Penerangan aluminium: Aluminium tidak mempunyai transformasi polimorfik dan mempunyai kekisi kubus berpusat muka dengan tempoh a = 0.4041 nm. Aluminium dan aloinya sesuai dengan ubah bentuk panas dan sejuk - menggelek, menempa, menekan, melukis, membengkok, pengecapan lembaran dan operasi lain.

Semua aloi aluminium boleh dicantumkan kimpalan titik, dan aloi khas boleh dikimpal dengan gabungan dan jenis kimpalan lain. Aloi aluminium boleh ubah bentuk dibahagikan kepada yang boleh dikeraskan dan yang tidak boleh dikeraskan dengan rawatan haba.

Semua sifat aloi ditentukan bukan sahaja dengan kaedah mendapatkan bahan kerja separuh siap dan rawatan haba, tetapi terutamanya oleh komposisi kimia dan terutamanya sifat fasa yang menguatkan setiap aloi. Sifat penuaan aloi aluminium bergantung pada jenis penuaan: zon, fasa atau pembekuan.

Pada peringkat penuaan pembekuan (T2 dan T3), rintangan kakisan meningkat dengan ketara, dan paling banyak gabungan optimum ciri kekuatan, ketahanan terhadap kakisan tegasan, kakisan pengelupasan, keliatan patah (K 1c) dan kemuluran (terutamanya dalam arah menegak).

Keadaan produk separuh siap, sifat penyaduran dan arah pemotongan sampel ditunjukkan seperti berikut - Lagenda aluminium bergulung:

M - Lembut, anil

T - Mengeras dan tua secara semula jadi

T1 - Mengeras dan berumur buatan

T2 - Dikeras dan dibuat secara buatan mengikut rejim yang memberikan nilai keliatan patah yang lebih tinggi dan rintangan yang lebih baik terhadap kakisan tegasan

TZ - Dikeras dan dituakan secara buatan mengikut rejim yang memberikan ketahanan tertinggi terhadap kakisan tekanan dan keliatan patah

N - kerja sejuk (warna-kerja kepingan aloi seperti duralumin kira-kira 5-7%)

P - Separa mengeras

H1 - Berwarna sangat sejuk (lembaran tahan sejuk kira-kira 20%)

TPP - Mengeras dan berumur secara semula jadi, meningkatkan kekuatan

GK - Canai panas (cadar, papak)

B - Pelapisan teknologi

A - Penyaduran biasa

UP - Pelapisan tebal (8% setiap sisi)

D - Arah membujur (sepanjang gentian)

P - Arah melintang

B - Arah ketinggian (ketebalan)

X - Arah kord

R - Arah jejari

PD, DP, VD, VP, ХР, РХ - Arah pemotongan sampel yang digunakan untuk menentukan keliatan patah dan kadar pertumbuhan retak lesu. Huruf pertama mencirikan arah paksi sampel, yang kedua - arah satah, contohnya: PV - paksi sampel bertepatan dengan lebar produk separuh siap, dan satah retak selari dengan ketinggian atau ketebalan .

Analisis dan mendapatkan sampel aluminium: Bijih. Pada masa ini, aluminium dihasilkan daripada hanya satu jenis bijih - bauksit. Bauksit yang biasa digunakan mengandungi 50-60% A 12 O 3,<30% Fe 2 О 3 , несколько процентов SiО 2 , ТiО 2 , иногда несколько процентов СаО и ряд других окислов.

Sampel dari bauksit diambil mengikut peraturan am, memberi perhatian khusus kepada kemungkinan penyerapan lembapan oleh bahan, serta nisbah berbeza zarah besar dan kecil. Berat sampel bergantung pada saiz sampel yang diuji: daripada setiap 20 tan adalah perlu untuk memilih sekurang-kurangnya 5 kg untuk jumlah sampel.

Apabila pensampelan bauksit dalam susunan berbentuk kon, kepingan kecil dipecahkan daripada semua kepingan besar yang beratnya >2 kg terletak dalam bulatan dengan jejari 1 m dan dibawa ke dalam penyodok. Isipadu yang hilang diisi dengan zarah kecil bahan yang diambil dari permukaan sisi kon yang diuji.

Bahan yang dipilih dikumpulkan dalam bekas yang tertutup rapat.

Semua bahan sampel dihancurkan dalam penghancur kepada zarah bersaiz 20 mm, dituangkan ke dalam kon, dikurangkan dan dihancurkan semula kepada zarah saiz.<10 мм. Затем материал еще раз перемешивают и отбирают пробы для определения содержания влаги. Оставшийся материал высушивают, снова сокращают и измельчают до частиц размером < 1 мм. Окончательный материал пробы сокращают до 5 кг и дробят без остатка до частиц мельче 0,25 мм.

Penyediaan selanjutnya sampel untuk analisis dijalankan selepas pengeringan pada 105° C. Saiz zarah sampel untuk analisis mestilah kurang daripada 0.09 mm, jumlah bahan ialah 50 kg.

Sampel bauksit yang disediakan sangat terdedah kepada stratifikasi. Jika sampel yang terdiri daripada zarah saiz<0,25 мм, транспортируют в сосудах, то перед отбором части материала необходимо перемешать весь материал до получения однородного состава. Отбор проб от криолита и фторида алюминия не представляет особых трудностей. Материал, поставляемый в мешках и имеющий однородный состав, опробуют с помощью щупа, причем подпробы отбирают от каждого пятого или десятого мешка. Объединенные подпробы измельчают до тех пор, пока они не будут проходить через сито с размером отверстий 1 мм, и сокращают до массы 1 кг. Этот сокращенный материал пробы измельчают, пока он не будет полностью проходить через сито с размером отверстий 0,25 мм. Затем отбирают пробу для анализа и дробят до получения частиц размером 0,09 мм.

Sampel daripada cair fluorida cecair yang digunakan dalam elektrolisis aluminium cair sebagai elektrolit diambil dengan sudu keluli daripada cair cair selepas mengeluarkan mendapan pepejal dari permukaan mandi. Sampel cecair cair dituangkan ke dalam acuan dan jongkong kecil berukuran 150x25x25 mm diperolehi; kemudian keseluruhan sampel dihancurkan kepada saiz zarah sampel makmal kurang daripada 0.09 mm...

Peleburan aluminium: Bergantung pada skala pengeluaran, sifat pemutus dan keupayaan tenaga, peleburan aloi aluminium boleh dilakukan dalam relau pijar, dalam relau elektrik rintangan dan dalam relau elektrik aruhan.

Aloi aluminium cair harus memastikan bukan sahaja aloi siap berkualiti tinggi, tetapi juga produktiviti tinggi unit dan, sebagai tambahan, kos tuangan yang minimum.

Kaedah yang paling progresif untuk mencairkan aloi aluminium ialah kaedah pemanasan aruhan dengan arus frekuensi industri.

Teknologi untuk menyediakan aloi aluminium terdiri daripada langkah teknologi yang sama seperti teknologi untuk menyediakan aloi berasaskan mana-mana logam lain.

1. Apabila menjalankan peleburan pada logam dan aloi babi segar, aluminium mula-mula dimuatkan (secara keseluruhan atau sebahagian), dan kemudian aloi dibubarkan.

2. Apabila menjalankan peleburan menggunakan aloi babi awal atau silumin babi dalam cas, pertama sekali aloi babi dimuatkan dan cair, dan kemudian jumlah aluminium dan aloi yang diperlukan ditambah.

