гнутых профилей, где в зоне гиба металл получает наклеп.
Наклеп. Повторные загружения в пределах упругих деформаций (до предела упругости) не изменяют вида диаграммы работы стали, нагружение и разгрузка будут происходить по одной линии (схема ниже, а).
Диаграммы деформирования стали при повторном нагружении:
а – в пределах упругих деформаций; б – с перерывом (после «отдыха»); в – без перерыва
Если образец загрузить до пластического состояния и затем снять нагрузку, то появятся остаточные деформации 
ост. При повторном нагружении образца после некоторого «отдыха» материал работает упруго до уровня предыдущего загружения. Повышение упругой работы материала в результате предшествующей пластической деформации называется наклепом. При наклепе искажается атомная решетка и увеличивается плотность дислокаций. Пластичность стали снижается, повышается опасность хрупкого разрушения, что неблагоприятно сказывается на работе строительных конструкций.
|
|
|
Наклеп возникает в процессе изготовления конструкций при холодной гибки элементов, пробивке отверстий, резке ножницам.
17.Усталость стали
Многократное повторное нагружение может привести к разрушению при меньших напряжениях, чем временное сопротивление и даже предел текучести. Это явление называется усталостью металла, а разрушение – усталостным.
Усталость материала — процесс постепенного накопления повреждений под действием переменных (часто циклических) напряжений, приводящий к изменению его свойств, образованию трещин, их развитию и разрушению материала за указанное время. Усталость является случайным процессом, часто показывает значительный разброс даже в контролируемых условиях.
Чем выше приложенная нагрузка, тем быстрее развивается усталость.
Наносимые повреждения носят кумулятивный характер. При снятии нагрузки, возврата в исходное состояние не происходит.
Усталость находится под влиянием целого ряда факторов, таких как температура, покрытие поверхности, микроструктура, наличие окисляющих или инертных химических веществ, остаточные напряжения и т. д.
сталь и титановые сплавы имеют теоретический предел усталости, нагрузки ниже которого не приводят к увеличению усталости.
Дата добавления: 2018-05-09; просмотров: 357; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!