Алюминиевые сплавы, их свойства и особенности работы

Сортамент для стальных конструкций

Выбор сталей для строительных конструкций

В зависимости от характера нагружения (статическое или динамическое), вида напряженного состояния, способа соединения, все конструкции разделяются на 4 группы (см. табл. 50^*СНиП ІІ-23-81*):

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.

В пределах каждой группы, в зависимости от t°C эксплуатации и монтажа производим выбор класса стали для кождой конкретной проектируемой конструкции.

Сортаментом называют каталоги листов и профилей (ГОСТ), поставляемых металлургическими заводами, с указанием их формы, размеров, геометрических характеристик, массы. Сортамент разработан на основе результатов многолетнего развития металлических конструкций и работ по теории сортамента.

В стальных конструкциях применяется листовая и профильная прокатная сталь. Профильная сталь разделяется на сортовую (круг, квадрат, полоса, уголки) и фасонную (двутавры, швеллеры, шпунтовые и другие фасонные профили). 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.

Для строительных конструкций применяются алюминиевые сплавы с содержанием легирующих компонентов и примесей 5-7% (технический алюминий с примесями до 1% ввиду малой прочности применяются очень редко и только для декоративных и ограждающих элементов). Алюминиевые сплавы разделяются на: д еформируемые (обрабатываемые давлением: прессованием, вытяжкой, прокаткой, штамповкой и т.д.), применяемые в строительных конструкциях; и на литейные, применяемые в основном в машиностроении.

Алюминиевые сплавы легируют марганцем, магнием, кремнием, цинком, медью, хромом, титаном или одновременно несколькими этими компонентами, в зависимости от чего система сплава получает наименование и марку с условным обозначением.

Алюминиевые сплавы поставляют в различных состояниях термической обработки и нагартовки (наклеп, вытяжка).

Технический алюминий обладает очень высокой коррозийной стойкостью, но малопрочен и пластичен. Алюминиево-марганцевые и алюминиево-магниевые сплавы обладают высокой коррозийной стойкостью, сравнительно высокой прочностью и хорошо свариваются.

Многокомпонентные сплавы обладают средней и высокой коррозийной стойкостью, средними и высокими показателями прочности и могут применяться в сварных и клепанных несущих и ограждающих конструкциях.

Термическая обработка повышает прочностные характеристики сплавов в 1,3 – 1,5 раза. При сварке конструкций из термически обработанных сплавов происходит некоторое разупрочнение материалов в зоне термического влияния, которое надо учитывать при расчёте и конструировании сварных соединений. Термически не упрочняются сплавы марок АМг и АМц. Чтобы повысить коррозионную стойкость, алюминиевые сплавы могут быть плакированными (покрытыми тонкой пленкой чистого алюминия при изготовлении полуфабриката).

Структура алюминиевых сплавов состоит из кристаллов алюминия, упрочненными легирующими элементами (легирующие элементы входят в твердый раствор с алюминием и упрочняют его). Особенно большое упрочнение сплавов получается если количество легирующего компонента больше максимально растворимого при обычной температуре, тогда компоненты выделяются в виде упрочняющих включений. Ввиду относительно малой прочности включений и прослоек между зернами под действием нагрузки происходят более плавные деформации и, в отличие от малоуглеродистой стали, площадки текучести в сплавах не получается.

На (рис.1) приведены диаграммы работы некоторых алюминиевых сплавов на растяжение (там же для сравнения дана кривая для стали 3). Наиболее существенные отличия в работе алюминиевых сплавов и стали заключаются в меньшем угле наклона первоначальной прямолинейной части диаграммы алюминиевых сплавов, характеризующем модули упругости материалов (2,1× 10⁴ кН/см² для сталей и 0,71× 10⁴ кН/см² для алюминиевых сплавов), в отсутствии площадки текучести у алюминиевых сплавов, а также в меньшем относительном удлинении термически обработанных сплавов.

Дата добавления: 2014-01-07