Paglalarawan ng aluminyo: Ang aluminyo ay walang polymorphic transformation at may face-centered cube lattice na may period a = 0.4041 nm. Ang aluminyo at ang mga haluang metal nito ay mahusay na nagpapahiram sa kanilang sarili sa mainit at malamig na pagpapapangit - rolling, forging, pressing, drawing, bending, panlililak ng sheet at iba pang operasyon.

Ang lahat ng mga aluminyo na haluang metal ay maaaring pagsamahin spot welding, at ang mga espesyal na haluang metal ay maaaring welded sa pamamagitan ng pagsasanib at iba pang uri ng hinang. Ang mga deformable na aluminyo na haluang metal ay nahahati sa mga maaaring tumigas at sa mga hindi maaaring tumigas sa pamamagitan ng heat treatment.

Ang lahat ng mga katangian ng mga haluang metal ay tinutukoy hindi lamang sa pamamagitan ng paraan ng pagkuha ng isang semi-tapos na workpiece at paggamot sa init, ngunit higit sa lahat sa pamamagitan ng komposisyon ng kemikal at lalo na ang likas na katangian ng mga phase na nagpapalakas sa bawat haluang metal. Mga katangian ng pagtanda aluminyo haluang metal depende sa mga uri ng pagtanda: zone, phase o coagulation.

Sa yugto ng pag-iipon ng coagulation (T2 at T3), ang resistensya ng kaagnasan ay tumataas nang malaki, at ang karamihan pinakamainam na kumbinasyon katangian ng lakas, paglaban sa stress corrosion, exfoliation corrosion, fracture toughness (K 1c) at ductility (lalo na sa vertical na direksyon).

Ang kondisyon ng mga semi-tapos na produkto, ang likas na katangian ng kalupkop at ang direksyon ng pagputol ng mga sample ay ipinahiwatig bilang mga sumusunod - Alamat pinagsama aluminyo:

M - Malambot, annealed

T - Matigas at natural na matanda

T1 - tumigas at artipisyal na edad

T2 - Pinatigas at artipisyal na edad ayon sa isang rehimen na nagbibigay ng mas mataas na halaga ng katigasan ng bali at mas mahusay na paglaban sa stress corrosion

TZ - Pinatigas at artipisyal na pagtanda ayon sa isang rehimeng nagbibigay ng pinakamataas na pagtutol sa kaagnasan ng stress at tibay ng bali

N - cold-worked (color-working ng mga sheet ng alloys gaya ng duralumin humigit-kumulang 5-7%)

P - Semi-hardened

H1 - Napakalamig na kulay (sheet cold-working humigit-kumulang 20%)

TPP - Tumigas at natural na tumanda, tumaas ang lakas

GK - Hot rolled (mga sheet, slab)

B - Teknolohikal na cladding

A - Normal na kalupkop

UP - Makapal na cladding (8% bawat gilid)

D - Paayon na direksyon (kasama ang hibla)

P - Pahalang na direksyon

B - Altitude direksyon (kapal)

X - Direksyon ng chord

R - Radial na direksyon

PD, DP, VD, VP, ХР, РХ - Direksyon ng sample cutting na ginamit upang matukoy ang tibay ng bali at rate ng paglaki ng crack ng pagkapagod. Ang unang titik ay nagpapakilala sa direksyon ng sample axis, ang pangalawa - ang direksyon ng eroplano, halimbawa: PV - ang sample axis ay tumutugma sa lapad ng semi-tapos na produkto, at ang crack na eroplano ay parallel sa taas o kapal. .

Pagsusuri at pagkuha ng mga sample ng aluminyo: Ores. Sa kasalukuyan, ang aluminyo ay ginawa mula lamang sa isang uri ng ore - bauxite. Ang mga karaniwang ginagamit na bauxite ay naglalaman ng 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.

Ang mga sample mula sa bauxite ay kinuha ayon sa mga pangkalahatang tuntunin, na nagbibigay ng espesyal na pansin sa posibilidad ng pagsipsip ng kahalumigmigan ng materyal, pati na rin sa iba't ibang mga ratio ng malaki at maliit na mga particle. Ang bigat ng sample ay depende sa laki ng sample na sinusuri: mula sa bawat 20 tonelada ay kinakailangang pumili ng hindi bababa sa 5 kg para sa kabuuang sample.

Kapag nagsa-sample ng bauxite sa mga stack na hugis kono, ang maliliit na piraso ay pinuputol mula sa lahat ng malalaking piraso na tumitimbang ng >2 kg na nakahiga sa isang bilog na may radius na 1 m at dinadala sa isang pala. Ang nawawalang dami ay puno ng maliliit na particle ng materyal na kinuha mula sa gilid na ibabaw ng nasubok na kono.

Ang napiling materyal ay nakolekta sa mahigpit na saradong mga sisidlan.

Ang lahat ng sample na materyal ay dinurog sa isang pandurog sa mga particle na 20 mm ang laki, ibinuhos sa isang kono, binabawasan at dinurog muli sa mga particle ng laki<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.

Ang karagdagang paghahanda ng sample para sa pagsusuri ay isinasagawa pagkatapos ng pagpapatayo sa 105° C. Ang laki ng butil ng sample para sa pagsusuri ay dapat na mas mababa sa 0.09 mm, ang halaga ng materyal ay 50 kg.

Ang mga inihandang sample ng bauxite ay napakahilig sa stratification. Kung ang mga sample na binubuo ng mga particle ng laki<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.

Ang mga sample mula sa likidong fluoride na natutunaw na ginagamit sa electrolysis ng molten aluminum bilang electrolytes ay kinukuha gamit ang steel scoop mula sa liquid melt pagkatapos alisin ang mga solidong deposito sa ibabaw ng paliguan. Ang isang likidong sample ng matunaw ay ibinubuhos sa isang amag at isang maliit na ingot na may sukat na 150x25x25 mm ay nakuha; pagkatapos ang buong sample ay durog sa isang sample ng laboratoryo na laki ng particle na mas mababa sa 0.09 mm...

Pagtunaw ng aluminyo: Depende sa laki ng produksyon, ang likas na katangian ng paghahagis at mga kakayahan ng enerhiya, ang pagtunaw ng mga aluminyo na haluang metal ay maaaring isagawa sa mga crucible furnace, sa resistensya ng mga electric furnace at sa induction electric furnaces.

Ang natutunaw na mga aluminyo na haluang metal ay dapat matiyak hindi lamang ang mataas na kalidad ng natapos na haluang metal, kundi pati na rin ang mataas na produktibo ng mga yunit at, bilang karagdagan, ang kaunting gastos sa paghahagis.

Ang pinaka-progresibong paraan ng pagtunaw ng mga aluminyo na haluang metal ay ang paraan ng induction heating na may mga pang-industriyang dalas na alon.

Ang teknolohiya para sa paghahanda ng mga aluminyo na haluang metal ay binubuo ng parehong mga teknolohikal na hakbang gaya ng teknolohiya para sa paghahanda ng mga haluang metal batay sa anumang iba pang mga metal.

1. Kapag nagsasagawa ng smelting sa mga sariwang baboy na metal at haluang metal, ang aluminyo ay unang ikinarga (sa kabuuan o sa mga bahagi), at pagkatapos ay ang mga haluang metal ay natunaw.

2. Kapag nagsasagawa ng smelting gamit ang isang paunang haluang metal o baboy na silumin sa singil, una sa lahat ang mga haluang metal ng baboy ay na-load at natunaw, at pagkatapos ay ang kinakailangang halaga ng aluminyo at mga haluang metal ay idinagdag.

3. Sa kaso kapag ang singil ay binubuo ng mga basura at mga metal ng baboy, ito ay ikinarga sa sumusunod na pagkakasunud-sunod: pangunahing baboy na aluminyo, may sira na mga casting (ingots), basura (unang baitang) at pinong remelt at mga haluang metal.

Ang tanso ay maaaring ipasok sa matunaw hindi lamang sa anyo ng isang haluang metal, kundi pati na rin sa anyo ng electrolytic na tanso o basura (pagpapakilala sa pamamagitan ng paglusaw).

