Виды термической обработки сталей: закалка, отжиг, отпуск, нормализация. Структурные свойства стали после термической обработки. Понятие о термическом улучшении сталей.

Термической обработкой называется технологический процесс, состоящий из совокупности операций нагрева, выдержки и охлаждения изделий из металлов и сплавов, целью которого является изменение их структуры и свойств в заданном направлении.

Отжиг (гомогенизация и нормализация). Целью является получение однородной зёренной микроструктуры и растворение включений. Последующее охлаждение является медленным, препятствующим образованию неравновесных структур типа мартенсита.

Дисперсионное твердение (старение). После проведения отжига проводится нагрев на более низкую температуру с целью выделения частиц упрочняющей фазы. Иногда проводится ступенчатое старение при нескольких температурах с целью выделения нескольких видов упрочняющих частиц.

Закалку проводят с повышенной скоростью охлаждения с целью получения неравновесных структур типа мартенсита. Критическая скорость охлаждения, необходимая для закалки зависит от материала.

Отпуск необходим для снятия внутренних напряжений, внесённых при закалке. Материал становится более пластичным при некотором уменьшении прочности.

Термин «улучшаемые» сформировался от способа термической обработки – «улучшение». Это значит, что свойства этих сталей (прочность, ударную вязкость, усталостную прочность) можно варьировать (улучшать) в широких пределах термической обработкой, заключающейся в закалке и последующем высоком или среднем отпуске.

 

Это, как правило, среднеуглеродистые (0,25-0,6%С), малолегированные (£ 3% легирующих элементов в сумме) или среднелегированные (3-10% легирующих элементов) стали.

Термически улучшенные легированные и нелегированные стали соответствуют, вследствие следующих качеств материала и обработки, высоким требованиям при последующем использовании для различных целей:

высокая прочность при одновременно хорошей пластичности

однородная структура

хорошая деформируемость в изготовлении LC

могут устанавливаться до 100 % сфероидизированные структуры (GKZ)

узкие допуски для механических и технологических величин

как специальное изготовление с ещё более оптимизированными способностями пластичного формообразования и точного резания (сталь VAUTEZETT)

может термически улучшаться с достижением более высокой прочности ленты для улучшения износостойкости

 

Свойства сталей после термического улучшения

Термически улучшенные легированные и нелегированные стали соответствуют, вследствие следующих качеств материала и обработки, высоким требованиям при последующем использовании для различных целей:

Высокая прочность при одновременно хорошей пластичности

Однородная структура

Хорошая деформируемость в изготовлении

Может термически улучшаться с достижением более высокой прочности ленты для улучшения износостойкости.

 

Виды легирующих добавок

Для улучшения физических, химических, прочностных и технологических свойств металлы легирую, вводя в их состав различные легирующие элементы. Для легирования сталей используются хром, марганец, никель, вольфрам, ванадий, ниобий, титан и другие элементы. Небольшие добавки кадмия в медь увеличивают износостойкость проводов, добавки цинка в медь и бронзу – повышают прочность, пластичность, коррозионную стойкость. Легирование титана молибденом более чем вдвое повышает температурный предел эксплуатации титанового сплава благодаря изменению кристаллической структуры металла. Легированный металлы могут содержать один или несколько легирующих элементов, которые придают им специальные свойства.

Легирующие элементы вводят в сталь для повышения её конструкционной прочности. Основной структурной составляющей в конструкционной стали является феррит, занимающий в стр-ре не менее 90% по объему. Растворяясь в феррите, легирующие элементы упрочняют его. Твердость феррита(в состоянии после нормализации) наиболее сильно повышают кремний, марганец и никель. Молибден, вольфрам и хром влияют слабее. Большинство легирующих элементов, упрочняя феррит и мало влияя на пластичность, снижают его ударную вязкость(за исключением никеля).

Главное назначение легирования: повышение прочности стали без применения феррита, растворением в нем легирующих элементов; повышение твердости, прочности и ударной вязкости в результате увеличения устойчивости аустенита и тем самым увеличения прокаливаемости; придание стали специальных свойств, из которых для сталей, идущих на изготовление котлов, турбин и вспомогательного оборудования, особое знаяение имеют жаропрочность и коррозионная стойкость. Легирующие элементы могут растворяться в феррите или аустените, образовывать карбиды, давать интерметаллические соединения, располагаться в виде включений, не взаимодействуя с ферритом и аустенитом, а также с углеродом.