3. Dalam kes apabila cas terdiri daripada sisa dan logam babi, ia dimuatkan dalam urutan berikut: aluminium primer babi, tuangan yang rosak (jongkong), sisa (gred pertama) dan relt dan aloi ditapis.

Tembaga boleh dimasukkan ke dalam leburan bukan sahaja dalam bentuk aloi, tetapi juga dalam bentuk kuprum elektrolitik atau sisa (pengenalan melalui pembubaran).

Pada masa ini, sistem NVF yang paling biasa di pasaran Rusia boleh dibahagikan kepada tiga kumpulan besar:

• sistem dengan struktur sub-salut yang diperbuat daripada aloi aluminium;
• sistem dengan struktur sub-pelapisan yang diperbuat daripada keluli tergalvani dengan salutan polimer;
• sistem dengan struktur sub-salutan diperbuat daripada daripada keluli tahan karat.

Tidak dinafikan, struktur sub-salut yang diperbuat daripada keluli tahan karat mempunyai kekuatan terbaik dan sifat terma.

Analisis perbandingan sifat fizikal dan mekanikal bahan

*Sifat keluli tahan karat dan keluli tergalvani berbeza sedikit.

Ciri-ciri terma dan kekuatan keluli tahan karat dan aluminium

1. Memandangkan kapasiti galas beban 3 kali lebih rendah dan 5.5 kali ganda kekonduksian terma aluminium, kurungan aloi aluminium adalah "jambatan sejuk" yang lebih kuat daripada pendakap keluli tahan karat. Penunjuk ini ialah pekali keseragaman terma struktur penutup. Menurut data penyelidikan, pekali keseragaman terma struktur penutup apabila menggunakan sistem keluli tahan karat adalah 0.86-0.92, dan untuk sistem aluminium adalah 0.6-0.7, yang menjadikannya perlu untuk meletakkan ketebalan penebat yang lebih besar dan, dengan itu, meningkatkan kos fasad.

Untuk Moscow, rintangan pemindahan haba dinding yang diperlukan, dengan mengambil kira pekali keseragaman terma, adalah untuk pendakap tahan karat - 3.13/0.92=3.4 (m2.°C)/W, untuk pendakap aluminium - 3.13/0.7= 4.47 (m 2 .°C)/W, i.e. 1.07 (m 2 .°C)/W lebih tinggi. Oleh itu, apabila menggunakan kurungan aluminium, ketebalan penebat (dengan pekali kekonduksian terma 0.045 W/(m°C) hendaklah diambil hampir 5 cm lebih (1.07 * 0.045 = 0.048 m).

2. Oleh kerana ketebalan dan kekonduksian terma kurungan aluminium yang lebih besar, mengikut pengiraan yang dijalankan di Institut Penyelidikan Fizik Bangunan, pada suhu udara luar -27 °C, suhu pada sauh boleh turun kepada -3.5 °C dan lebih rendah lagi, kerana dalam pengiraan, luas keratan rentas pendakap aluminium diandaikan 1.8 cm 2, sedangkan pada hakikatnya ia adalah 4-7 cm 2. Apabila menggunakan pendakap keluli tahan karat, suhu pada penambat ialah +8 °C. Iaitu, apabila menggunakan kurungan aluminium, sauh beroperasi dalam zon suhu berselang-seli, di mana pemeluwapan lembapan pada sauh dengan pembekuan berikutnya adalah mungkin. Ini secara beransur-ansur akan memusnahkan bahan lapisan struktur dinding di sekeliling penambat dan, dengan itu, mengurangkan kapasiti galas bebannya, yang sangat penting untuk dinding yang diperbuat daripada bahan dengan kapasiti galas beban yang rendah (konkrit buih, bata berongga, dsb. .). Pada masa yang sama, pad penebat haba di bawah pendakap, kerana ketebalannya yang kecil (3-8 mm) dan tinggi (berbanding dengan penebat) kekonduksian terma, mengurangkan kehilangan haba sebanyak 1-2% sahaja, i.e. boleh dikatakan tidak memecahkan "jambatan sejuk" dan mempunyai sedikit kesan pada suhu sauh.

3. Pengembangan terma rendah panduan. Ubah bentuk suhu aloi aluminium adalah 2.5 kali lebih besar daripada keluli tahan karat. Keluli tahan karat mempunyai pekali pengembangan terma yang lebih rendah (10 10 -6 °C -1) berbanding aluminium (25 10 -6 °C -1). Sehubungan itu, pemanjangan panduan 3 meter dengan perbezaan suhu dari -15 °C hingga +50 °C akan menjadi 2 mm untuk keluli dan 5 mm untuk aluminium. Oleh itu, untuk mengimbangi pengembangan haba panduan aluminium, beberapa langkah diperlukan:

iaitu, pengenalan elemen tambahan ke dalam subsistem - slaid alih (untuk kurungan berbentuk U) atau lubang bujur dengan lengan untuk rivet - bukan penetapan tegar (untuk kurungan berbentuk L).

Ini tidak dapat dielakkan membawa kepada subsistem yang lebih kompleks dan mahal atau pemasangan yang salah (kerana sering berlaku bahawa pemasang tidak menggunakan sesendal atau membetulkan pemasangan dengan unsur tambahan secara salah).

Hasil daripada langkah-langkah ini, beban berat jatuh hanya pada kurungan galas beban (atas dan bawah) dan yang lain hanya berfungsi sebagai sokongan, yang bermaksud bahawa sauh tidak dimuatkan secara sama rata dan ini mesti diambil kira semasa membangunkan. dokumentasi reka bentuk, yang selalunya tidak dilakukan. Dalam sistem keluli, keseluruhan beban diagihkan sama rata - semua nod ditetapkan dengan tegar - pengembangan terma kecil dikompensasi oleh operasi semua elemen dalam peringkat ubah bentuk elastik.

Reka bentuk pengapit membolehkan jurang antara plat dalam sistem keluli tahan karat adalah dari 4 mm, manakala dalam sistem aluminium ia sekurang-kurangnya 7 mm, yang juga tidak sesuai dengan ramai pelanggan dan merosakkan penampilan bangunan. Di samping itu, pengapit mesti memastikan pergerakan bebas papak pelapisan mengikut jumlah sambungan panduan, jika tidak, papak akan dimusnahkan (terutamanya di persimpangan panduan) atau pengapit akan terlepas (kedua-duanya boleh menyebabkan papak pelapisan jatuh). Dalam sistem keluli tidak ada bahaya kaki pengapit tidak bengkok, yang boleh berlaku dari semasa ke semasa dalam sistem aluminium akibat ubah bentuk suhu yang besar.

Sifat kebakaran keluli tahan karat dan aluminium

Takat lebur keluli tahan karat ialah 1800 °C, dan aluminium ialah 630/670 °C (bergantung kepada aloi). Suhu semasa kebakaran pada permukaan dalaman jubin (mengikut keputusan ujian Pusat Pensijilan Serantau "OPYTNOE") mencapai 750 °C. Oleh itu, apabila menggunakan struktur aluminium, pencairan substruktur dan keruntuhan sebahagian fasad (di kawasan pembukaan tingkap) mungkin berlaku, dan pada suhu 800-900 ° C, aluminium itu sendiri menyokong pembakaran. Keluli tahan karat tidak cair dalam api, jadi ia adalah yang paling disukai untuk keperluan keselamatan kebakaran. Sebagai contoh, di Moscow, semasa pembinaan bangunan bertingkat tinggi, substruktur aluminium tidak dibenarkan digunakan sama sekali.