Sa kasalukuyan, ang pinakakaraniwang mga sistema ng NVF sa merkado ng Russia ay maaaring nahahati sa tatlong malalaking grupo:

• mga sistema na may mga istrukturang sub-cladding na gawa sa mga aluminyo na haluang metal;
• mga sistema na may istrakturang sub-cladding na gawa sa galvanized steel na may polymer coating;
• mga sistemang may istrukturang sub-cladding na gawa sa hindi kinakalawang na asero.

Walang alinlangan, ang mga istrukturang sub-cladding na gawa sa hindi kinakalawang na asero ay may pinakamahusay na lakas at thermal properties.

Comparative analysis ng pisikal at mekanikal na katangian ng mga materyales

*Ang mga katangian ng hindi kinakalawang na asero at yero ay bahagyang naiiba.

Mga katangian ng thermal at lakas ng hindi kinakalawang na asero at aluminyo

1. Isinasaalang-alang ang 3 beses na mas mababang kapasidad na nagdadala ng pagkarga at 5.5 beses ang thermal conductivity ng aluminum, ang aluminum alloy bracket ay isang mas malakas na "cold bridge" kaysa sa stainless steel bracket. Ang isang tagapagpahiwatig nito ay ang koepisyent ng pagkakapareho ng thermal ng nakapaloob na istraktura. Ayon sa data ng pananaliksik, ang koepisyent ng pagkakapareho ng thermal ng nakapaloob na istraktura kapag gumagamit ng isang hindi kinakalawang na sistema ng asero ay 0.86-0.92, at para sa mga sistema ng aluminyo ito ay 0.6-0.7, na ginagawang kinakailangan upang maglagay ng isang mas malaking kapal ng pagkakabukod at, nang naaayon, dagdagan ang halaga ng harapan.

Para sa Moscow, ang kinakailangang heat transfer resistance ng mga pader, na isinasaalang-alang ang koepisyent ng thermal uniformity, ay para sa isang hindi kinakalawang na bracket - 3.13/0.92=3.4 (m2.°C)/W, para sa isang aluminum bracket - 3.13/0.7= 4.47 (m 2 .°C)/W, ibig sabihin. 1.07 (m 2 .°C)/W na mas mataas. Samakatuwid, kapag gumagamit ng mga aluminum bracket, ang kapal ng pagkakabukod (na may thermal conductivity coefficient na 0.045 W/(m°C) ay dapat kunin ng halos 5 cm pa (1.07 * 0.045 = 0.048 m).

2. Dahil sa mas malaking kapal at thermal conductivity ng aluminum bracket, ayon sa mga kalkulasyon na isinagawa sa Research Institute of Building Physics, sa labas ng temperatura ng hangin na -27 °C, ang temperatura sa anchor ay maaaring bumaba sa -3.5 °C at mas mababa pa, dahil sa mga kalkulasyon, ang cross-sectional area ng aluminum bracket ay ipinapalagay na 1.8 cm 2, samantalang sa katotohanan ito ay 4-7 cm 2. Kapag gumagamit ng isang hindi kinakalawang na asero bracket, ang temperatura sa anchor ay +8 °C. Iyon ay, kapag gumagamit ng mga bracket ng aluminyo, ang anchor ay nagpapatakbo sa isang zone ng alternating temperature, kung saan posible ang moisture condensation sa anchor na may kasunod na pagyeyelo. Ito ay unti-unting sisirain ang materyal ng istruktura na layer ng dingding sa paligid ng anchor at, nang naaayon, bawasan ang kapasidad na nagdadala ng pagkarga nito, na lalong mahalaga para sa mga dingding na gawa sa materyal na may mababang kapasidad na nagdadala ng pagkarga (foam concrete, hollow brick, atbp. .). Kasabay nito, ang mga thermal insulation pad sa ilalim ng bracket, dahil sa kanilang maliit na kapal (3-8 mm) at mataas (kamag-anak sa pagkakabukod) thermal conductivity, binabawasan ang pagkawala ng init sa pamamagitan lamang ng 1-2%, i.e. halos hindi masira ang "malamig na tulay" at may kaunting epekto sa temperatura ng anchor.

3. Mababang thermal expansion ng mga gabay. Ang pagpapapangit ng temperatura ng aluminyo haluang metal ay 2.5 beses na mas malaki kaysa sa hindi kinakalawang na asero. Ang hindi kinakalawang na asero ay may mas mababang koepisyent ng thermal expansion (10 10 -6 °C -1) kumpara sa aluminyo (25 10 -6 °C -1). Alinsunod dito, ang pagpahaba ng 3-meter guide na may pagkakaiba sa temperatura mula -15 °C hanggang +50 °C ay magiging 2 mm para sa bakal at 5 mm para sa aluminyo. Samakatuwid, upang mabayaran ang thermal expansion ng aluminum guide, kinakailangan ang isang bilang ng mga hakbang:

ibig sabihin, ang pagpapakilala ng mga karagdagang elemento sa subsystem - movable slides (para sa U-shaped brackets) o oval hole na may sleeves para sa rivets - hindi matibay na fixation (para sa L-shaped bracket).

Ito ay hindi maaaring hindi humahantong sa isang mas kumplikado at mahal na subsystem o hindi tamang pag-install (dahil madalas na nangyayari na ang mga installer ay hindi gumagamit ng bushings o hindi wastong ayusin ang pagpupulong na may mga karagdagang elemento).

Bilang resulta ng mga hakbang na ito, ang pagkarga ng timbang ay nahuhulog lamang sa mga bracket na nagdadala ng pagkarga (itaas at ibaba) at ang iba ay nagsisilbi lamang bilang isang suporta, na nangangahulugan na ang mga anchor ay hindi na-load nang pantay-pantay at dapat itong isaalang-alang kapag bumubuo. dokumentasyon ng disenyo, na kadalasang hindi ginagawa. Sa mga sistema ng bakal, ang buong pagkarga ay ibinahagi nang pantay-pantay - lahat ng mga node ay mahigpit na naayos - ang mga menor de edad na pagpapalawak ng temperatura ay binabayaran ng pagpapatakbo ng lahat ng mga elemento sa yugto ng nababanat na pagpapapangit.

Ang disenyo ng clamp ay nagbibigay-daan sa agwat sa pagitan ng mga plato sa mga sistema ng hindi kinakalawang na asero na mula sa 4 mm, habang sa mga sistema ng aluminyo ito ay hindi bababa sa 7 mm, na hindi rin angkop sa maraming mga customer at sinisira ang hitsura ng gusali. Bilang karagdagan, dapat tiyakin ng clamp ang libreng paggalaw ng mga cladding slab sa pamamagitan ng dami ng extension ng mga gabay, kung hindi man ay masisira ang mga slab (lalo na sa junction ng mga gabay) o ang clamp ay mawawala (na parehong maaaring humantong sa nahuhulog ang mga cladding slab). Sa isang sistema ng bakal, walang panganib na hindi baluktot ang mga binti ng salansan, na maaaring mangyari sa paglipas ng panahon sa mga sistema ng aluminyo dahil sa malalaking pagpapapangit ng temperatura.

Mga katangian ng apoy ng hindi kinakalawang na asero at aluminyo

Ang punto ng pagkatunaw ng hindi kinakalawang na asero ay 1800 °C, at ang aluminyo ay 630/670 °C (depende sa haluang metal). Ang temperatura sa panahon ng sunog sa panloob na ibabaw ng tile (ayon sa mga resulta ng pagsubok ng Regional Certification Center "OPYTNOE") ay umaabot sa 750 °C. Kaya, kapag gumagamit ng mga istruktura ng aluminyo, ang pagkatunaw ng substructure at pagbagsak ng bahagi ng harapan (sa lugar ng pagbubukas ng bintana) ay maaaring mangyari, at sa temperatura na 800-900 ° C, ang aluminyo mismo ay sumusuporta sa pagkasunog. Ang hindi kinakalawang na asero ay hindi natutunaw sa isang apoy, kaya ito ay pinaka-kanais-nais para sa mga kinakailangan sa kaligtasan ng sunog. Halimbawa, sa Moscow, sa panahon ng pagtatayo ng mga mataas na gusali, ang mga substructure ng aluminyo ay hindi pinapayagan na gamitin sa lahat.

Mga katangian ng kinakaing unti-unti

Ngayon, ang tanging mapagkakatiwalaang pinagmumulan ng paglaban sa kaagnasan ng isang partikular na istraktura ng sub-cladding, at, nang naaayon, tibay, ay ang opinyon ng eksperto ng ExpertKorr-MISiS.

