4. Группы сталей по прочности.

Стали обычной прочности С235 – С285 (σ_y 29 кН/см²). Свойства: небольшая прочность; очень пластичны (площадка текучести 2,5% и больше), ; хорошая свариваемость; средняя коррозийная стойкость; хрупкое разрушение при низких t.

Стали повышенной прочности (29 кН/см²σ_y  40 кН/ см²) С345 – С390, получают введением легирующих добавок (в основном, Mn и Si), либо термоупрочнением низкоуглеродистой стали (С345Т). Свойства: пластичность снижается (площадка текучести 1-1,5%); хуже свариваемость (особенно с высоким содержанием кремния); коррозионная стойкость близка к низкоуглеродистым сталям; более высокое сопротивление хрупкому разрушению; дают экономию металла 20-25% за счёт высоких прочностных свойств.

Стали высокой прочности (σ_y40 кН/см²) С440 – С590, прокат получают путем легирования и термической обработки. Свойства: могут не иметь площадки текучести (при G_y50 кН/см²); , что не позволяет учитывать в расчётах пластические деформации; высокая ударная вязкость и сопротивление хрупкому разрушению; «минусы» - при сварке происходят различные структурные превращения, что приводит к разупрочнению стали в околошлаковой зоне; экономия металла 25-30%.

Выбор сталей для строительных конструкций

В зависимости от характера нагружения (статическое или динамическое), вида напряженного состояния, способа соединения, все конструкции разделяются на 4 группы:

І гр. – особо тяжелые условия работы – динамические, вибрационные нагрузки.

ІІ гр. – сварные конструкции, работающие на статическую нагрузку при одно- или двуосных растягивающих напряжениях, а также конструкции І гр. при отсутствии сварных соединений.

ІІІ гр. – сварные конструкции, работающие при преимущественном воздействии сжимающих напряжений, а также конструкции ІІ гр. при отсутствии сварных соединений.

ІV гр. – вспомогательные конструкции и элементы.

Сортамент для стальных конструкций

Сортаментом называют каталоги листов и профилей (ГОСТ), поставляемых металлургическими заводами, с указанием их формы, размеров, геометрических характеристик, массы.

В стальных конструкциях применяется листовая и профильная прокатная сталь. Профильная сталь разделяется на сортовую (круг, квадрат, полоса, уголки) и фасонную (двутавры, швеллеры, и др.). Кроме этого, широко применяется сортамент вторичных профилей: сварных, профиль которых образован соединением на сварке отдельных полос или листов; гнутых, образованных холодной гибкой стальных полос и листов.

5. Влияние различных факторов на свойства стали.

Старением называется изменение св-тв матер-в (увеличиваются пределы упругости, текучести и прочности, снижается относительное удлинение , уменьшается ударная вязкость, сталь становиться более хрупкой) во времени без существенного изменения его макроструктуры. Сталь в целом становиться более прочной, но менее пластичной. Различают два вида старения – термическое и деформационное.

Термическое старение происходит после нагрева до сравнительно невысоких температур (искусственное старение), либо протекает при комнатной температуре (естественное старение).

Деформационное старение происходит после пластического деформирования при температурах ниже температуры рекристаллизации (150-200ºС).

Наклеп.

Если образец загрузить до пластического состояния, а затем нагрузки снять, появиться остаточная деформация . При повторном загружении после отдыха материал работает упруго до уровня предыдущего загружения.

Повышение упругой работы материала в результате предшествующей пластической деформации называется наклепом.

В результате наклепа снижается пластичность, повышается опасность хрупкого разрушения (при холодной гибке, резке ножницами, пробивке отверстий).

Влияние температуры.

При проектировании стальных конструкций принимается, что до температуры 400ºС механические характеристики стали остаются постоянными, а при более высоких температурах сталь становиться ненесущеспособной. При отрицательных температурах и с увеличением толщины проката повышается хрупкость и прочность стали.

Строительные стали становятся хрупкими при температурах:t=-(30-35ºC) – малоуглеродистые кипящие стали; t=-(45-50ºC) – малоуглеродистые спокойные; t=-(55-60ºC) – низколегированные.

Коррозия стали.

Коррозия может быть химической, вызванной непосредственным воздействием на металл агрессивных жидкостей или газов, и электрохимической, вызванной воздействием влаги и атмосферы на поверхностный слой металла.

Продукт коррозии – ржавчина. Ржавчина, заполняя трещины на поверхности металла, являющиеся следствием прокатки, сварки, дефектов структуры, усталости металла и других причин, и затем, увеличиваясь в объеме расширяет и углубляет их, ослабляя сечение конструкции и образуя концентраторы напряжений. Развиваясь между склепанными элементами, ржавчина вызывает местные вздутия и даже отрыв головок заклепок.

Основными мероприятиями по борьбе с коррозией металлоконструкций являются: 1)проектирование МК без узких щелей, пазух, с формой сечений элементов, хорошо обтекаемой воздушными струями, не удерживающих пыли, открытых для окраски; 2)высококачественная огрунтовка изготовленных конструкций и последующая их окраска правильно выбранными лакокрасочными покрытиями; 3)периодическая окраска МК в процессе эксплуатации.