Sifat menghakis

Hari ini, satu-satunya sumber yang boleh dipercayai tentang rintangan kakisan struktur sub-pelapisan tertentu, dan, dengan itu, ketahanan, adalah pendapat pakar ExpertKorr-MISiS.

Struktur yang paling tahan lama diperbuat daripada keluli tahan karat. Hayat perkhidmatan sistem sedemikian adalah sekurang-kurangnya 40 tahun dalam suasana perindustrian bandar dengan keagresifan sederhana, dan sekurang-kurangnya 50 tahun dalam suasana bersih bersyarat dengan keagresifan rendah.

Aloi aluminium, terima kasih kepada filem oksida, mempunyai rintangan kakisan yang tinggi, tetapi dalam keadaan tahap klorida dan sulfur yang tinggi di atmosfera, kakisan intergranular yang berkembang pesat boleh berlaku, yang membawa kepada penurunan ketara dalam kekuatan unsur-unsur struktur dan kemusnahannya. . Oleh itu, hayat perkhidmatan struktur yang diperbuat daripada aloi aluminium dalam suasana perindustrian bandar dengan keagresifan purata tidak melebihi 15 tahun. Walau bagaimanapun, mengikut keperluan Rosstroy, dalam hal menggunakan aloi aluminium untuk pembuatan unsur-unsur substruktur NVF, semua elemen mesti semestinya mempunyai salutan anodik. Kehadiran salutan anodik meningkatkan hayat perkhidmatan substruktur aloi aluminium. Tetapi apabila memasang substruktur, pelbagai elemennya disambungkan dengan rivet, yang mana lubang digerudi, yang menyebabkan pelanggaran salutan anodik di kawasan pengikat, iaitu, kawasan tanpa salutan anodik tidak dapat dielakkan dibuat. Di samping itu, teras keluli rivet aluminium, bersama-sama dengan medium aluminium unsur, membentuk pasangan galvanik, yang juga membawa kepada perkembangan proses aktif kakisan antara butiran di tempat di mana unsur substruktur dilampirkan. Perlu diingat bahawa selalunya kos rendah sistem NVF tertentu dengan substruktur aloi aluminium adalah disebabkan oleh kekurangan salutan anodik pelindung pada elemen sistem. Pengeluar substruktur yang tidak bertanggungjawab menjimatkan proses anodisasi elektrokimia yang mahal untuk produk.

Keluli bergalvani mempunyai rintangan kakisan yang tidak mencukupi dari sudut ketahanan struktur. Tetapi selepas menggunakan salutan polimer, hayat perkhidmatan substruktur yang diperbuat daripada keluli tergalvani dengan salutan polimer akan menjadi 30 tahun dalam suasana perindustrian bandar dengan keagresifan sederhana, dan 40 tahun dalam suasana bersih bersyarat dengan keagresifan rendah.

Setelah membandingkan penunjuk substruktur aluminium dan keluli di atas, kita boleh menyimpulkan bahawa substruktur keluli adalah jauh lebih unggul daripada substruktur aluminium dalam semua aspek.

Aluminium dan keluli tahan karat mungkin kelihatan serupa, tetapi mereka sebenarnya agak berbeza. Ingat 10 perbezaan ini dan gunakannya sebagai panduan apabila memilih jenis logam untuk projek anda.

1. Nisbah kekuatan kepada berat. Aluminium secara amnya tidak sekuat keluli, tetapi ia juga lebih ringan. Ini adalah sebab utama mengapa kapal terbang diperbuat daripada aluminium.
2. kakisan. Keluli tahan karat terdiri daripada besi, kromium, nikel, mangan dan tembaga. Kromium ditambah sebagai elemen untuk memberikan rintangan kakisan. Aluminium sangat tahan terhadap pengoksidaan dan kakisan, terutamanya disebabkan oleh filem khas pada permukaan logam (lapisan pasif). Apabila aluminium teroksida, permukaannya menjadi putih dan kadangkala lubang muncul. Dalam sesetengah persekitaran berasid atau alkali yang melampau, aluminium boleh terhakis pada kadar bencana.
3. Kekonduksian terma. Aluminium mempunyai kekonduksian terma yang jauh lebih baik daripada keluli tahan karat. Ini adalah salah satu sebab utama mengapa ia digunakan untuk radiator kereta dan penghawa dingin.
4. harga. Aluminium biasanya lebih murah daripada keluli tahan karat.
5. Kebolehkilangan. Aluminium agak lembut dan lebih mudah dipotong dan berubah bentuk. Keluli tahan karat adalah bahan yang lebih kuat, tetapi ia lebih sukar untuk digunakan, kerana ia lebih sukar untuk berubah bentuk.
6. Kimpalan. Keluli tahan karat agak mudah dikimpal, manakala aluminium boleh menjadi masalah.
7. Sifat terma. Keluli tahan karat boleh digunakan pada suhu yang jauh lebih tinggi daripada aluminium, yang boleh menjadi sangat lembut pada hanya 200 darjah.
8. Kekonduksian elektrik. Keluli tahan karat adalah konduktor yang sangat lemah berbanding kebanyakan logam. Aluminium, sebaliknya, adalah konduktor elektrik yang sangat baik. Disebabkan kekonduksian tinggi, berat rendah dan rintangan kakisan, talian kuasa atas voltan tinggi biasanya diperbuat daripada aluminium.
9. Kekuatan. Keluli tahan karat lebih kuat daripada aluminium.
10. Kesan pada makanan. Keluli tahan karat kurang bertindak balas dengan makanan. Aluminium boleh bertindak balas terhadap makanan yang boleh menjejaskan warna dan bau logam.

Masih tidak pasti logam mana yang sesuai untuk keperluan anda? Hubungi kami melalui telefon, e-mel atau datang ke pejabat kami. Pengurus perkhidmatan pelanggan kami akan membantu anda membuat pilihan yang tepat!

1.2.1. Ciri-ciri umum keluli. Keluli ialah aloi besi dan karbon yang mengandungi bahan tambahan mengaloi yang meningkatkan kualiti logam, dan kekotoran berbahaya yang memasuki logam daripada bijih atau terbentuk semasa proses peleburan.

Struktur besi. Dalam keadaan pepejal, keluli ialah badan polihabluran yang terdiri daripada banyak kristal berorientasikan berbeza (butiran). Dalam setiap kristal, atom (lebih tepat, ion bercas positif) disusun secara teratur di nod kekisi ruang. Keluli dicirikan oleh kekisi hablur padu berpusat badan (bcc) dan berpusat muka (fcc) (Rajah 1.4). Setiap butir sebagai pembentukan kristal adalah anisotropik yang tajam dan mempunyai sifat yang berbeza dalam arah yang berbeza. Dengan sejumlah besar butiran berorientasikan berbeza, perbezaan ini terlicin, secara statistik secara purata dalam semua arah sifat menjadi sama dan keluli berkelakuan sebagai jasad kuasi-isotropik.

Struktur keluli bergantung kepada keadaan penghabluran, komposisi kimia, rawatan haba dan mod bergolek.