Ang pinaka matibay na istruktura ay gawa sa hindi kinakalawang na asero. Ang buhay ng serbisyo ng naturang mga sistema ay hindi bababa sa 40 taon sa isang kapaligirang pang-industriya sa lunsod na may katamtamang pagiging agresibo, at hindi bababa sa 50 taon sa isang malinis na kondisyon na kapaligiran ng mababang pagiging agresibo.

Ang mga haluang metal na aluminyo, salamat sa oxide film, ay may mataas na paglaban sa kaagnasan, ngunit sa ilalim ng mga kondisyon ng mataas na antas ng chlorides at sulfur sa kapaligiran, ang mabilis na pagbuo ng intergranular corrosion ay maaaring mangyari, na humahantong sa isang makabuluhang pagbaba sa lakas ng mga elemento ng istruktura at kanilang pagkasira . Kaya, ang buhay ng serbisyo ng isang istraktura na gawa sa mga aluminyo na haluang metal sa isang urban na pang-industriyang kapaligiran ng average na pagiging agresibo ay hindi lalampas sa 15 taon. Gayunpaman, ayon sa mga kinakailangan ng Rosstroy, sa kaso ng paggamit ng mga aluminyo na haluang metal para sa paggawa ng mga elemento ng substructure ng isang NVF, ang lahat ng mga elemento ay dapat na kinakailangang magkaroon ng anodic coating. Ang pagkakaroon ng anodic coating ay nagpapataas ng buhay ng serbisyo ng aluminum alloy substructure. Ngunit kapag nag-install ng isang substructure, ang iba't ibang mga elemento nito ay konektado sa mga rivet, kung saan ang mga butas ay drilled, na nagiging sanhi ng isang paglabag sa anodic coating sa fastening area, ibig sabihin, ang mga lugar na walang anodic coating ay hindi maiiwasang nilikha. Bilang karagdagan, ang bakal na core ng isang aluminum rivet, kasama ang aluminum medium ng elemento, ay bumubuo ng isang galvanic couple, na humahantong din sa pagbuo ng mga aktibong proseso ng intergranular corrosion sa mga lugar kung saan ang mga elemento ng substructure ay nakakabit. Kapansin-pansin na madalas na ang mababang halaga ng isang partikular na sistema ng NVF na may isang substructure ng aluminyo haluang metal ay dahil tiyak sa kakulangan ng isang proteksiyon na anodic coating sa mga elemento ng system. Ang mga walang prinsipyong tagagawa ng naturang mga substructure ay nakakatipid sa mga mamahaling proseso ng electrochemical anodizing para sa mga produkto.

Ang galvanized na bakal ay may hindi sapat na paglaban sa kaagnasan mula sa punto ng view ng tibay ng istruktura. Ngunit pagkatapos ilapat ang polymer coating, ang buhay ng serbisyo ng isang substructure na gawa sa galvanized steel na may polymer coating ay magiging 30 taon sa isang urban na pang-industriyang kapaligiran ng katamtamang agresibo, at 40 taon sa isang kondisyon na malinis na kapaligiran ng mababang agresibo.

Ang pagkakaroon ng paghahambing sa mga tagapagpahiwatig sa itaas ng mga substructure ng aluminyo at bakal, maaari nating tapusin na ang mga substructure ng bakal ay higit na nakahihigit sa mga aluminyo sa lahat ng aspeto.

Ang aluminyo at hindi kinakalawang na asero ay maaaring magkamukha, ngunit ang mga ito ay talagang magkaiba. Tandaan ang 10 pagkakaibang ito at gamitin ang mga ito bilang gabay sa pagpili ng uri ng metal para sa iyong proyekto.

1. Lakas sa ratio ng timbang. Ang aluminyo ay karaniwang hindi kasing lakas ng bakal, ngunit mas magaan din ito. Ito ang pangunahing dahilan kung bakit gawa sa aluminyo ang mga eroplano.
2. Kaagnasan. Ang hindi kinakalawang na asero ay binubuo ng bakal, kromo, nikel, mangganeso at tanso. Ang Chromium ay idinagdag bilang isang elemento upang magbigay ng corrosion resistance. Ang aluminyo ay lubos na lumalaban sa oksihenasyon at kaagnasan, pangunahin dahil sa isang espesyal na pelikula sa ibabaw ng metal (passivation layer). Kapag ang aluminyo ay nag-oxidize, ang ibabaw nito ay nagiging puti at kung minsan ay lumilitaw ang mga hukay. Sa ilang matinding acidic o alkaline na kapaligiran, maaaring masira ang aluminyo sa mga sakuna.
3. Thermal conductivity. Ang aluminyo ay may mas mahusay na thermal conductivity kaysa hindi kinakalawang na asero. Ito ang isa sa mga pangunahing dahilan kung bakit ito ginagamit para sa mga radiator ng sasakyan at air conditioner.
4. Presyo. Ang aluminyo ay karaniwang mas mura kaysa sa hindi kinakalawang na asero.
5. Paggawa. Ang aluminyo ay medyo malambot at mas madaling i-cut at deform. Ang hindi kinakalawang na asero ay isang mas malakas na materyal, ngunit ito ay mas mahirap gamitin, dahil mas mahirap itong mag-deform.
6. Hinang. Ang hindi kinakalawang na asero ay medyo madaling hinangin, habang ang aluminyo ay maaaring maging problema.
7. Mga katangian ng thermal. Ang hindi kinakalawang na asero ay maaaring gamitin sa mas mataas na temperatura kaysa sa aluminyo, na maaaring maging napakalambot sa 200 degrees lamang.
8. Electrical conductivity. Ang hindi kinakalawang na asero ay talagang mahinang konduktor kumpara sa karamihan ng mga metal. Ang aluminyo, sa kabaligtaran, ay isang napakahusay na konduktor ng kuryente. Dahil sa kanilang mataas na conductivity, mababang timbang, at corrosion resistance, ang mataas na boltahe na overhead na mga linya ng kuryente ay karaniwang gawa sa aluminyo.
9. Lakas. Ang hindi kinakalawang na asero ay mas malakas kaysa sa aluminyo.
10. Epekto sa pagkain. Hindi gaanong tumutugon ang hindi kinakalawang na asero sa pagkain. Ang aluminyo ay maaaring tumugon sa mga pagkaing maaaring makaapekto sa kulay at amoy ng metal.

Hindi pa rin sigurado kung aling metal ang tama para sa iyong mga pangangailangan? Makipag-ugnayan sa amin sa pamamagitan ng telepono, email o pumunta sa aming opisina. Tutulungan ka ng aming mga customer service manager na gumawa ng tamang pagpili!

1.2.1. Pangkalahatang katangian ng mga bakal. Ang bakal ay isang haluang metal na bakal at carbon na naglalaman ng mga haluang additives na nagpapabuti sa kalidad ng metal, at mga nakakapinsalang dumi na pumapasok sa metal mula sa ore o nabubuo sa panahon ng proseso ng pagtunaw.

Istraktura ng bakal. Sa solid state, ang bakal ay isang polycrystalline body na binubuo ng maraming iba't ibang oriented na kristal (mga butil). Sa bawat kristal, ang mga atomo (mas tiyak, positively charged ions) ay nakaayos sa isang maayos na paraan sa mga node ng spatial na sala-sala. Ang bakal ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang body-centered (bcc) at face-centered (fcc) cubic crystal lattice (Fig. 1.4). Ang bawat butil bilang isang mala-kristal na pormasyon ay matalim na anisotropic at may iba't ibang katangian sa iba't ibang direksyon. Sa isang malaking bilang ng mga butil na may iba't ibang oryentasyon, ang mga pagkakaibang ito ay napapawi, ayon sa istatistika sa karaniwan sa lahat ng direksyon, ang mga katangian ay nagiging pareho at ang bakal ay kumikilos bilang isang quasi-isotropic na katawan.

Ang istraktura ng bakal ay nakasalalay sa mga kondisyon ng pagkikristal, komposisyon ng kemikal, heat treatment at rolling mode.

