Лабораторная работа № 2

СТРУКТУРА И СВОЙСТВА КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ

Цель лабораторной работы - изучение структуры и свойств кон­струкционных строительных сталей.

Оснащение участка лабораторной работы:

оборудование - металлографические микроскопы МИМ-6, МИМ-7, ММУ-3 и МЕТАМ РВ-22;

материалы ~ коллекция микрошлифов углеродистых сталей в равновесном состоянии;

плакаты - диаграммы состояния железоуглеродистых сталей, классификация и свойства углеродистых и легированных строитель­ных сталей;

справочная литература - стандарты, справочники.

1. Классификация строительных сталей по прочности и области их применения

Строительные стали в зависимости от уровня прочностных свойств условно классифицируют на стали обычной прочности (б_т до 290 МПа), стали повышенной прочности (б_т от 290 до 440 МПа) и стали высокой прочности (б_т от 440 МПа и выше).

В табл. 1 приведены условные обозначения классов строитель­ных сталей по ГОСТ 277-72, максимальные значения предела текуче­сти и некоторые марки сталей, соответствующие каждому классу.

Выбор марок сталей для строительных конструкций осуществ­ляют на основе вариантного проектирования и технико-экономи­ческого анализа в соответствии с рекомендациями строительных норм и правил (СНиП 11-23-81).

Рекомендации СНиПа учитывают различия в условиях работы конструкций, которые делятся на четыре группы:

1. Сварные строительные конструкции, работающие в особо тяжелых условиях и подвергающиеся непосредственному воздей­ствию динамических, вибрационных или подвижных нагрузок (бал­ки рабочих площадок, элементы конструкций бункерных и разгру­зочных эстакад, пролетные строения транспортных галерей и т. д.). Для этой группы рекомендуется сталь С345 марок 09Г2С, 10Г2СД, 15ХСНД и С390 (10ХСНД и термоупрочненная 10Г2С). Примене­ние высокопрочных сталей с б_т > 440 МПа, более склонных к хруп­кому разрушению, не рекомендуется.

2. Сварные конструкции, находящиеся под непосредственным воздействием динамических и вибрационных нагрузок, кроме пе­речисленных в группе 1 (пролетные строения и опоры транспорт­ных галерей и т. д.), а также конструкции и их элементы, указанные в группе И при отсутствии в них сварных соединений.

14

			Таблица 1
Класс стали		Предел текучести (не ниже), МПа	Марка стали по действую­щим стандартам или ТУ
I	С235	235	CтЗкп2, 18кп
	С245	245	Сг3псб, СгЗсп5,18пс
	С255	255	СтЗГпс5, СгЗГсп6, 18Гсп
	С275	275	СтЗпс6
	С285	285	СтЗсп5, СтЗГспЗ
II	С345	345	09Г2С,12Г2С, 14Г2
	С345Т	345	15ХСНТ,СтЗТпс
	С345К	345	10ХНДП
	С375, С37Д	375	12Г2С, 12Г2СД
	С390, С390Д	390	14Г2АФ, 10Г2С1,1ОХСНД
	С390К	390	15Г2АФД
III	С440	440	16Г2АФ
	С590	590	12Г2СМФ
	С590К	590	12ГН2МФАЮ

При умеренно низких температурах (до -30 °С) применяются стали обычной и повышенной прочностей 09Г2С, 10Г2С, 10Г2СД, 15ХСНД, 10ХСНД, 14Г2АФ и высокопрочные стали 16Г2АФ, 15Г2АФ. При рабочих температурах ниже -30 °С применять высо­копрочные стали не рекомендуется.

3. Сварные конструкции либо их элементы, работающие при статических нагрузках (колонны, стойки, опорные плиты, элемен­ты настила перекрытий и т. д.). При температуре выше -30 °С при­меняют стали обычной, повышенной и высокой прочности марок 14Г2,14Г2АФ, 12Г2СМФ. Для температуры ниже -40 °С применение высокопрочных сталей С440 и С590 не рекомендуется.

4. Вспомогательные конструкции зданий и сооружений (связи, ле­стницы, трапы, ограждения т. д.). а также конструкции и их элементы группы 3 при отсутствии сварных соединений. Для них рекомендуют­ся углеродистые стали обычной прочности и низколегированные ста­ли повышенной прочности марок 09Г2С, 14Г2,12Г2С, 15ХСНД,

Металлические мосты изготавливаются из углеродистой стали 16Д и низколегированных сталей 15ХСНДи 10ХСНД (ГОСТ 6713-75), 10Г2С1Д, 16Г2АФ.

Для резервуаров больших объемов, газгольдеров и других ем­костей рекомендуются стали от С330 до С590 (09Г2С, 16Г2АФ, 10Г2С, 12Г2СТФ и т.д.).

Для сварных магистральных газопроводных труб применяют сталь 17ГС (б_т = 360 МПа), поступающую в нормализованном со­стоянии. В последние годы для труб применяют легированные ста­ли марок 14Г2САФ, 14Г2СФБ, 16Г2САФ с б_т =< 450 МПа.

После сварки для снятия напряжений низколегированные ста­ли могут подвергаться высокому отпуску при 630...700 °С.