В зависимости от того, как взаимодействует легирующий элемент с железом или углеродом, он по-разному влияет на свойства стали. В феррите в большей или меньшей степени растворяются все элементы. Растворение легирующих элементов в феррите приводит к упрочнению стали без термической обработки. При этом твердость и предел прочности возрастаю, а ударная вязкость обычно снижается. Все элементы, растворяющиеся в железе, изменяют устойчивость феррита и аустенита. Критические точки легированных сталей смещаются в зависимости от того, какие легирующие элементы и в каких количествах присутствуют в ней. Поэтому при выборе температур под закалку, нормализацию и отжиг или отпуск необходимо учитывать смешение критических точек.

Марганец и кремний вводятся в процессе выплавки стали для раскисления, они являются технологическими примесями. Марганец заметно повышает предел текучести, порог хладноломкости, прокаливаемость стали, но делает сталь чувствительной к перегреву. В связи с этим для измельчения зерна, с марганцем в сталь вводят карбидообразующие элементы. Так как во всех сталях содержание марганца примерно одинаково, то его влияние на сталь разного состава остается неощутимым. Марганец повышает прочность, не снижая пластичности стали.

 

62. Легированные стали классифицируются в зависимости от общего содержания легирующих элементов: низколегированные содержат до 2,5%, среднелегированные 2,5-10% и высоколегированные- более 10% легирующих элементов.

По воздействию на полилорфизм железа легирующие добавки делятся на группу никеля – они расширяют область устойчивости гамма – Fe (никель, марганец, медь, кобальт и др.) и группу хрома – сужающие область устойчивости гамма – Fe (хром, алюминий, молинден, вольфрам, ванадий, титан, кремний, бор, цирконий и др.) По отношению к углероду легирующие элементы также подразделяются на группу никеля и группу хрома. Группа никеля в условиях стали не образует с углеродом устойчивых карбидов. А группа хрома – образует. Классификация легированных сталей и маркировка сталей, применяемых в строительстве и на ж/д. Легированные стали классифицируют по назначения, химическому составу и структуре. По назначению: конструкционные (строительные или машиноподелочные), инструментальные и стали с особыми физико – химическими свойствами. По химическому составу для маркировки принята буквенно-цифровая система. Легирующие элементы обозначают: кремний – С, марганец – Г, хром – Х, никель – Н, молибден – М, вольфрам – Ф, ванадий – В, титан – Т, алюминий – Ю, бор – Р и т.д. Например, в обозначении стали 12ХН3. Первыми двумя цифрами обозначают содержание углерода в сотых долях процента для конструкционных сталей и первой одной цифрой, например, 9ХС в десятых долях процента углерода для инструментальных сталей. Содержание легирующих элементов, превышающих один процент ставится после соответствующей буквы в целых единицах (в процентах); легирующие элементы располагаются в порядке повышения их процентного содержания, например: сталь с содержанием 0,12% углерода, 1% хрома и 3% никеля маркируется 12ХН3; инструментальные сталь 9ХС содержит 0,9% углерода, 1% хрома и около 1% силициума. В обозначениях стали может быть А в конце обозначения марки, указывает на ограниченное содержание серы и фосфора (до 0,03%). По микроструктуре сегированные стали подразделяются на пять классов: перлитный, мартенситный, аустенитный, ферритный, карбидный (ледебуритный). По химическому составу и механическим свойствам ближе всего к обычным углеродистым сталям стоят легированные стали перлитного класса, которые по суммарному содержанию в них легирующих элементов подразделяются на низколегированные (менее 5%) и высоколегированные (от 5% до 10%). Основные преимущества низколегированных сталей по сравнению ст.3 является их большая прочность при сохранении высокой пластичности и свариваемости, что позволяет повысить напряжения допускаемые и уменьшить расход на изготовление конструкций, а также повышенная стойкость к атмосферной коррозии. Легированная сталь 15ХСНД называется природнолегированной, т.к. получается из чугунов, выплавленных из железных руд, содержащих никель, хром и медь. Эта сталь высокопластична, хорошо сваривается и применяется для изготовления сварных и клёпанных конструкций промышленных и гражданских зданий, а также изготовления цельно-металлических вагонов, пролётных строений мостов, труб т.д.