Ang punto ng pagkatunaw ng purong bakal ay 1535°C kapag tumigas, ang mga kristal ng purong bakal ay nabuo - ferrite, ang tinatawag na 8-iron na may body-centered na sala-sala (Fig. 1.4, A); sa temperatura na 1490 °C, nangyayari ang recrystallization, at ang 5-iron ay nagiging y-iron na may face-centered na sala-sala (Fig. 1.4, b). Sa temperatura na 910°C at mas mababa, ang mga kristal na y-iron ay muling nagbabago sa mga nakasentro sa katawan at ang estadong ito ay pinananatili hanggang sa normal na temperatura. Ang huling pagbabago ay tinatawag na a-iron.

Sa pagpapakilala ng carbon, bumababa ang punto ng pagkatunaw at para sa bakal na may carbon content na 0.2% ay humigit-kumulang 1520°C. Sa paglamig, ang isang solidong solusyon ng carbon sa y-iron ay nabuo, na tinatawag na austenite, kung saan ang mga carbon atom ay matatagpuan sa gitna ng fcc lattice. Sa mga temperatura sa ibaba 910 °C, ang austenite ay nagsisimulang mabulok. Ang resultang bakal na may bcc sala-sala (ferrite) ay hindi natutunaw nang maayos ang carbon. Habang inilalabas ang ferrite, ang austenite ay nagiging enriched sa carbon at sa temperatura na 723 ° C ay nagiging pearlite - isang pinaghalong ferrite at iron carbide Fe 3 C, na tinatawag na cementite.

kanin. 1.4. Kubiko na kristal na sala-sala:

A- nakasentro sa katawan;

b- nakasentro sa mukha

Kaya, sa normal na temperatura, ang bakal ay binubuo ng dalawang pangunahing yugto: ferrite at cementite, na bumubuo ng mga independiyenteng butil at kasama rin sa anyo ng mga plato sa komposisyon ng pearlite (Larawan 1.5). Ang mga magaan na butil ay ferrite, ang maitim na butil ay pearlite).

Ang Ferrite ay napaka-ductile at may mababang lakas, habang ang cementite ay matigas at malutong. Ang perlite ay may mga katangiang intermediate sa pagitan ng ferrite at cementite. Depende sa nilalaman ng carbon, nangingibabaw ang isa o ibang bahagi ng istruktura. Ang laki ng mga butil ng ferrite at pearlite ay nakasalalay sa bilang ng mga sentro ng pagkikristal at mga kondisyon ng paglamig at makabuluhang nakakaapekto sa mga mekanikal na katangian ng bakal (mas pino ang butil, mas mataas ang kalidad ng metal).

Alloying additives, pagpasok sa isang solidong solusyon na may ferrite, palakasin ito. Bilang karagdagan, ang ilan sa kanila, na bumubuo ng mga carbide at nitride, ay nagdaragdag ng bilang ng mga site ng pagkikristal at nag-aambag sa pagbuo ng isang pinong istraktura.

Sa ilalim ng impluwensya ng paggamot sa init, nagbabago ang istraktura, laki ng butil at solubility ng mga elemento ng alloying, na humahantong sa pagbabago sa mga katangian ng bakal.

Ang pinakasimpleng uri ng paggamot sa init ay normalisasyon. Binubuo ito ng pag-init muli ng pinagsamang produkto sa temperatura ng pagbuo ng austenite at kasunod na paglamig sa hangin. Pagkatapos ng normalisasyon, ang istraktura ng bakal ay nagiging mas maayos, na humahantong sa pinabuting lakas at mga katangian ng plastik ng pinagsamang bakal at lakas ng epekto nito, pati na rin ang pagtaas ng pagkakapareho.

Sa mabilis na paglamig ng bakal na pinainit sa isang temperatura na lumampas sa temperatura ng pagbabago ng bahagi, ang bakal ay tumigas.

Ang mga istruktura na nabuo pagkatapos ng hardening ay nagbibigay ng mataas na lakas ng bakal. Gayunpaman, ang ductility nito ay bumababa, at ang pagkahilig nito sa malutong na bali ay tumataas. Upang ayusin ang mga mekanikal na katangian ng matigas na bakal at mabuo ang nais na istraktura, ito ay pinainit, i.e. pag-init sa isang temperatura kung saan nangyayari ang ninanais na pagbabagong-anyo ng istruktura, na humahawak sa temperaturang ito para sa kinakailangang oras at pagkatapos ay dahan-dahang lumalamig 1.

Kapag lumiligid, nagbabago ang istraktura ng bakal bilang resulta ng compression. Ang mga butil ay dinudurog at naiiba ang direksyon sa kahabaan at sa kabuuan ng pinagsamang produkto, na humahantong sa isang tiyak na anisotropy ng mga katangian. May malaking impluwensya rin ang rolling temperature at cooling rate. Sa isang mataas na rate ng paglamig, posible ang pagbuo ng mga hardening na istraktura, na humahantong sa isang pagtaas sa mga katangian ng lakas ng bakal. Ang mas makapal ang pinagsamang produkto, mas mababa ang antas ng compression at ang rate ng paglamig. Samakatuwid, sa pagtaas ng kapal ng mga pinagsamang produkto mga katangian ng lakas ay bumababa.

Kaya, sa pamamagitan ng pag-iiba-iba ng kemikal na komposisyon, rolling at heat treatment mode, posible na baguhin ang istraktura at makakuha ng bakal na may tinukoy na lakas at iba pang mga katangian.

Pag-uuri ng mga bakal. Ayon sa mga katangian ng lakas ng bakal, sila ay karaniwang nahahati sa tatlong grupo: ordinaryong (<29 кН/см 2), повышенной ( = 29...40 кН/см 2) и высокой прочности ( >40 kN/cm 2).

Ang pagtaas ng lakas ng bakal ay nakakamit sa pamamagitan ng alloying at heat treatment.

Batay sa kanilang kemikal na komposisyon, ang mga bakal ay nahahati sa carbon at haluang metal na bakal. Ang mga carbon steel na may ordinaryong kalidad ay binubuo ng bakal at carbon na may ilan

ang pagdaragdag ng silikon (o aluminyo) at mangganeso. Ang iba pang mga additives ay hindi partikular na ipinakilala at maaaring pumasok sa bakal mula sa ore (tanso, kromo, atbp.).

Ang Carbon (C) 1, habang pinapataas ang lakas ng bakal, ay binabawasan ang ductility nito at pinipigilan ang weldability, samakatuwid, ang mga low-carbon steels na may carbon content na hindi hihigit sa 0.22% ang ginagamit para sa pagbuo ng mga istrukturang metal.

Bilang karagdagan sa bakal at carbon, ang mga haluang metal na bakal ay naglalaman ng mga espesyal na additives na nagpapabuti sa kanilang kalidad. Dahil ang karamihan sa mga additives sa isang degree o iba pa ay nakakapinsala sa weldability ng bakal at pinapataas din ang gastos nito, ang mga mababang-alloy na bakal na may kabuuang nilalaman ng mga alloying additives na hindi hihigit sa 5% ay pangunahing ginagamit sa konstruksiyon.

Ang pangunahing alloying additives ay silicon (S), manganese (G), tanso (D), chromium (X), nickel (N), vanadium (F), molibdenum (M), aluminum (U), nitrogen (A).

Silicon deoxidizes bakal, i.e. nagbubuklod ng labis na oxygen at nagpapataas ng lakas nito, ngunit binabawasan ang ductility, pinalala ang weldability at corrosion resistance na may tumaas na nilalaman. Ang mga nakakapinsalang epekto ng silikon ay maaaring mabayaran ng mas mataas na nilalaman ng mangganeso.

Ang Manganese ay nagpapataas ng lakas, ay isang magandang deoxidizer at, kapag pinagsama sa sulfur, binabawasan ang mga nakakapinsalang epekto nito. Sa nilalaman ng mangganeso na higit sa 1.5%, ang bakal ay nagiging malutong.

Ang tanso ay bahagyang pinatataas ang lakas ng bakal at pinatataas ang paglaban nito sa kaagnasan. Ang labis na nilalaman ng tanso (higit sa 0.7%) ay nag-aambag sa pagtanda ng bakal at pinatataas ang brittleness nito.

Ang Chromium at nickel ay nagpapataas ng lakas ng bakal nang hindi binabawasan ang ductility, at pinapabuti ang resistensya nito sa kaagnasan.

Ang aluminyo ay mahusay na nagde-deoxidize ng bakal, neutralisahin ang mga nakakapinsalang epekto ng phosphorus, at pinatataas ang lakas ng epekto.