Takat lebur besi tulen ialah 1535°C apabila pengerasan, kristal besi tulen terbentuk - ferit, yang dipanggil 8-besi dengan kekisi berpusat badan (Rajah 1.4, A); pada suhu 1490 °C, penghabluran semula berlaku, dan 5-besi bertukar menjadi besi-y dengan kekisi berpusat muka (Rajah 1.4, b). Pada suhu 910°C dan ke bawah, hablur besi-y sekali lagi berubah menjadi yang berpusatkan badan dan keadaan ini dikekalkan sehingga suhu normal. Pengubahsuaian terakhir dipanggil a-iron.

Dengan pengenalan karbon, takat lebur berkurangan dan untuk keluli dengan kandungan karbon 0.2% adalah lebih kurang 1520°C. Apabila disejukkan, larutan pepejal karbon dalam y-besi terbentuk, dipanggil austenit, di mana atom karbon terletak di tengah-tengah kekisi fcc. Pada suhu di bawah 910 °C, austenit mula terurai. Besi yang terhasil dengan kekisi bcc (ferrite) tidak melarutkan karbon dengan baik. Apabila ferit dibebaskan, austenit menjadi diperkaya dengan karbon dan pada suhu 723 ° C bertukar menjadi pearlit - campuran ferit dan besi karbida Fe 3 C, dipanggil simentit.

nasi. 1.4. Kekisi kristal padu:

A- berpusatkan badan;

b- berpusatkan muka

Oleh itu, pada suhu biasa, keluli terdiri daripada dua fasa utama: ferit dan simentit, yang membentuk butiran bebas dan juga membentuk sebahagian daripada pearlit dalam bentuk plat (Rajah 1.5). Bijian ringan adalah ferit, bijirin gelap adalah perlit).

Ferrite sangat mulur dan mempunyai kekuatan yang rendah, manakala simentit adalah keras dan rapuh. Pearlite mempunyai sifat perantaraan antara sifat ferit dan simentit. Bergantung kepada kandungan karbon, satu atau komponen struktur lain mendominasi. Saiz bijirin ferit dan pearlit bergantung kepada bilangan pusat penghabluran dan keadaan penyejukan dan memberi kesan ketara kepada sifat mekanikal keluli (semakin halus bijian, semakin tinggi kualiti logam).

Bahan tambahan aloi, memasuki larutan pepejal dengan ferit, menguatkannya. Di samping itu, sebahagian daripada mereka, membentuk karbida dan nitrida, meningkatkan bilangan tapak penghabluran dan menyumbang kepada pembentukan struktur berbutir halus.

Di bawah pengaruh rawatan haba, struktur, saiz butiran dan keterlarutan unsur mengaloi berubah, yang membawa kepada perubahan dalam sifat keluli.

Jenis rawatan haba yang paling mudah ialah normalisasi. Ia terdiri daripada memanaskan semula produk yang digulung kepada suhu pembentukan austenit dan penyejukan seterusnya dalam udara. Selepas normalisasi, struktur keluli menjadi lebih teratur, yang membawa kepada kekuatan yang lebih baik dan sifat plastik keluli tergelek dan kekuatan hentamannya, serta peningkatan keseragaman.

Dengan penyejukan pantas keluli yang dipanaskan pada suhu melebihi suhu perubahan fasa, keluli menjadi keras.

Struktur yang terbentuk selepas pengerasan memberikan kekuatan tinggi keluli. Walau bagaimanapun, kemulurannya berkurangan, dan kecenderungannya untuk patah rapuh meningkat. Untuk mengawal selia sifat mekanikal keluli keras dan pembentukan struktur yang dikehendaki, ia dibaja, i.e. pemanasan kepada suhu di mana perubahan struktur yang diingini berlaku, tahan pada suhu ini untuk masa yang diperlukan dan kemudian perlahan-lahan menyejukkan 1.

Apabila bergolek, struktur keluli berubah akibat mampatan. Bijirin dihancurkan dan berorientasikan secara berbeza di sepanjang dan merentasi produk yang digulung, yang membawa kepada sifat anisotropi tertentu. Suhu bergolek dan kadar penyejukan juga mempunyai pengaruh yang ketara. Pada kadar penyejukan yang tinggi, pembentukan struktur pengerasan adalah mungkin, yang membawa kepada peningkatan sifat kekuatan keluli. Semakin tebal produk yang digulung, semakin rendah tahap mampatan dan kadar penyejukan. Oleh itu, dengan peningkatan ketebalan produk yang digulung ciri kekuatan semakin berkurangan.

Oleh itu, dengan mengubah komposisi kimia, keadaan penggulungan dan rawatan haba, adalah mungkin untuk menukar struktur dan mendapatkan keluli dengan kekuatan tertentu dan sifat lain.

Klasifikasi keluli. Mengikut sifat kekuatan keluli, mereka secara konvensional dibahagikan kepada tiga kumpulan: biasa (<29 кН/см 2), повышенной ( = 29...40 кН/см 2) и высокой прочности ( >40 kN/cm 2).

Meningkatkan kekuatan keluli dicapai dengan mengaloi dan rawatan haba.

Berdasarkan komposisi kimianya, keluli dibahagikan kepada keluli karbon dan aloi. Keluli karbon kualiti biasa terdiri daripada besi dan karbon dengan beberapa

penambahan silikon (atau aluminium) dan mangan. Bahan tambahan lain tidak diperkenalkan secara khusus dan boleh memasuki keluli daripada bijih (tembaga, kromium, dll.).

Karbon (C) 1, sambil meningkatkan kekuatan keluli, mengurangkan kemulurannya dan menjejaskan kebolehkimpalan, oleh itu, hanya keluli karbon rendah dengan kandungan karbon tidak lebih daripada 0.22% digunakan untuk membina struktur logam.

Sebagai tambahan kepada besi dan karbon, keluli aloi mengandungi bahan tambahan khas yang meningkatkan kualitinya. Oleh kerana kebanyakan bahan tambahan pada satu darjah atau yang lain menjejaskan kebolehkimpalan keluli dan juga meningkatkan kosnya, keluli aloi rendah dengan jumlah kandungan bahan tambahan mengaloi tidak lebih daripada 5% digunakan terutamanya dalam pembinaan.

Bahan tambahan pengaloian utama ialah silikon (S), mangan (G), kuprum (D), kromium (X), nikel (N), vanadium (F), molibdenum (M), aluminium (U), nitrogen (A).

Silikon menyahoksida keluli, i.e. mengikat oksigen berlebihan dan meningkatkan kekuatannya, tetapi mengurangkan kemuluran, memburukkan kebolehkimpalan dan rintangan kakisan dengan peningkatan kandungan. Kesan berbahaya silikon boleh diimbangi dengan peningkatan kandungan mangan.

Mangan meningkatkan kekuatan, merupakan penyahoksida yang baik dan, apabila digabungkan dengan sulfur, mengurangkan kesan berbahayanya. Dengan kandungan mangan lebih daripada 1.5%, keluli menjadi rapuh.

Kuprum sedikit meningkatkan kekuatan keluli dan meningkatkan ketahanannya terhadap kakisan. Kandungan kuprum yang berlebihan (lebih daripada 0.7%) menyumbang kepada penuaan keluli dan meningkatkan kerapuhannya.