63. Сталь поставляется с гарантией свариваемости. Сталь марок 10Г2С1Д, 15ХСНД и 10ХСНД в зависимости от вида термообработки изготовляется трёх категорий: 1-я – без термической обработки; 2-я – в нормализованном состоянии; 3-я – в термически улучшенном состоянии после закалки и высокого отпуска. Низколегированные строительные стали применяют для изготовления строительных стальных конструкций (ферм, мостов, нефтепроводов и т.д.) и арматуры для железобетонных конструкций. Стальные конструкции обычно являются сварными и поэтому для них применяют хорошо свариваемые малоуглеродистые (менее 0,22-0,25% С) низколегированные стали повышенной прочности с добавлением более дешёвых легирующих элементов – кремния и марганца. Низколегированные стали повышенной прочности обладают высокой пластичности (сигма= 23-25%) и ударной вязкостью, повышенной прочностью; предел прочности при растяжении 550-600 МПа, предел текучести 350-450 МПа, а после термической обработки эти показатели становятся ещё выше. Конструкционные стали должны легко обрабатываться давлением, резанием, хорошо свариваться, прокаливаться, иметь малую склонность к деформациям, короблению и трещинообразованию при закалке. Этим технологическим требованиям в наибольшей степени отвечают низкоуглеродистые стали, из которых изготавливают сварные фермы, рамы и другие строительные металлоконструкции. Низкоуглеродистые стали 05 кп, 08, 10, 10 пс обладают малой прочностью высокой пластичностью. Применяются без термической обработки для изготовления малонагруженных деталей — шайб, прокладок и т.п. Среднеуглеродистые стали 35, 40, 45 применяются после нормализации, термического улучшения, поверхностной закалки. В нормализованном состоянии по сравнению с низкоотпущенным обладают большей прочностью, но меньшей пластичностью. После термического улучшения наблюдается наилучшее сочетание механических свойств. После поверхностной закалки обладают высокой поверхностной твердостью и сопротивлением износу.Углеродистые стали выпускают обыкновенного и повышенного качества, по степени раскисления — спокойные (сп), полуспокойные (пс) и кипящие (кп).Спокойные стали полностью раскислены и содержат минимальное количество FeO, кипящие не-раскислены. Полуспокойные занимают промежуточное положение. Кипящие стали склонны с старению, хладноломкости, хуже свариваются, но пластичны. Углеродистые стали обыкновенного качества в зависимости от гарантируемых свойств объединены в группы А, Б и В. Стали обозначают марками Ст1, Ст2, СтЗ, Ст4, Ст5, Ст6, спереди добавляется буква группы стали, а после — индекс степени раскисления, (сп, пс и кп), например, АСтЗсп, ВСт4пс. По группе А стали поставляют с гарантированными механическими свойствами, по группе Б — химическими и по группе В — с теми и другими одновременно. С увеличением номера стали растет содержание углерода.Сталь для строительных конструкций, учитывая указанные требования к ней, заказывается по группе ВСтЗсп (пс) и ВСтЗГпс. Она содержит обычно углерода 0,14 — 0,22%, марганца 0,4 — 0,65 %, кремния 0,05-0,17 % (сп) или 0,12-0,3 % (пс). Сталь марки ВСтЗГпс содержит марганца 0,8 — 1,1 % и кремния до 0,15 %. В зависимости от температурных условий эксплуатации и назначения конструкций по требованиям ударной вязкости углеродистые стали разделены на шесть категорий. Кипящая сталь изготовляется по 2-й категории ВСтЗкп2, полуспокойная — по 6-й ВСтЗпсб, спокойная и полуспокойная с повышенным содержанием марганца — по 5-й категории ВСтЗсп5 и ВСтЗГпс5. Категория стали, как видно из приведенных данных, указывается конце режима и условий работы и эксплуатации. Все виды стальных строительных конструкций разделены на четыре группы. За нормативные сопротивления стали принимают значения предела текучести или временного сопротивления (для сталей и сплавов высокой прочности при отсутствии площадки текучести) с обеспеченностью соответственно 0,95 или 0,995. К первой группе отнесены сварные конструкции, работающие в особо тяжелых условиях динамического нагружения (эстакады, подкрановые балки, и др.). Для этих конструкций применяют высокопрочные низколегированные стали 18Г2АФпс, 12ГН2 МФАЮ, а также ВСтЗГпс5, 09ГС12. Ко второй группе отнесены сварные конструкции, работающие на статическую нагрузку, — фермы, ригели, рамы, балки перекрытий и покрытий и др. Для этих конструкций рекомендуются низкоуглеродистые и низколегированные стали повышенной и высокой прочности — ВСтЗсп5, 091Г2С, 10ХСНД и др. К третьей группе отнесены сварные конструкции, работающие преимущественно на сжатие, — колонны, стойки, опоры под оборудование и др. Для них могут использоваться наряду с указанными для второй группы низкоуглеродистые стали ВСтЗкп2. В четвертую группу включены вспомогательные конструкции и элементы (связи, фахверк, лестницы, ограждения и др.). Для них рекомендуются обычные низкоуглеродистые кипящие, полуспокойные и спокойные стали группы ВСтЗкп(пс, сп)2(5).