Ang vanadium at molybdenum ay nagpapataas ng lakas na halos walang pagbaba sa ductility at pinipigilan ang paglambot ng heat-treated na bakal sa panahon ng hinang.

Ang nitrogen sa isang unbound state ay nag-aambag sa pagtanda ng bakal at ginagawa itong malutong, kaya dapat itong hindi hihigit sa 0.009%. Sa isang chemically bonded state na may aluminum, vanadium, titanium at iba pang mga elemento, ito ay bumubuo ng nitride at nagiging isang alloying element, na tumutulong upang makakuha ng fine-grained na istraktura at mapabuti ang mga mekanikal na katangian.

Ang posporus ay isang nakakapinsalang karumihan dahil, na bumubuo ng isang solidong solusyon na may ferrite, pinatataas nito ang brittleness ng bakal, lalo na sa mababang temperatura (cold brittleness). Gayunpaman, sa pagkakaroon ng aluminyo, ang posporus ay maaaring magsilbi bilang isang elemento ng haluang metal na nagpapataas ng resistensya ng kaagnasan ng bakal. Ito ang batayan para sa paggawa ng mga bakal na lumalaban sa panahon.

Ang asupre, dahil sa pagbuo ng low-melting iron sulfide, ay gumagawa ng bakal na red-brittle (madaling mag-crack sa temperatura na 800-1000 ° C). Ito ay lalong mahalaga para sa mga welded na istruktura. Ang mga nakakapinsalang epekto ng asupre ay nababawasan sa pagtaas ng nilalaman ng mangganeso. Ang nilalaman ng sulfur at phosphorus sa bakal ay limitado at dapat ay hindi hihigit sa 0.03 - 0.05%, depende sa uri (grade) ng bakal.

Ang mga mekanikal na katangian ng bakal ay masamang apektado ng saturation na may mga gas na maaaring pumasok sa metal sa isang tinunaw na estado mula sa atmospera. Ang oxygen ay kumikilos tulad ng sulfur, ngunit sa isang mas malakas na antas, at pinapataas ang brittleness ng bakal. Binabawasan din ng unfixed nitrogen ang kalidad ng bakal. Kahit na ang hydrogen ay pinanatili sa isang hindi gaanong halaga (0.0007%), ngunit, tumutuon malapit sa mga inklusyon sa mga intercrystalline na rehiyon at matatagpuan pangunahin sa mga hangganan ng butil, nagdudulot ito ng mataas na mga stress sa microvolumes, na humahantong sa pagbaba ng resistensya ng bakal sa malutong na bali, isang pagbaba sa lakas ng makunat at pagkasira ng mga katangian ng plastik. Samakatuwid, ang tinunaw na bakal (halimbawa, sa panahon ng hinang) ay dapat protektahan mula sa pagkakalantad sa kapaligiran.

Depende sa uri ng supply, ang mga bakal ay nahahati sa hot-rolled at heat-treated (normalized o thermally improved). Sa hot-rolled state, ang bakal ay hindi palaging may pinakamainam na hanay ng mga katangian. Sa panahon ng normalisasyon, ang istraktura ng bakal ay pino, tumataas ang homogeneity nito, at tumataas ang lagkit, ngunit walang makabuluhang pagtaas sa lakas ang nangyayari. Paggamot ng init(pagsusubo sa tubig at high-temperature tempering) ginagawang posible na makakuha ng mataas na lakas na bakal na lubos na lumalaban sa malutong na bali. Ang mga gastos sa paggamot sa init ng bakal ay maaaring makabuluhang bawasan kung ang hardening ay isinasagawa nang direkta mula sa rolling heating.

Ang bakal na ginagamit sa mga istrukturang metal na istruktura ay pangunahing ginawa sa dalawang paraan: sa mga open-hearth furnace at mga oxygen-purged na converter. Ang mga katangian ng open-hearth at oxygen-converter steel ay halos pareho, gayunpaman, ang paraan ng produksyon ng oxygen-converter ay mas mura at unti-unting pinapalitan ang open-hearth na paraan. Para sa mga pinaka-kritikal na bahagi, kung saan partikular na mataas ang kalidad ng metal, ginagamit din ang mga bakal na ginawa ng electroslag remelting (ESR). Sa pag-unlad ng electrometallurgy, ang mas malawak na paggamit sa pagtatayo ng mga bakal na ginawa sa mga electric furnace ay posible. Ang Elektrostal ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mababang nilalaman ng mga nakakapinsalang impurities at mataas na kalidad.

Ayon sa antas ng deoxidation, ang mga bakal ay maaaring kumukulo, semi-kalmado o mahinahon.

Ang mga undeoxidized na bakal ay kumukulo kapag ibinuhos sa mga hulma dahil sa paglabas ng mga gas. Ang nasabing bakal ay tinatawag na kumukulo na bakal at lumalabas na mas kontaminado ng mga gas at hindi gaanong homogenous.

Ang mga mekanikal na katangian ay bahagyang nag-iiba sa haba ng ingot dahil sa hindi pantay na pamamahagi ng mga elemento ng kemikal. Nalalapat ito lalo na sa bahagi ng ulo, na lumalabas na pinaka maluwag (dahil sa pag-urong at ang pinakamalaking saturation sa mga gas), at ang pinakamalaking paghihiwalay ng mga nakakapinsalang impurities at carbon ay nangyayari dito. Samakatuwid, ang may sira na bahagi, na humigit-kumulang 5% ng masa ng ingot, ay pinutol mula sa ingot. Ang mga kumukulong bakal, na may medyo magandang lakas ng ani at lakas ng makunat, ay hindi gaanong lumalaban sa malutong na bali at pagtanda.

Upang mapabuti ang kalidad ng mababang-carbon na bakal, ito ay deoxidized sa pamamagitan ng pagdaragdag ng silikon mula 0.12 hanggang 0.3% o aluminyo hanggang 0.1%. Ang silikon (o aluminyo), na pinagsama sa dissolved oxygen, ay binabawasan ang mga nakakapinsalang epekto nito. Kapag pinagsama sa oxygen, ang mga deoxidizer ay bumubuo ng silicates at aluminates sa isang pinong dispersed phase, na nagpapataas ng bilang ng mga site ng crystallization at nag-aambag sa pagbuo ng isang pinong butil na istraktura ng bakal, na humahantong sa isang pagtaas sa kalidad at mekanikal na mga katangian nito. Ang mga deoxidized na bakal ay hindi kumukulo kapag ibinuhos sa mga hulma, kaya naman tinawag itong mga calm steel. Ang isang bahagi ng humigit-kumulang 15% ay pinutol mula sa ulo na bahagi ng mild steel ingot. Ang kalmadong bakal ay mas homogenous, mas mahusay ang welds, at mas mahusay na lumalaban sa mga dynamic na impluwensya at malutong na bali. Ang mga tahimik na bakal ay ginagamit sa paggawa ng mga kritikal na istruktura na napapailalim sa mga dinamikong impluwensya.

Gayunpaman, ang mga banayad na bakal ay humigit-kumulang 12% na mas mahal kaysa sa kumukulong bakal, na pumipilit sa amin na limitahan ang kanilang paggamit at lumipat, kapag ito ay kapaki-pakinabang para sa teknikal at pang-ekonomiyang mga kadahilanan, sa paggawa ng mga istruktura mula sa semi-mild na bakal.

Ang semi-tahimik na bakal ay intermediate sa kalidad sa pagitan ng pagkulo at kalmado. Ito ay deoxidized na may mas maliit na halaga ng silikon - 0.05 - 0.15% (bihirang may aluminyo). Ang isang mas maliit na bahagi ay pinutol mula sa ulo ng ingot, katumbas ng humigit-kumulang 8% ng masa ng ingot. Sa mga tuntunin ng gastos, ang mga semi-tahimik na bakal ay sumasakop din sa isang intermediate na posisyon. Ang mga mababang-alloy na bakal ay pangunahing ibinibigay sa isang kalmado (bihirang semi-tahimik) na pagbabago.

