Реферат: Классификация углеродистой стали

Сталь обычного назначения (ГОСТ 380—71) широко применяется в строительной технике; поэтому остановимся на ней более подробно.

Сталь группы А подразделяют на три категории. Первая категория этой стали нормирует показатели временного сопротивления разрыву и относительного удлинения. Вторая категория кроме первых двух показателей учитывает также изгибе холодном состоянии, а третья еще и предел текучести стали.

Сталь группы В гарантирует не только механические свойства, но и химический состав, что очень важно для строительных сварных конструкции.

В строительстве применяют также низколегированные стали (см. ниже).

Стальные фасонные гнутые профили изготавливают из стали марок Ст0, Ст1, Ст2, Ст3 по ГОСТ 380—71 и стали марок от 08 до 25 включи­тельно по ГОСТ 1050—74.

Стали, предназначенные для изготовления ответственных металло­конструкций, подвергают испытанию на чувствительность к старению после наклепа. Для этого образцы деформируют на 10%. Один обра­зец испытывают на ударную вязкость до старения, другой — после. Старение производят в течение 1 ч при 250°С с последующим охлаж­дением на воздухе.

Показатель чувствительности стали к деформационному старению определяют по формуле

К = ,

где а_и – ударная вязкость образца в исходном состоянии;

а_с ' — то же, после старения.

Если этот показатель более 0,5, из такой стали не разрешают из­готовлять металлоконструкции.

Несущие (расчетные) сварные и клепаные конструкции зданий и сооружений изготовляют из мартеновской и кислородно-конверторной стали. Для конструкций, не имеющих сварных соединений, и для свар­ных конструкций, воспринимающих только статические нагрузки, применяют в основном мартеновскую сталь.

Нерасчетные элементы конструкций (не несущие большие нагруз­ки) изготовляют из мартеновской и бессемеровской стали. В случае применения сварки следует использовать стали этих марок по группе Б (ГОСТ 380—71). Сталь группы Б, предназначаемую для изготовле­ния строительных конструкций, проверяют на свариваемость по спе­циальному стандарту.

Стали группы А (ГОСТ 380—71) применяют для неответственных элементов строительных конструкций.

Кровельное железо изготовляют из стали марок МСт1кп, КСт1кп. Поставляют его в виде отожженных листов толщиной 0,38—0,82 мм. Листы испытывают на перегиб с образованием двойного кровельного замка; при этом не должны появляться отслаивания, трещины, на­дрывы и изломы.

Конструкции из листовой стали: резервуары, газгольдеры, трубо­проводы и другие изделия изготовляют из стали различных марок: мартеновской или конверторной, кипящей или полуспокойной. Эти ста­ли малочувствительны к концентрации напряжений, не склонны к хрупкому разрушению и старению после наклепа, обладают хорошей свариваемостью, достаточно высокой ударной вязкостью.

Арматурная сталь для армирования обычных и предварительно напряженных железобетонных конструкций подразделяется на четыре класса: А-1, А-II, А-III и А-IV. Стержни класса А-1 изготовляют из стали: СтЗкп, СтЗсп, СтЗпс, ВСтЗкп2, КСтЗпс2: стержни класса А-IIдиаметром от 10 до 40 мм — из стали марки ВСт5сп2.

Мостовые металлические конструкции изготовляют из горяче­катаной малоуглеродистой мартеновской стали (ГОСТ 6713—53). Сварные конструкции мостов изготовляют из стали марки М16С. Клепаные конструкции мостов изготовляют из стали марки МСтЗмост. Структура мостовых сталей должна быть мелкозернистой, однород­ной, без внешних дефектов (раковины, пористость, трещины, воло­совины).

Прочностные характеристики (предел прочности, предел теку­чести, относительное удлинение, ударная вязкость) имеют решающее значение при выборе марки стали для элементов мостовых конструк­ций.

До последнего времени строительные стали не подвергали упроч­нению термической обработкой. Однако исследования показали, что термическое упрочнение малоуглеродистой стали повышает ее меха­нические свойства [предел прочности и предел текучести стали марки МСтЗкп увеличился на 20–30%; ударная вязкость при температуре –20°С составляет не менее 40 Дж/см² (4 кгсм/м² ). Термическую обработку осуществляют после прокатки; такая обработка, упрочняя сталь, позволяет уменьшить массу конструкции на 15–20%.

Строительные стали можно упрочнить холодной обработкой дав­лением, а также высокотемпературной термомеханической обработкой при прокатке.

Алюминий и сплавы на основе алюминия

Алюминий — металл серебристо-белого цвета, трехвалентен, на­ходится в II группе периодической системы элементов, порядковый номер 13. Его атомный радиус 1,43А; имеет гранецентрированную кристаллическую решетку с параметром от 4,041 до 4,047А, изменяю­щимся в зависимости от чистоты алюминия. Плотность алюминия в зависимости от температуры имеет следующие значения:

Температура, °С.............. 20 100 400

Плотность, кг/м³ ............... 2703 2690 2620

В зависимости от чистоты температура плавления алюминия колеблется 667 до 660° С. Чистый алюминий обладает высокой пластичностью (δ≈40%), небольшой прочностью (σ_в ≈80 МН/м² (МПа)), высокой электропроводностью, относительно высокой теплопроводностью, теплоемкостью и коррозионной стойкостью на воздухе. В зависимости от содержания примесей чистый алюминий по ГОСТ 11069—64 подразделяется на особо чистый А999 (99,999% А1) и высокой чистоты А99, А995, А97, А95 и технически чистый А85, А8, А7, А6, А5 и т. д. Примеси значительно снижают электропроводность, теплопроводность и пластические свойства алюминия.

Низкий предел прочности чистого алюминия сильно ограничивает область его применения. В качестве конструкционных материалов промышленность широко применяет сплавы алюминия с другими ме­таллами и неметаллами, сочетающие в себе лучшие свойства чистого алюминия и повышенные прочностные характеристики добавок. За последние годы в технике нашли применение многокомпонентные ле­гированные сплавы на основе алюминия, которые по своим прочност­ным и другим свойствам конкурируют с традиционными сплавами на основе железа и других металлов.

Все сплавы на основе алюминия подразделяются на два класса — деформируемые и литейные.

Деформируемые алюминиевые сплавы. В зависимости от химичес­кого состава деформируемые сплавы можно разделить на следующие семь групп: сплавы на основе системы Аl—Мn (АМц);