 

64. Для изготовления рельсов, рельсовых скреплений, частей подвижного состава и металлических строительных конструкций на ж/д транспорте широко применяют различные углеродистые и легированные стали. Рельсы (от мн. ч. англ. rails — от лат. regula — прямая палка) — стальные балки специального сечения, укладываемые на шпалах или других опорах для образования, как правило, двухниточного пути, по которому перемещается подвижной состав железнодорожного транспорта, городских железных дорог, специализированный состав в шахтах, карьерах, крановое оборудование. Рельсы для железнодорожного транспорта изготавливаются из углеродистой стали. Наиболее распростанены рельсы следующих типов: Р50, Р65, Р75. Цифра в обозначении примерно соответствует весу одного погонного метра рельса в килограммах. Длина стандартного железнодорожного рельса, производимого рельсопрокатными заводами в России, составляет 12,5, 25 или 50 метров. Крестовина -это часть стрелки. Стрелка - часть стрелочного перевода, состоящая из рамных рельсов, остряков и переводного механизма. При наличии крестовин с подвижным сердечником в понятие стрелки входит и крестов.

Сердечники и цельнолитые крестовины следует изготавливать из высокомарганиовистой стали аустенитного класса марки 1 ПЛ 13-1. химический состав которой должен соответствовать нормам, указанным в таблице I.
Допускаются отклонения по ковшевой пробе содержания: углерода плюс, минус 0.05 %, марганца плюс 1,50 %т минус 0,50 %> кремния плюс 0Л5 %ч минус 0,10 %* фосфора плюс 0,01 % при условии удовлетворительных результатов контроля микроструктуры и соответствия уровню приведенных в таблице 3 настоящего стандарта пределов характеристик механических свойств металла. Скрепления предназначены для крепления рельс со шпалами. Болт стыковой предназначен как для скрепления двухголовыми накладками стыков рельс различных типов, так и для их изолирующих стыков. Изготавливается болт стыковой из стали марки ст20 или ст20кп. Шуруп — крепежное изделие в форме стержня со специальной наружной резьбой, резьбовым коническим концом и головкой на другом конце, образующее резьбу в отверстии соединяемого изделия. Шуруп путевой применяется в конструкциях рельсовых скреплений, соединений и пересечений железнодорожного пути и используется для прикрепления рельсов к деревянным шпалам или подстрелочным брусьям. Изготавливаются шурупы из стали марок Ст3, Ст20, Ст10кп и Ст20кп (кроме тех, что предназначены для районов Крайнего Севера, где применение путевых шурупов, изготовленных из кипящих марок стали, не допускается). Как правило, путевые шурупы выпускаются без покрытия, однако в некоторых случаях применяется цинковое покрытие с хроматированием толщиной 15 мкм. Костыль путевой предназначен для крепления железнодорожных рельсов к деревянным шпалам. Длина костылей 165, 205 и 230 мм. Сечение квадратное со стороной 16 мм. Сталь марки СтЗкп. При использовании узкоколейных рельс применяется костыль длиной 120,130мм и сечением 12,13,14мм. Подкладка — это составляющие рельсовых соединений. На подкладку может опираться рельс, вместе с которой прикрепляется к шпалам костылями и шурупами. Подкладки изготавливаются из полос, прокатанных из стали марок Ст4, Ст5 (ГОСТ 380-94, категории 2 и 3) по ГОСТ 535-88. Для повышения коррозийной стойкости подкладки должны изготавливаться с массовой долей меди от 0,2 до 0,4%. Допускается изготовление подкладок из полос с массовой долей углерода в стали не менее 0,16%. При этом, суммарное количество углерода и 1/4 марганца должно составлять не менее 0,28%. Накладки — это часть рельсового скрепления. Накладка крепится к рельсу стыковыми болтами, тем самым соединяя рельсы между собой.Накладки изготавливают из полностью раскисленной спокойной мартеновской стали М54 с содержанием углерода 0,45-0,62%, временным сопротивлением на разрыв не менее 860 МПа, пределом текучести — не менее 540 МПа, твердостью по Бринеллю в пределах 235-388 НВ. Шуруп путевой применяется в конструкциях рельсовых скреплений, соединений и пересечений железнодорожного пути и используется для прикрепления рельсов к деревянным шпалам или подстрелочным брусьям. Согласно существующим нормативам, шуруп путевой выпускается в соответствовии с требованиями ГОСТ 809-71. Изготавливаются шурупы из стали марок Ст3, Ст20, Ст10кп и Ст20кп (кроме тех, что предназначены для районов Крайнего Севера, где применение путевых шурупов, изготовленных из кипящих марок стали, не допускается).