Kromium dan nikel meningkatkan kekuatan keluli tanpa mengurangkan kemuluran, dan meningkatkan rintangan kakisannya.

Aluminium menyahoksida keluli dengan baik, meneutralkan kesan berbahaya fosforus, dan meningkatkan kekuatan hentaman.

Vanadium dan molibdenum meningkatkan kekuatan dengan hampir tiada penurunan kemuluran dan menghalang pelembutan keluli yang dirawat haba semasa mengimpal.

Nitrogen dalam keadaan tidak terikat menyumbang kepada penuaan keluli dan menjadikannya rapuh, jadi ia sepatutnya tidak lebih daripada 0.009%. Dalam keadaan terikat secara kimia dengan aluminium, vanadium, titanium dan unsur-unsur lain, ia membentuk nitrida dan menjadi unsur pengaloian, membantu mendapatkan struktur berbutir halus dan meningkatkan sifat mekanikal.

Fosforus adalah kekotoran yang berbahaya kerana, membentuk larutan pepejal dengan ferit, ia meningkatkan kerapuhan keluli, terutamanya pada suhu rendah (kerapuhan sejuk). Walau bagaimanapun, dengan kehadiran aluminium, fosforus boleh berfungsi sebagai unsur pengaloian yang meningkatkan rintangan kakisan keluli. Ini adalah asas untuk pengeluaran keluli tahan cuaca.

Sulfur, disebabkan oleh pembentukan sulfida besi rendah lebur, menjadikan keluli merah-rapuh (terdedah retak pada suhu 800-1000 ° C). Ini amat penting untuk struktur yang dikimpal. Kesan berbahaya sulfur dikurangkan dengan peningkatan kandungan mangan. Kandungan sulfur dan fosforus dalam keluli adalah terhad dan hendaklah tidak lebih daripada 0.03 - 0.05%, bergantung kepada jenis (gred) keluli.

Sifat mekanikal keluli dipengaruhi secara buruk oleh ketepuan dengan gas yang boleh memasuki logam dalam keadaan cair dari atmosfera. Oksigen bertindak seperti sulfur, tetapi pada tahap yang lebih kuat, dan meningkatkan kerapuhan keluli. Nitrogen tidak tetap juga mengurangkan kualiti keluli. Walaupun hidrogen dikekalkan dalam jumlah yang tidak ketara (0.0007%), tetapi, menumpukan hampir kemasukan di kawasan antara kristal dan terletak terutamanya di sepanjang sempadan bijian, ia menyebabkan tegasan tinggi dalam mikrovolum, yang membawa kepada penurunan rintangan keluli kepada patah rapuh, a penurunan dalam kekuatan tegangan dan kemerosotan sifat plastik. Oleh itu, keluli cair (contohnya, semasa mengimpal) mesti dilindungi daripada pendedahan kepada atmosfera.

Bergantung pada jenis bekalan, keluli dibahagikan kepada gelek panas dan dirawat haba (dinormalkan atau dipertingkatkan secara terma). Dalam keadaan canai panas, keluli tidak selalu mempunyai set sifat yang optimum. Semasa normalisasi, struktur keluli ditapis, kehomogenannya meningkat, dan kelikatan meningkat, tetapi tiada peningkatan kekuatan yang ketara berlaku. Rawatan haba(pelindapkejutan dalam air dan pembajaan suhu tinggi) memungkinkan untuk mendapatkan keluli berkekuatan tinggi yang sangat tahan terhadap patah rapuh. Kos rawatan haba keluli boleh dikurangkan dengan ketara jika pengerasan dijalankan terus daripada pemanasan bergolek.

Keluli yang digunakan dalam struktur logam struktur dihasilkan terutamanya dalam dua cara: dalam relau perapian terbuka dan penukar yang ditiup oksigen. Sifat-sifat keluli perapian terbuka dan penukar oksigen adalah hampir sama, namun kaedah pengeluaran penukar oksigen jauh lebih murah dan secara beransur-ansur menggantikan kaedah perapian terbuka. Untuk bahagian yang paling kritikal, di mana logam berkualiti tinggi diperlukan, keluli yang dihasilkan oleh peleburan semula electroslag (ESR) juga digunakan. Dengan perkembangan elektrometalurgi, penggunaan yang lebih meluas dalam pembinaan keluli yang dihasilkan dalam relau elektrik adalah mungkin. Elektrostal dicirikan oleh kandungan kekotoran berbahaya yang rendah dan berkualiti tinggi.

Mengikut tahap penyahoksidaan, keluli boleh mendidih, separa tenang atau tenang.

Keluli tidak teroksida akan mendidih apabila dituang ke dalam acuan kerana pembebasan gas. Keluli sedemikian dipanggil keluli mendidih dan ternyata lebih tercemar dengan gas dan kurang homogen.

Sifat mekanikal berbeza sedikit sepanjang panjang jongkong disebabkan oleh pengagihan unsur kimia yang tidak sekata. Ini terutama berlaku pada bahagian kepala, yang ternyata paling longgar (disebabkan oleh pengecutan dan ketepuan terbesar dengan gas), dan pengasingan terbesar kekotoran dan karbon berbahaya berlaku di dalamnya. Oleh itu, bahagian yang rosak, iaitu kira-kira 5% daripada jisim jongkong, terputus daripada jongkong. Keluli mendidih, mempunyai kekuatan hasil yang agak baik dan kekuatan tegangan, kurang tahan terhadap patah rapuh dan penuaan.

Untuk meningkatkan kualiti keluli karbon rendah, ia dinyahoksida dengan menambahkan silikon daripada 0.12 kepada 0.3% atau aluminium sehingga 0.1%. Silikon (atau aluminium), digabungkan dengan oksigen terlarut, mengurangkan kesan berbahayanya. Apabila digabungkan dengan oksigen, penyahoksida membentuk silikat dan aluminat dalam fasa tersebar halus, yang meningkatkan bilangan tapak penghabluran dan menyumbang kepada pembentukan struktur keluli berbutir halus, yang membawa kepada peningkatan kualiti dan sifat mekanikalnya. Keluli terdeoksida tidak mendidih apabila dituang ke dalam acuan, itulah sebabnya ia dipanggil keluli tenang. Sebahagian daripada kira-kira 15% dipotong daripada bahagian kepala jongkong keluli lembut. Keluli yang tenang adalah lebih homogen, mengimpal lebih baik, dan lebih tahan terhadap pengaruh dinamik dan patah rapuh. Keluli senyap digunakan dalam pembuatan struktur kritikal yang terdedah kepada pengaruh dinamik.

Walau bagaimanapun, keluli lembut adalah kira-kira 12% lebih mahal daripada keluli mendidih, yang memaksa kita untuk mengehadkan penggunaannya dan menukar, apabila ia berfaedah atas sebab teknikal dan ekonomi, kepada pembuatan struktur daripada keluli separa lembut.

Keluli separa senyap adalah kualiti pertengahan antara mendidih dan tenang. Ia dinyahoksida dengan jumlah silikon yang lebih kecil - 0.05 - 0.15% (jarang dengan aluminium). Bahagian yang lebih kecil dipotong dari kepala jongkong, sama dengan kira-kira 8% daripada jisim jongkong. Dari segi kos, keluli separa senyap juga menduduki kedudukan pertengahan. Keluli aloi rendah dibekalkan terutamanya dalam pengubahsuaian yang tenang (jarang separa senyap).

