5. Классификация строительных сталей

По прочностным св-вам стали условно делят на три группы: обычной прочности (С235…С285) (_y<290 МПа); повышенной прочности (С345…С390) (290МПа<=_y<400МПа); высокой прочности (С440…С590) (_y>=400МПа).

По хим. составу стали подразделяют на углеродистые и легированные. Т.к. большинство легирующих добавок ухудшают свариваемость стали и удорожают ее, в стр-ве в основном применяют низколегированные стали с сумм. содерж. добавок не более 5%.

В зависимости от вида поставки стали подразделяют на горячекатаные и термообработанные (нормализованные или термически улучшенные). При нормализации измельчается структура стали, повышается ее однородность, увелич. вязкость, существенного увелич. прочности не происходит. Термич. улучшение (закалка в воде и высокотемпный отпуск) позволяет получить стали высокой прочности.

По степени раскисления стали могут быть кипящими (сталь после остывания м. им. пористую структуру из-за того, что не все газы м. из нее выйти), полуспокойными (вводится С и Ю) и спокойными (наиболее распространенные, на 30% дороже кипящих).

Обозначения марок стали:

Металлургические: ВСт3кп2 (В – означает, что предприятие гарантирует хим. состав и определенный набор мех. св-в (А – только мех. св-ва, Б – только хим. состав); Ст3 – малоуглеродистая сталь с содерж. углерода 0.2-0.25%; кп – кипящая сталь; 2 – набор мех. св-в к-е проверяются металлургич. предприятием); 14Г2 (14 – 0.14% углерода, Г2 – марганца – 2%).

Строительные: С235К (С – сталь строительная, 235МПа – предел текучести, К – корр. ст-ть).

13. Выбор стали для стальных конструкций

Выбор стали производят на основе вариантного проектирования и технико-экономического анализа с учетом треб. норм. Выбор стали зависит от след. факторов: температуры среды в к-й монтируется и эксплуатируется конструкция, характера нагружения, вида напряженного состояния (сжатие или растяжение) и уровня возникающих напряжений (сильно или слабозагруженные эл-ты), способа соединения элементов (определяющего уровень собственных напряжений, степень концентрации напряжений и св-ва материала в зоне соединения); толщины проката, применяемого в элементах. При выборе стали необходимо учитывать группу конструкций (СНиП, табл. 50). В мат-лах для сварных конструкций обязательно следует оценивать свариваемость.

9. Наклеп и старение сталей

Повышение упругой работы мат-ла в рез-те предшеств. пласт. деф-ции назыв. наклепом.

Повторные нагружения в пределах упругих деф-ций (до предела упругости) не изменяют вида диаграммы работы стали; нагружение и разгрузка будут происходить по одной линии. Если образец загрузить до пластич. стадии и затем снять нагрузку, то он не вернется к первоначальному состоянию с сохр-ем прежних размеров, появится остаточная деформация _ост. При повторном нагружении образца после некоторого “отдыха” он снова работает упруго, повторяя прямую разгрузку, но только до уровня предыдущего нагружения. То же самое будет, если разгрузку начать после того, когда будет пройдена вся площадка текучести. В этом случае при повторных нагружениях сталь не будет иметь площадки текучести. При повторном нагружении без перерыва диаграммы разгрузки и нагрузки имеют петлеобразный характер.

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.

Наклеп возникает при холодной гибке эл-в, пробивке отверстий, резке ножницами.

Под старением понимают изм-е св-в низкоугл-й стали без заметного изм-я ее микроструктуры. Старение снижает пластичность листовой стали, немного повышает прочность, но снижает сопрот. хрупкому разруш-ю и порог хладноломкости.

Различают термическое и деформационное старение. Термическое старение вызвано понижением растворимости углерода и азота в малоуглеродистых сталях, резко охлажденных с т-р 650..700С (после прокатки, сварки) до комнатной т-ры. Деформационное старение происходит в сталях, подвергавшихся холодной деформации (холодная гибка, правка) и связано с образованием атмосфер Коттрелла (группы атомов углерода и азота вокруг дислокаций). Чтобы уменьшить склонность стали к старению, при выплавке прим. дегазацию и модифицирование алюминием.