Активный раздаточный материал. Казахская головная архитектурно-строительная академия факультет общего строительства Дисциплина «строительные конструкции i» 2 кредита Лекция

КАЗАХСКАЯ ГОЛОВНАЯ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ

Факультет общего строительства
Дисциплина «Строительные конструкции I» 2 кредита Лекция №9 «Материалы металлических конструкции».	3 курс 5 семестр 2012-13 уч.год
Лектор: ассоц. проф.Базаров Р.Б., ассис.проф. Ажгалиева Б.А.

Краткое содержание лекции

Основным материалом металлических конструкций является сталь. Сталь – сплав железа с углеродом. Основу стали составляет феррит. Феррит имеет малую прочность и очень пластичен, поэтому в чистом виде в строительных конструкциях не применяется. Прочность его повышают: а) добавками углерода; б) легированием марганцем, кремнием, ванадием, хромом и др.элементами; в) термическим упрочнением и легированием получают, стали высокой прочности.

По способу выплавки стали подразделяются на мартеновские и конверторные.

Качество стали, применяемой при изготовлении металлических конструкций, определяется его механическими свойствами:

1) сопротивлением статическим воздействием - временным сопротивлением и пределом текучести ; 2) сопротивлением динамическим воздействиям и хрупкому разрушению; 3) показателями пластичности – относительным остаточным удлинением; 4) сопротивлением расслоению (изгибом в холодном состоянии); 5) ударной вязкостью стали, которое характеризует ее хрупкость и оценивается работой, которую надо совершить для разрушения специального образца с надрезом при его испытании на удар. Чем больше ударная вязкость стали, тем меньше хрупкость.

Значения этих показателей устанавливается ГОСТами. Кроме того, качество стали определяется сопротивлением многократному нагружению (усталостью); свариваемостью, которая гарантируется соответствующим химическим составом стали и технологией ее производства и коррозионной стойкостью.

Особенности структуры сталей. Структура малоуглеродистой стали, определяющая ее механические свойства, зависит от температуры. Температура плавления чистого железа 1535⁰С. При охлаждении ниже этой температуры в процессе кристаллизации образуется так называемое - железо. При температуре, равной 1400⁰С, когда железо находится уже в твердом состоянии, из - железо образуется – железо. При 910⁰С с ГЦК решеткой - Fe вновь при охлаждении превращаются в более рыхлые, объемно-центрированные. И это состояние сохранится до комнатной и отрицательной температуры. Эта модификация железа называется -железо. Температура плавления железоуглеродистого сплава от содержания углерода. По мере увеличения содержания углерода в стали температура плавления снижается. При остывании образуется твердый раствор углерода в - Fe, называемой аустенитом. При 910⁰С из аустенита начинают выделяться кристаллы твердого раствора углерода (до 0,003%) в - железе, называемого ферритом. По мере выделения феррита из аустенита аустенит все более обогащается углеродом и при t = 723⁰С превращается в перлит-смесь, состоящую из феррита и карбида железа , называемого цементитом. Если феррит пластичен и малопрочен, цементит, наоборот, очень тверд и хрупок. Перлит обладает промежуточными свойствами. Феррит образует кристаллы, занимающие почти весь объем металла; цементит располагается между зернами феррита.

Химические составы сталей. Углеродистая сталь обыкновенного качества состоит из железа и углерода с некоторыми добавками кремния, алюминия, марганца, меди. Каждому химическому элементу, входящему в состав стали, присвоена буква русского алфавита (указана в скобках), которая приводится при обозначении марки стали. Например, марка стали 10Г2С1(С375) означает что содержание углерода составляет 0,10%, марганца -2%, кремния -1%.

По технологии изготовления малоуглеродистая сталь может быть кипящей (кп), полуспокойной (пс), спокойной (сп). Сталь называют кипящей, если ее сразу же (без выдержки) разливают в изложницы; при этом часть газов остается в затвердевшем металле в виде газовых пузырьков, которые снижают его качество. Спокойные (и в несколько меньшей степени полуспокойные) стали перед разливкой определенное время выдерживают, в результате чего устраняется возможность образование газовых пузырьков, а следовательно, повышается надежность работы стали в конструкциях, особенно при динамических нагрузках и в условиях низких температур.

Контрольные вопросы:

1.Материалы, применяемые для металлических конструкций и требования, предъявляемые к ним?

2. Способы повышения прочности строительных стали?

3. Назовите современный метод способа выплавки стали?

4. Какими механическими свойствами определяются качество стали?

5. Как различают строительные стали по химическому составу?

6. Назовите вредные примеси и их влияние на свойства стали?

7. Как разделяется сталь по технологии изготовления?

Дата добавления: 2014-01-03