1.2.2. Penarafan keluli. Piawaian utama yang mengawal selia ciri-ciri keluli untuk membina struktur logam ialah GOST 27772 - 88. Menurut GOST, produk bergulung berbentuk diperbuat daripada keluli 1 S235, S245, S255, S275, S285, S345, S345K, S375 untuk produk bergulung sejagat dan profil bengkok, keluli S390, S390K, S490; , S590K juga digunakan. Keluli C345, C375, C390 dan C440 boleh dibekalkan dengan kandungan kuprum yang lebih tinggi (untuk meningkatkan rintangan kakisan), dan huruf "D" ditambah pada penetapan keluli.

Komposisi kimia keluli dan sifat mekanikal dibentangkan dalam jadual. 1.2 dan 1.3.

Produk gulung boleh dibekalkan dalam keadaan gulung panas dan dirawat haba. Pilihan komposisi kimia dan jenis rawatan haba ditentukan oleh tumbuhan. Perkara utama ialah memastikan sifat yang diperlukan. Oleh itu, kepingan keluli bergulung C345 boleh dibuat daripada keluli dengan komposisi kimia C245 dengan peningkatan haba. Dalam kes ini, huruf T ditambah pada penetapan keluli, contohnya C345T.

Bergantung pada suhu operasi struktur dan tahap bahaya patah rapuh, ujian kekuatan hentaman untuk keluli C345 dan C375 dijalankan pada suhu yang berbeza, jadi ia dibekalkan dalam empat kategori, dan nombor kategori ditambah pada penetapan keluli. , contohnya C345-1; S345-2.

Ciri-ciri piawai bagi setiap kategori diberikan dalam jadual. 1.4.

Sewaan dibekalkan secara berkelompok. Kumpulan ini terdiri daripada produk bergulung satu saiz, satu sudu lebur dan satu mod rawatan haba. Apabila memeriksa kualiti logam, dua sampel dipilih secara rawak daripada satu kelompok.

Daripada setiap sampel, satu sampel disediakan untuk ujian tegangan dan lenturan dan dua sampel untuk menentukan kekuatan hentaman pada setiap suhu. Jika keputusan ujian tidak memenuhi keperluan GOST, maka jalankan

ujian kedua pada dua kali ganda bilangan sampel. Jika ujian berulang menunjukkan keputusan yang tidak memuaskan, kumpulan ditolak.

Kebolehkimpalan keluli dinilai dengan setara karbon, %:

di mana C, Mn, Si, Cr, Ni, Cu, V, P - pecahan jisim karbon, mangan, silikon, kromium, nikel, kuprum, vanadium dan fosforus, %.

Jika dengan,<0,4%, то сварка стали не вызывает затруднений, при 0,4 %< С,< 0,55 % сварка возможна, но требует принятия специальных мер по предотвращению возник­новения трещины. При С э >Pada 0.55% risiko keretakan meningkat secara mendadak.

Untuk memeriksa kesinambungan logam dan mencegah delaminasi, dalam kes yang diperlukan, atas permintaan pelanggan, ujian ultrasonik dijalankan.

Ciri tersendiri GOST 27772 - 88 ialah penggunaan kaedah kawalan statistik untuk beberapa keluli (S275, S285, S375), yang menjamin penyediaan nilai standard kekuatan alah dan kekuatan tegangan.

Struktur logam bangunan juga diperbuat daripada keluli yang dibekalkan mengikut GOST 380 - 88 "Keluli karbon berkualiti biasa", GOST 19281 -73 "Keluli keratan dan berbentuk aloi rendah", GOST 19282 - 73 "Lembaran tebal dan jalur lebar aloi rendah keluli sejagat” dan piawaian lain.

Tiada perbezaan asas antara sifat keluli yang mempunyai komposisi kimia yang sama, tetapi dibekalkan mengikut piawaian yang berbeza. Perbezaannya adalah dalam kaedah kawalan dan sebutan. Oleh itu, menurut GOST 380 - 88, dengan perubahan dalam penetapan gred keluli, kumpulan penghantaran, kaedah deoksidasi dan kategori ditunjukkan.

Apabila dibekalkan di bawah kumpulan A, kilang itu menjamin sifat mekanikal, di bawah kumpulan B - komposisi kimia, di bawah kumpulan C - sifat mekanikal dan komposisi kimia.

Tahap penyahoksidaan ditunjukkan oleh huruf KP (mendidih), SP (tenang) dan PS (separa senyap).

Kategori keluli menunjukkan jenis ujian kekuatan hentaman: kategori 2 - ujian kekuatan hentaman tidak dijalankan, 3 - dijalankan pada suhu +20 °C, 4 - pada suhu -20 °C, 5 - pada suhu suhu -20 °C dan selepas penuaan mekanikal, 6 - selepas penuaan mekanikal.

Dalam pembinaan, gred keluli VstZkp2, VstZpsb dan VstZsp5 digunakan terutamanya, serta keluli dengan kandungan mangan tinggi VstZGps5.

Menurut GOST 19281-73 dan GOST 19282 - 73, penunjuk gred keluli menunjukkan kandungan unsur utama. Sebagai contoh, komposisi kimia keluli 09G2S diuraikan seperti berikut: 09 - kandungan karbon dalam perseratus peratus, G2 - mangan dalam jumlah dari 1 hingga 2%, C - silikon sehingga 1 %.

Pada akhir gred keluli kategori ditunjukkan, i.e. jenis ujian impak. Untuk keluli aloi rendah, 15 kategori ditubuhkan, ujian dijalankan pada suhu hingga -70 ° C. Keluli yang dibekalkan mengikut piawaian berbeza boleh ditukar ganti (lihat Jadual 1.3).

Sifat keluli bergantung pada komposisi kimia bahan mentah, kaedah peleburan dan isipadu unit lebur, daya mampatan dan suhu semasa bergolek, keadaan penyejukan produk siap, dsb.

Dengan faktor kepelbagaian yang mempengaruhi kualiti keluli, adalah wajar bahawa penunjuk kekuatan dan sifat lain mempunyai serakan tertentu dan boleh dianggap sebagai pembolehubah rawak. Idea tentang kebolehubahan ciri diberikan oleh histogram taburan statistik, menunjukkan perkadaran relatif (frekuensi) nilai ciri tertentu.

1.2.4.Keluli berkekuatan tinggi(29 kN/cm 2< <40 кН/см 2). Стали повышенной прочности (С345 - С390) получают либо введением при выплавке стали легирующих
aditif, terutamanya mangan dan silikon, kurang kerap nikel dan kromium, atau pengukuhan haba
keluli karbon rendah (S345T).

Dalam kes ini, kemuluran keluli berkurangan sedikit, dan panjang dataran hasil berkurangan kepada 1 -1.5%.

Keluli berkekuatan tinggi agak kurang boleh dikimpal (terutamanya keluli dengan kandungan silikon yang tinggi) dan kadangkala memerlukan penggunaan langkah teknologi khas untuk mengelakkan pembentukan retakan panas.

Dari segi rintangan kakisan, kebanyakan keluli dalam kumpulan ini hampir dengan keluli karbon rendah.

Keluli dengan kandungan kuprum yang lebih tinggi (S345D, S375D, S390D) mempunyai rintangan kakisan yang lebih tinggi.