1.2.2. Rating ng mga bakal. Ang pangunahing pamantayan na kumokontrol sa mga katangian ng mga bakal para sa pagbuo ng mga istrukturang metal ay GOST 27772 - 88. Ayon sa GOST, ang mga hugis na pinagsama na produkto ay ginawa mula sa mga bakal 1 S235, S245, S255, S275, S285, S345, S345K, S375 para sa mga sheet at unibersal na pinagsama na mga produkto at baluktot na mga profile, steels S390, S390K, S4; , S590K ay ginagamit din. Ang Steels C345, C375, C390 at C440 ay maaaring ibigay ng mas mataas na nilalaman ng tanso (upang mapataas ang resistensya ng kaagnasan), at ang titik na "D" ay idinagdag sa pagtatalaga ng bakal.

Ang kemikal na komposisyon ng mga bakal at mekanikal na katangian ay ipinakita sa talahanayan. 1.2 at 1.3.

Ang mga rolled na produkto ay maaaring ibigay sa parehong hot-rolled at heat-treated na estado. Ang pagpili ng komposisyon ng kemikal at uri ng paggamot sa init ay tinutukoy ng halaman. Ang pangunahing bagay ay upang matiyak ang mga kinakailangang katangian. Kaya, ang mga rolled steel sheet na C345 ay maaaring gawin mula sa bakal na may kemikal na komposisyon C245 na may thermal improvement. Sa kasong ito, ang titik T ay idinagdag sa pagtatalaga ng bakal, halimbawa C345T.

Depende sa temperatura ng pagpapatakbo ng mga istraktura at ang antas ng panganib ng malutong na bali, ang mga pagsubok sa lakas ng epekto para sa mga bakal na C345 at C375 ay isinasagawa sa iba't ibang temperatura, kaya ang mga ito ay ibinibigay sa apat na kategorya, at isang numero ng kategorya ay idinagdag sa pagtatalaga ng bakal. , halimbawa C345-1; S345-2.

Ang mga pamantayang katangian para sa bawat kategorya ay ibinibigay sa talahanayan. 1.4.

Ang mga upa ay ibinibigay sa mga batch. Binubuo ang batch ng mga pinagsama-samang produkto ng isang laki, isang melting ladle at isang heat treatment mode. Kapag sinusuri ang kalidad ng metal, dalawang sample ang random na pinili mula sa isang batch.

Mula sa bawat sample, isang sample ang inihanda para sa tensile at bending test at dalawang sample para sa pagtukoy ng lakas ng epekto sa bawat temperatura. Kung ang mga resulta ng pagsubok ay hindi nakakatugon sa mga kinakailangan ng GOST, pagkatapos ay isagawa

pangalawang pagsubok sa dobleng bilang ng mga sample. Kung ang mga paulit-ulit na pagsusuri ay nagpapakita ng hindi kasiya-siyang resulta, ang batch ay tatanggihan.

Ang weldability ng bakal ay tinasa ng carbon equivalent, %:

kung saan ang C, Mn, Si, Cr, Ni, Cu, V, P - mass fraction ng carbon, manganese, silicon, chromium, nickel, copper, vanadium at phosphorus, %.

Kung C,<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 >Sa 0.55% ang panganib ng mga bitak ay tumataas nang husto.

Upang suriin ang pagpapatuloy ng metal at maiwasan ang delamination, sa mga kinakailangang kaso, sa kahilingan ng customer, isinasagawa ang ultrasonic testing.

Ang isang natatanging tampok ng GOST 27772 - 88 ay ang paggamit ng mga istatistikal na pamamaraan ng kontrol para sa ilang mga bakal (S275, S285, S375), na ginagarantiyahan ang pagkakaloob ng mga karaniwang halaga ng lakas ng ani at lakas ng makunat.

Ang mga istrukturang metal ng gusali ay ginawa rin mula sa mga bakal na ibinibigay alinsunod sa GOST 380 - 88 "Ordinaryong kalidad na carbon steel", GOST 19281 -73 "Low-alloy sectional at shaped steel", GOST 19282 - 73 "Low-alloy thick-sheet at broadband universal steel” at iba pang pamantayan.

Walang mga pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga katangian ng mga bakal na may parehong komposisyon ng kemikal, ngunit ibinibigay ayon sa iba't ibang mga pamantayan. Ang pagkakaiba ay nasa mga paraan ng kontrol at pagtatalaga. Kaya, ayon sa GOST 380 - 88, na may mga pagbabago sa pagtatalaga ng grado ng bakal, ang grupo ng paghahatid, paraan ng deoxidation at kategorya ay ipinahiwatig.

Kapag ibinibigay sa ilalim ng pangkat A, ginagarantiyahan ng halaman ang mga mekanikal na katangian, sa ilalim ng pangkat B - komposisyon ng kemikal, sa ilalim ng pangkat C - mga mekanikal na katangian at komposisyon ng kemikal.

Ang antas ng deoxidation ay ipinahiwatig ng mga titik KP (kumukulo), SP (kalmado) at PS (semi-tahimik).

Ang kategorya ng bakal ay nagpapahiwatig ng uri ng mga pagsubok sa lakas ng epekto: kategorya 2 - ang mga pagsubok sa lakas ng epekto ay hindi isinasagawa, 3 - isinasagawa sa temperatura na +20 °C, 4 - sa temperatura na -20 °C, 5 - sa isang temperatura ng -20 °C at pagkatapos ng mekanikal na pagtanda, 6 - pagkatapos ng mekanikal na pagtanda.

Sa konstruksiyon, ang mga grado ng bakal na VstZkp2, VstZpsb at VstZsp5 ay pangunahing ginagamit, pati na rin ang bakal na may mataas na nilalaman ng manganese VstZGps5.

Ayon sa GOST 19281-73 at GOST 19282 - 73, ang pagtatalaga ng grado ng bakal ay nagpapahiwatig ng nilalaman ng mga pangunahing elemento. Halimbawa, ang kemikal na komposisyon ng bakal 09G2S ay na-decipher tulad ng sumusunod: 09 - nilalaman ng carbon sa daan-daang porsyento, G2 - mangganeso sa isang halaga mula 1 hanggang 2%, C - silikon hanggang 1 %.

Sa dulo ng grado ng bakal ang kategorya ay ipinahiwatig, i.e. uri ng pagsubok sa epekto. Para sa mga mababang-alloy na bakal, 15 mga kategorya ang itinatag, ang mga pagsubok ay isinasagawa sa mga temperatura hanggang -70 ° C. Ang mga bakal na ibinibigay ayon sa iba't ibang pamantayan ay maaaring palitan (tingnan ang Talahanayan 1.3).

Ang mga katangian ng bakal ay nakasalalay sa kemikal na komposisyon ng feedstock, ang paraan ng pagtunaw at ang dami ng mga yunit ng pagtunaw, ang puwersa ng compression at temperatura sa panahon ng pag-roll, ang mga kondisyon ng paglamig ng tapos na produkto, atbp.

Sa ganitong magkakaibang mga kadahilanan na nakakaimpluwensya sa kalidad ng bakal, natural na ang mga tagapagpahiwatig ng lakas at iba pang mga katangian ay may isang tiyak na scatter at maaaring ituring bilang mga random na variable. Ang isang ideya ng pagkakaiba-iba ng mga katangian ay ibinibigay ng mga histogram ng pamamahagi ng istatistika, na nagpapakita ng kamag-anak na proporsyon (dalas) ng isang partikular na halaga ng katangian.

1.2.4.Mataas na lakas na bakal(29 kN/cm 2< <40 кН/см 2). Стали повышенной прочности (С345 - С390) получают либо введением при выплавке стали легирующих
mga additives, pangunahin ang manganese at silicon, mas madalas na nickel at chromium, o heat-strengthening
mababang carbon steel (S345T).

Sa kasong ito, ang ductility ng bakal ay bahagyang bumababa, at ang haba ng yield plateau ay bumababa sa 1 -1.5%.

Ang mga high-strength na bakal ay bahagyang mas mababa ang weldable (lalo na ang mga bakal na may mataas na nilalaman ng silikon) at kung minsan ay nangangailangan ng paggamit ng mga espesyal na teknolohikal na hakbang upang maiwasan ang pagbuo ng mga mainit na bitak.

Sa mga tuntunin ng paglaban sa kaagnasan, karamihan sa mga bakal sa pangkat na ito ay malapit sa mga mababang carbon na bakal.

Ang mga bakal na may mas mataas na nilalaman ng tanso (S345D, S375D, S390D) ay may mas mataas na resistensya sa kaagnasan.