Struktur berbutir halus keluli aloi rendah memberikan rintangan yang lebih tinggi dengan ketara kepada patah rapuh.

Nilai kekuatan hentaman yang tinggi dikekalkan pada suhu -40 °C dan ke bawah, yang membolehkan penggunaan keluli ini untuk struktur yang dikendalikan di kawasan utara. Oleh kerana sifat kekuatan yang lebih tinggi, penggunaan keluli berkekuatan tinggi membawa kepada penjimatan logam sehingga 20-25%.

1.2.5.Keluli berkekuatan tinggi(>40 kN/cm2). Keluli kekuatan tinggi yang digulung
(C440 -C590) biasanya diperoleh dengan mengaloi dan rawatan haba.

Untuk mengaloi, unsur pembentuk nitrida digunakan untuk menggalakkan pembentukan struktur berbutir halus.

Keluli berkekuatan tinggi mungkin tidak mempunyai dataran tinggi hasil (pada o > 50 kN/cm 2), dan kemulurannya (pemanjangan relatif) dikurangkan kepada 14% dan ke bawah.

Nisbah meningkat kepada 0.8 - 0.9, yang tidak membenarkan ubah bentuk plastik diambil kira semasa mengira struktur yang diperbuat daripada keluli ini.

Pemilihan komposisi kimia dan rejim rawatan haba dengan ketara boleh meningkatkan ketahanan terhadap patah rapuh dan memberikan kekuatan impak tinggi pada suhu hingga -70 ° C. Kesukaran tertentu timbul dalam pembuatan struktur. Kekuatan tinggi dan kemuluran rendah memerlukan peralatan yang lebih berkuasa untuk memotong, meluruskan, menggerudi dan operasi lain.

Apabila mengimpal keluli yang dirawat haba, disebabkan oleh pemanasan yang tidak sekata dan penyejukan yang cepat, pelbagai transformasi struktur berlaku di zon yang berbeza pada sambungan yang dikimpal. Di sesetengah kawasan, struktur pengerasan terbentuk yang mempunyai peningkatan kekuatan dan kerapuhan (lapisan keras);

Pelembutan keluli di zon yang terjejas haba boleh mencapai 5-30%, yang mesti diambil kira apabila mereka bentuk struktur dikimpal yang diperbuat daripada keluli yang dirawat haba.

Pengenalan unsur pembentuk karbida tertentu (molibdenum, vanadium) ke dalam komposisi keluli mengurangkan kesan pelembutan.

Penggunaan keluli berkekuatan tinggi membawa kepada penjimatan logam sehingga 25-30% berbanding dengan struktur yang diperbuat daripada keluli karbon rendah dan amat dinasihatkan dalam struktur jangka panjang dan beban berat.

1.2.6 Keluli tahan cuaca. Untuk meningkatkan rintangan kakisan logam
struktur ical, keluli aloi rendah yang mengandungi sejumlah kecil
kuantiti (pecahan peratus) unsur seperti kromium, nikel dan kuprum.

Dalam struktur yang terdedah kepada luluhawa, keluli dengan penambahan fosforus (contohnya, keluli C345K) sangat berkesan. Filem oksida nipis terbentuk pada permukaan keluli tersebut, yang mempunyai kekuatan yang mencukupi dan melindungi logam daripada perkembangan kakisan. Walau bagaimanapun, kebolehkimpalan keluli dengan kehadiran fosforus semakin merosot. Di samping itu, dalam logam bergulung dengan ketebalan besar, logam telah mengurangkan rintangan sejuk, jadi penggunaan keluli S345K disyorkan untuk ketebalan tidak lebih daripada 10 mm.

Dalam struktur yang menggabungkan fungsi galas beban dan penutup (contohnya, penutup membran), kepingan nipis bergulung digunakan secara meluas. Untuk meningkatkan ketahanan struktur sedemikian, adalah dinasihatkan untuk menggunakan keluli kromium tahan karat gred OX18T1F2, yang tidak mengandungi nikel. Sifat mekanikal keluli ОХ18Т1Ф2:

50 kN/cm 2 , = 36 kN/cm 2 , >33 %. Untuk ketebalan yang besar, produk yang digulung dari keluli kromium telah meningkatkan kerapuhan, bagaimanapun, sifat produk bergulung lembaran nipis (terutamanya sehingga 2 mm tebal) memungkinkan untuk menggunakannya dalam struktur pada suhu reka bentuk hingga -40 ° C.

1.2.7. Pemilihan keluli untuk membina struktur logam. Pilihan keluli dibuat berdasarkan reka bentuk varian dan analisis teknikal dan ekonomi, dengan mengambil kira cadangan piawaian. Untuk memudahkan pesanan logam, apabila memilih keluli, seseorang harus berusaha untuk penyatuan reka bentuk yang lebih besar, mengurangkan bilangan keluli dan profil. Pilihan keluli bergantung pada parameter berikut yang mempengaruhi prestasi bahan:

suhu persekitaran di mana struktur dipasang dan dikendalikan. Faktor ini mengambil kira peningkatan risiko patah rapuh pada suhu rendah;

sifat pemuatan, yang menentukan ciri-ciri bahan dan struktur di bawah beban dinamik, getaran dan berubah-ubah;

jenis keadaan tegasan (mampatan atau tegangan uniaksial, keadaan tegasan satah atau isipadu) dan tahap tegasan yang timbul (elemen yang dimuatkan dengan berat atau ringan);

kaedah menyambung elemen, yang menentukan tahap tegasan intrinsik, tahap kepekatan tegasan dan sifat bahan dalam zon sambungan;

ketebalan produk bergulung yang digunakan dalam unsur. Faktor ini mengambil kira perubahan sifat keluli dengan peningkatan ketebalan.

Bergantung pada keadaan operasi bahan, semua jenis struktur dibahagikan kepada empat kumpulan.

KEPADA kumpulan pertama Ini termasuk struktur dikimpal yang beroperasi dalam keadaan yang sangat sukar atau terdedah secara langsung kepada beban dinamik, getaran atau bergerak (contohnya, rasuk kren, rasuk platform kerja atau unsur jejantas yang menanggung beban secara langsung daripada stok gelek, gusset kekuda, dsb.). Keadaan tegasan struktur sedemikian dicirikan tahap tinggi dan kekerapan pemuatan yang tinggi.

Struktur kumpulan pertama beroperasi dalam keadaan yang paling sukar, yang menyumbang kepada kemungkinan kegagalan rapuh atau keletihan mereka, oleh itu permintaan tertinggi diletakkan pada sifat keluli untuk struktur ini.

Co. kumpulan kedua Ini termasuk struktur yang dikimpal yang beroperasi di bawah beban statik di bawah pengaruh medan dwipaksi satu paksi dan tegasan tegangan yang tidak jelas (contohnya, kekuda, palang rangka, rasuk lantai dan bumbung dan elemen tegangan, lenturan dan lenturan lain), serta struktur kumpulan pertama semasa ketiadaan sambungan dikimpal.

Apa yang biasa bagi struktur dalam kumpulan ini ialah peningkatan risiko patah rapuh yang dikaitkan dengan kehadiran medan tegasan tegangan. Kebarangkalian kegagalan keletihan di sini adalah kurang daripada untuk struktur kumpulan pertama.

KEPADA kumpulan ketiga Ini termasuk struktur dikimpal yang beroperasi di bawah pengaruh utama tegasan mampatan (contohnya, tiang, rak, penyokong untuk peralatan dan elemen lentur termampat dan termampat lain), serta struktur kumpulan kedua tanpa ketiadaan sambungan dikimpal.

KEPADA kumpulan keempat termasuk struktur dan elemen tambahan (pendakap, elemen separuh kayu, tangga, pagar, dll.), serta struktur kumpulan ketiga jika tiada sambungan dikimpal.

Jika untuk struktur kumpulan ketiga dan keempat sudah cukup untuk mengehadkan diri kepada keperluan kekuatan di bawah beban statik, maka untuk struktur kumpulan pertama dan kedua adalah penting untuk menilai rintangan keluli terhadap pengaruh dinamik dan patah rapuh.

Dalam bahan untuk struktur yang dikimpal, kebolehkimpalan mesti dinilai. Keperluan untuk elemen struktur yang tidak mempunyai sambungan dikimpal boleh dikurangkan, kerana ketiadaan medan tegasan kimpalan, kepekatan tegasan yang lebih rendah dan faktor lain meningkatkan prestasi mereka.

Dalam setiap kumpulan struktur, bergantung pada suhu operasi, keluli tertakluk kepada keperluan untuk kekuatan hentaman pada suhu yang berbeza.

Piawaian mengandungi senarai keluli bergantung pada kumpulan struktur dan kawasan iklim pembinaan.

Pilihan akhir keluli dalam setiap kumpulan hendaklah dibuat berdasarkan perbandingan penunjuk teknikal dan ekonomi (penggunaan keluli dan kos struktur), serta mengambil kira susunan logam dan keupayaan teknologi pengilang. Dalam struktur komposit (contohnya, rasuk komposit, kekuda, dsb.), ia boleh dilaksanakan dari segi ekonomi untuk menggunakan dua keluli: kekuatan yang lebih tinggi untuk unsur yang dimuatkan dengan berat (kord kekuda, rasuk) dan kekuatan yang lebih rendah untuk unsur yang dimuatkan dengan ringan (kekisi kekuda, dinding rasuk. ).

1.2.8. Aloi aluminium. Aluminium mempunyai sifat yang berbeza dengan ketara daripada keluli. Ketumpatannya = 2.7 t/m 3, i.e. hampir 3 kali kurang daripada ketumpatan keluli. Modulus keanjalan membujur aluminium E=71 000 MPa, modulus ricih G= 27,000 MPa, iaitu kira-kira 3 kali kurang daripada modulus keanjalan membujur dan modulus ricih keluli.

Aluminium tidak mempunyai dataran hasil. Garis lurus ubah bentuk anjal terus berubah menjadi lengkung ubah bentuk elastoplastik (Rajah 1.7). Aluminium sangat mulur: pemanjangan semasa pecah mencapai 40 - 50%, tetapi kekuatannya sangat rendah: = 6...7 kN/cm 2, dan kekuatan bukti = 2...3 kN/cm 2. Aluminium tulen disalut dengan cepat dengan filem oksida yang tahan lama, yang menghalang perkembangan selanjutnya kakisan.

Oleh kerana kekuatannya yang sangat rendah, aluminium tulen secara komersial struktur bangunan digunakan agak jarang. Peningkatan ketara dalam kekuatan aluminium dicapai dengan mengaloinya dengan magnesium, mangan, tembaga, dan silikon. zink dan beberapa unsur lain.

Kekuatan tegangan aluminium aloi (aloi aluminium), bergantung kepada komposisi bahan tambahan mengaloi, adalah 2-5 kali lebih tinggi daripada aluminium tulen secara komersial; bagaimanapun, pemanjangan relatif adalah sepadan 2 - 3 kali lebih rendah. Dengan peningkatan suhu, kekuatan aluminium berkurangan dan pada suhu melebihi 300 ° C ia hampir kepada sifar (lihat Rajah 1.7).

Ciri beberapa aloi berbilang komponen A1 - Mg - Si, Al - Cu - Mg, Al - Mg - Zn ialah keupayaannya untuk meningkatkan lagi kekuatan semasa proses penuaan selepas rawatan haba; aloi sedemikian dipanggil boleh dikeraskan secara terma.

Kekuatan tegangan beberapa aloi berkekuatan tinggi (sistem Al - Mg - Zn) selepas rawatan haba dan penuaan buatan melebihi 40 kN/cm2, pemanjangan relatif hanya 5-10%. Rawatan haba bagi aloi dwi-komposisi (Al-Mg, Al-Mn) tidak membawa kepada pengerasan aloi tersebut dipanggil secara tidak mengeras.

Peningkatan dalam kekuatan hasil nominal produk yang diperbuat daripada aloi ini sebanyak 1.5 - 2 kali boleh dicapai dengan ubah bentuk sejuk (pengerasan sejuk), manakala pemanjangan relatif juga berkurangan dengan ketara. Perlu diingatkan bahawa penunjuk semua utama ciri-ciri fizikal aloi, tanpa mengira komposisi unsur pengaloian dan keadaan, secara praktikal tidak berbeza daripada penunjuk untuk aluminium tulen.

Rintangan kakisan aloi bergantung kepada komposisi bahan tambahan mengaloi, keadaan penghantaran dan tahap keagresifan persekitaran luaran.

Produk separuh siap daripada aloi aluminium dihasilkan di kilang khusus: kepingan dan jalur - dengan menggulung pada kilang berbilang roll; paip dan profil - melalui penyemperitan pada tekanan hidraulik mendatar, yang memungkinkan untuk mendapatkan profil pelbagai jenis bentuk keratan rentas, termasuk yang mempunyai rongga tertutup.

Pada produk separuh siap yang dihantar dari kilang, gred aloi dan keadaan penghantaran ditunjukkan: M - lembut (anil); N - bekerja keras; H2 - separa keras; T - mengeras dan berumur secara semula jadi selama 3 - 6 hari pada suhu bilik; T1 - mengeras dan berumur buatan selama beberapa jam pada suhu tinggi; T4 - tidak mengeras sepenuhnya dan berumur secara semula jadi; T5 - tidak mengeras sepenuhnya dan berumur buatan. Produk separuh siap yang dibekalkan tanpa pemprosesan tidak mempunyai sebarang sebutan tambahan.

daripada nombor besar Gred aluminium berikut disyorkan untuk digunakan dalam pembinaan:

Aloi tidak mengeras secara haba: AD1 dan AMtsM; AMg2M dan AMg2MN2 (helaian); AMg2M (paip);

Aloi boleh keras secara haba: AD31T1; AD31T4 dan AD31T5 (profil);

1915 dan 1915T; 1925 dan 1925T; 1935, 1935T, AD31T (profil dan paip).

Semua aloi di atas, kecuali aloi 1925T, yang digunakan hanya untuk struktur terpaku, dikimpal dengan baik. Untuk bahagian tuang, aloi tuangan gred AL8 digunakan.

Struktur aluminium kerana beratnya yang rendah, rintangan kakisan, rintangan sejuk, sifat anti-magnet, tidak percikan, ketahanan dan pandangan yang baik mempunyai prospek aplikasi yang luas dalam banyak bidang pembinaan. Walau bagaimanapun, disebabkan kos yang tinggi, penggunaan aloi aluminium dalam struktur bangunan adalah terhad.