Ang fine-grained na istraktura ng mababang-alloy steels ay nagbibigay ng makabuluhang mas mataas na pagtutol sa malutong bali.

Ang mataas na halaga ng lakas ng epekto ay pinananatili sa mga temperatura na -40 °C at mas mababa, na nagpapahintulot sa paggamit ng mga bakal na ito para sa mga istrukturang pinapatakbo sa hilagang rehiyon. Dahil sa mas mataas na mga katangian ng lakas, ang paggamit ng mga high-strength na bakal ay humahantong sa pagtitipid ng metal na hanggang 20-25%.

1.2.5.Mataas na lakas na bakal(>40 kN/cm2). Pinagulong mataas na lakas na bakal
(C440 -C590) ay karaniwang nakukuha sa pamamagitan ng alloying at heat treatment.

Para sa alloying, ang mga elementong bumubuo ng nitride ay ginagamit upang itaguyod ang pagbuo ng isang pinong butil na istraktura.

Ang mga high-strength na bakal ay maaaring walang yield plateau (sa o>>50 kN/cm2), at ang kanilang ductility (relative elongation) ay nabawasan sa 14% at mas mababa.

Ang ratio ay tumataas sa 0.8 - 0.9, na hindi pinapayagan ang mga plastic deformation na isaalang-alang kapag kinakalkula ang mga istruktura na ginawa mula sa mga bakal na ito.

Ang pagpili ng komposisyon ng kemikal at rehimen ng paggamot sa init ay maaaring makabuluhang tumaas ang paglaban sa malutong na bali at magbigay ng mataas na lakas ng epekto sa mga temperatura hanggang -70 ° C. Ang ilang mga paghihirap ay lumitaw sa paggawa ng mga istruktura. Ang mataas na lakas at mababang ductility ay nangangailangan ng mas malakas na kagamitan para sa pagputol, pagtuwid, pagbabarena at iba pang mga operasyon.

Kapag hinang ang heat-treated steels, dahil sa hindi pantay na pag-init at mabilis na paglamig, ang iba't ibang mga pagbabago sa istruktura ay nangyayari sa iba't ibang mga zone ng welded joint. Sa ilang mga lugar, nabuo ang mga hardening na istraktura na nadagdagan ang lakas at hina (matigas na mga layer);

Ang paglambot ng bakal sa lugar na apektado ng init ay maaaring umabot sa 5-30%, na dapat isaalang-alang kapag nagdidisenyo ng mga welded na istruktura na gawa sa mga bakal na pinainit ng init.

Ang pagpapakilala ng ilang mga elemento na bumubuo ng karbida (molybdenum, vanadium) sa komposisyon ng bakal ay binabawasan ang paglambot na epekto.

Ang paggamit ng mga high-strength na bakal ay humahantong sa pagtitipid ng metal na hanggang 25-30% kumpara sa mga istrukturang gawa sa mga mababang-carbon na bakal at lalo na maipapayo sa mga istrukturang may mahabang span at mabigat na load.

1.2.6 Mga bakal na lumalaban sa panahon. Upang madagdagan ang resistensya ng kaagnasan ng mga metal
mga istruktura, mababang-alloy na bakal na naglalaman ng maliit na halaga ng
dami (mga fraction ng isang porsyento) ng mga elemento tulad ng chromium, nickel at tanso.

Sa mga istrukturang nakalantad sa weathering, ang mga bakal na may karagdagan ng phosphorus (halimbawa, S345K steel) ay napakabisa. Ang isang manipis na oxide film ay nabuo sa ibabaw ng naturang mga bakal, na may sapat na lakas at pinoprotektahan ang metal mula sa pagbuo ng kaagnasan. Gayunpaman, ang weldability ng bakal sa pagkakaroon ng posporus ay lumalala. Bilang karagdagan, sa pinagsamang metal na may malalaking kapal, ang metal ay nabawasan ang malamig na pagtutol, kaya ang paggamit ng S345K na bakal ay inirerekomenda para sa mga kapal na hindi hihigit sa 10 mm.

Sa mga istruktura na pinagsasama ang mga function na nagdadala ng pagkarga at nakapaloob (halimbawa, mga takip ng lamad), malawakang ginagamit ang mga pinagsamang manipis na sheet. Upang madagdagan ang tibay ng naturang mga istraktura, ipinapayong gumamit ng hindi kinakalawang na chromium steel grade OX18T1F2, na hindi naglalaman ng nikel. Mga mekanikal na katangian ng bakal ОХ18Т1Ф2:

50 kN/cm 2 , = 36 kN/cm 2 , >33 %. Para sa malalaking kapal, pinagsama ang mga produkto mula sa mga bakal na kromo ay nadagdagan ang pagkasira, gayunpaman, ang mga katangian ng mga produktong thin-sheet rolled (lalo na ang mga hanggang sa 2 mm ang kapal) ay ginagawang posible na gamitin ito sa mga istruktura sa temperatura ng disenyo hanggang -40 ° C.

1.2.7. Pagpili ng mga bakal para sa pagtatayo ng mga istrukturang metal. Ang pagpili ng bakal ay ginawa batay sa variant na disenyo at teknikal at pang-ekonomiyang pagsusuri, na isinasaalang-alang ang mga rekomendasyon ng mga pamantayan. Upang gawing simple ang pag-order ng metal, kapag pumipili ng bakal, dapat magsikap ang isa para sa higit na pag-iisa ng mga disenyo, na binabawasan ang bilang ng mga bakal at mga profile. Ang pagpili ng bakal ay nakasalalay sa mga sumusunod na parameter na nakakaapekto sa pagganap ng materyal:

temperatura ng kapaligiran kung saan naka-install at pinapatakbo ang istraktura. Isinasaalang-alang ng kadahilanang ito ang mas mataas na panganib ng malutong na bali sa mababang temperatura;

ang likas na katangian ng paglo-load, na tumutukoy sa mga katangian ng materyal at mga istraktura sa ilalim ng dynamic, vibration at variable load;

uri ng estado ng stress (uniaxial compression o tension, plane o volumetric stress state) at ang antas ng mga stress na nanggagaling (mabigat o gaanong na-load na mga elemento);

ang paraan ng pagkonekta ng mga elemento, na tumutukoy sa antas ng mga intrinsic na stress, ang antas ng konsentrasyon ng stress at ang mga katangian ng materyal sa zone ng koneksyon;

kapal ng mga pinagsamang produkto na ginagamit sa mga elemento. Isinasaalang-alang ng kadahilanang ito ang pagbabago sa mga katangian ng bakal na may pagtaas ng kapal.

Depende sa mga kondisyon ng pagpapatakbo ng materyal, ang lahat ng mga uri ng mga istraktura ay nahahati sa apat na grupo.

SA unang pangkat Kabilang dito ang mga welded structure na tumatakbo sa partikular na mahirap na mga kondisyon o direktang nakalantad sa mga dynamic, vibration o gumagalaw na load (halimbawa, mga crane beam, work platform beam o mga elemento ng overpass na direktang nagdadala ng load mula sa rolling stock, truss gussets, atbp.). Ang estado ng stress ng naturang mga istraktura ay nailalarawan mataas na antas at mataas na dalas ng paglo-load.

Ang mga istruktura ng unang pangkat ay nagpapatakbo sa pinakamahirap na mga kondisyon, na nag-aambag sa posibilidad ng kanilang malutong o pagkapagod na pagkabigo, samakatuwid ang pinakamataas na hinihingi ay inilalagay sa mga katangian ng mga bakal para sa mga istrukturang ito.

Co. pangalawang pangkat Kabilang dito ang mga welded na istruktura na nagpapatakbo sa ilalim ng static load sa ilalim ng impluwensya ng uniaxial at hindi malabo na biaxial field ng tensile stresses (halimbawa, trusses, frame crossbars, floor and roof beams at iba pang tensile, tensile-bending at bending elements), pati na rin ang mga istruktura ng unang pangkat sa kawalan welded joints.

Ang karaniwan sa mga istruktura sa pangkat na ito ay ang mas mataas na panganib ng malutong na bali na nauugnay sa pagkakaroon ng isang tensile stress field. Ang posibilidad ng pagkabigo ng pagkapagod dito ay mas mababa kaysa sa mga istruktura ng unang pangkat.

SA ikatlong pangkat Kabilang dito ang mga welded na istruktura na nagpapatakbo sa ilalim ng nangingibabaw na impluwensya ng mga compressive stress (halimbawa, mga haligi, rack, suporta para sa kagamitan at iba pang mga elemento ng compressed at compressed-bending), pati na rin ang mga istruktura ng pangalawang grupo sa kawalan ng mga welded joints.

SA ikaapat na pangkat isama ang mga auxiliary na istruktura at elemento (braces, half-timbered na elemento, hagdan, bakod, atbp.), Pati na rin ang mga istruktura ng ikatlong grupo sa kawalan ng mga welded joints.

Kung para sa mga istruktura ng ikatlo at ikaapat na grupo ay sapat na upang limitahan ang sarili sa mga kinakailangan para sa lakas sa ilalim ng mga static na pagkarga, kung gayon para sa mga istruktura ng una at pangalawang grupo mahalaga na masuri ang paglaban ng bakal sa mga dinamikong impluwensya at malutong na bali.

Sa mga materyales para sa mga welded na istraktura, dapat na tasahin ang weldability. Ang mga kinakailangan para sa mga elemento ng istruktura na walang mga welded joints ay maaaring mabawasan, dahil ang kawalan ng mga field ng welding stress, mas mababang konsentrasyon ng stress at iba pang mga kadahilanan ay nagpapabuti sa kanilang pagganap.

Sa loob ng bawat pangkat ng mga istruktura, depende sa operating temperatura, ang mga bakal ay napapailalim sa mga kinakailangan para sa lakas ng epekto sa iba't ibang temperatura.

Ang mga pamantayan ay naglalaman ng isang listahan ng mga bakal depende sa pangkat ng mga istraktura at ang klimatiko na rehiyon ng konstruksiyon.

Ang pangwakas na pagpili ng bakal sa loob ng bawat pangkat ay dapat gawin batay sa isang paghahambing ng mga teknikal at pang-ekonomiyang tagapagpahiwatig (pagkonsumo ng bakal at gastos ng mga istruktura), pati na rin ang pagsasaalang-alang sa pagkakasunud-sunod ng metal at ang mga teknolohikal na kakayahan ng tagagawa. Sa mga pinagsama-samang istruktura (halimbawa, mga pinagsama-samang beam, trusses, atbp.), matipid na magagawa ang paggamit ng dalawang bakal: mas mataas na lakas para sa mabigat na load na mga elemento (truss chords, beams) at mas mababang lakas para sa mga lightly loaded na elemento (truss lattice, beam walls ).

1.2.8. Mga haluang metal. Ang aluminyo ay may makabuluhang iba't ibang mga katangian mula sa bakal. Ang density nito = 2.7 t/m 3, i.e. halos 3 beses na mas mababa kaysa sa density ng bakal. Modulus ng longitudinal elasticity ng aluminyo E=71 000 MPa, shear modulus G= 27,000 MPa, na humigit-kumulang 3 beses na mas mababa kaysa sa longitudinal elastic modulus at shear modulus ng bakal.

Ang aluminyo ay walang yield plateau. Ang elastic deformation straight line ay direktang nagbabago sa elastoplastic deformation curve (Larawan 1.7). Ang aluminyo ay napaka-ductile: ang elongation sa break ay umabot sa 40 - 50%, ngunit ang lakas nito ay napakababa: = 6...7 kN/cm 2, at proof strength = 2...3 kN/cm 2. Ang dalisay na aluminyo ay mabilis na pinahiran ng isang matibay na oxide film, na pumipigil sa karagdagang kaagnasan.

Dahil sa napakababang lakas nito, komersyal na purong aluminyo mga istruktura ng gusali bihirang ginagamit. Ang isang makabuluhang pagtaas sa lakas ng aluminyo ay nakakamit sa pamamagitan ng paghahalo nito sa magnesiyo, mangganeso, tanso, at silikon. zinc at ilang iba pang elemento.

Ang tensile strength ng alloyed aluminum (aluminum alloys), depende sa komposisyon ng alloying additives, ay 2-5 beses na mas mataas kaysa sa commercially purong aluminyo; gayunpaman, ang kamag-anak na pagpahaba ay katumbas ng 2 - 3 beses na mas mababa. Sa pagtaas ng temperatura, ang lakas ng aluminyo ay bumababa at sa mga temperatura sa itaas 300 ° C ito ay malapit sa zero (tingnan ang Fig. 1.7).

Ang isang tampok ng isang bilang ng mga multicomponent na haluang metal A1 - Mg - Si, Al - Cu - Mg, Al - Mg - Zn ay ang kanilang kakayahang higit pang dagdagan ang lakas sa panahon ng proseso ng pagtanda pagkatapos ng paggamot sa init; ang mga naturang haluang metal ay tinatawag na thermally hardenable.

Ang tensile strength ng ilang high-strength alloys (Al - Mg - Zn system) pagkatapos ng heat treatment at artipisyal na pagtanda lumampas sa 40 kN/cm2, ang kamag-anak na pagpahaba ay 5-10% lamang. Ang heat treatment ng dalawahang komposisyon na haluang metal (Al-Mg, Al-Mn) ay hindi humahantong sa pagpapatigas;

Ang isang pagtaas sa nominal na lakas ng ani ng mga produktong ginawa mula sa mga haluang ito ng 1.5 - 2 beses ay maaaring makamit sa pamamagitan ng malamig na pagpapapangit (cold-hardening), habang ang kamag-anak na pagpahaba ay makabuluhang nabawasan din. Dapat pansinin na ang mga tagapagpahiwatig ng lahat ng pangunahing pisikal na katangian ang mga haluang metal, anuman ang komposisyon ng mga elemento ng haluang metal at estado, halos hindi naiiba sa mga tagapagpahiwatig para sa purong aluminyo.

Ang paglaban sa kaagnasan ng mga haluang metal ay nakasalalay sa komposisyon ng mga additives ng haluang metal, ang estado ng paghahatid at ang antas ng pagiging agresibo ng panlabas na kapaligiran.

Ang mga semi-finished na produkto mula sa mga aluminyo na haluang metal ay ginawa sa mga dalubhasang pabrika: mga sheet at strips - sa pamamagitan ng pag-roll sa multi-roll mill; mga tubo at mga profile - sa pamamagitan ng pagpilit sa mga pahalang na haydroliko na pagpindot, na ginagawang posible na makakuha ng mga profile ng iba't ibang uri ng mga cross-sectional na hugis, kabilang ang mga may saradong mga lukab.

Sa mga semi-tapos na produkto na ipinadala mula sa pabrika, ang grade ng haluang metal at kondisyon ng paghahatid ay ipinahiwatig: M - malambot (annealed); N - masipag; H2 - semi-hardened; T - tumigas at natural na tumatanda sa loob ng 3 - 6 na araw sa temperatura ng silid; T1 - tumigas at artipisyal na edad sa loob ng ilang oras sa mataas na temperatura; T4 - hindi ganap na tumigas at natural na may edad; T5 - hindi ganap na tumigas at artipisyal na edad. Ang mga semi-finished na produkto na ibinibigay nang walang pagproseso ay walang anumang karagdagang pagtatalaga.

Mula sa malaking bilang Ang mga sumusunod na grado ng aluminyo ay inirerekomenda para sa paggamit sa konstruksiyon:

Therally non-hardening alloys: AD1 at AMtsM; AMg2M at AMg2MN2 (mga sheet); AMg2M (mga tubo);

Therally hardenable alloys: AD31T1; AD31T4 at AD31T5 (mga profile);

1915 at 1915T; 1925 at 1925T; 1935, 1935T, AD31T (mga profile at pipe).

Ang lahat ng mga haluang metal sa itaas, maliban sa haluang metal 1925T, na ginagamit lamang para sa mga riveted na istruktura, ay mahusay na hinangin. Para sa mga bahagi ng cast, ginagamit ang AL8 grade casting alloy.

Ang mga istruktura ng aluminyo dahil sa kanilang mababang timbang, paglaban sa kaagnasan, paglaban sa malamig, mga anti-magnetic na katangian, hindi kumikislap, tibay at magandang view may malawak na mga prospect ng aplikasyon sa maraming lugar ng konstruksiyon. Gayunpaman, dahil sa mataas na gastos, ang paggamit ng mga aluminyo na haluang metal sa mga istruktura ng gusali ay limitado.