 

65. Сталь поставляется с гарантией свариваемости. Сталь марок 10Г2С1Д, 15ХСНД и 10ЧСНД в зависимости от вида термообработки изготовляется трех категорий: 1)Без термической обработки 2)В нормализованном состоянии 3)В Термически улучшенном состоянии после закалки и высокого отпуска.

Низколегированные строительные стали применяют для изготовления строительных стальных конструкций (Ферм, Мостов, Нефтепроводов и т.д) и арматуры для железобетонных конструкций. Стальные конструкции обычно являются сварными и поэтому для них применяют хорошо свариваемые низкоуглеродистые (менее 0.22-0.25% С) низколегированные стали повышенной прочности с добавлением более дешевых легирующих элементов- кремния и марганца.

Низколегированные стали повышенной прочности обладают высокой пластичность (Сигма 23-25%) и ударной вязкостью, повышенной прочностью. Предел прочности при растяжении 550-600 МПа. Предел текучести 350-450 МПа, а после термической обработки эти показатели становятся еще выше. Конструкционные стали должы легко обрабатываться давлением, резанием, хорошо свариваться, прокаливаться, иметь малую склонность к деформациям, короблению и трещинообразованию при закалке. Этим технологическим требованиям в наибольшей степени отвечают низкоуглеродистые стали, и которых изготавливают сварные фермы, рамы и другие строительные металлоконструкции. Низкоуглеродистые стали 05кп,08,10,10 пс обладают малой прочностью высокой пластичностью. Применяются без термической обработки для изготовления малонагруженных деталей – шайб, прокладок и т.п

Среднеуглеродистые стали 35, 40, 45 применяются после нормализации термического улучшения, поверхностной закалки. В нормализованном состоянии по сравнению с низкоотпущенным обладают большей прочностью, но меньшей пластичностью. После термического улучшения наблюдается наилучшее сочетание механических свойств. После поверхностной закалки обладают высокой поверхностной твердостью и сопротивлением износу. Углеродистые стали выпускают обыкновенного и повышенного качества, по степени раскисления- спокойные(СП), полуспокойные(пс) и кипящие (кп). Спокойные стали полностью раскислены и содержат минимальное количество FeO, кипящие нераскислены. Полуспокойные занимают промежуточное положение. Кипящие стали склонны к старению, хладноломкости, хуже свариваются, но пластичны. Углеродистые стали обыкновенного качества в зависимости ль гарантируемых свойств объединены в группе А, Б и В.Стали обозначают марками Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5, Ст6, спереди добавляется буква группы стали, а после- индекс степени раскисления, (СП,ПС и КП), например АСт3сп, ВСт4пс. По группе А стали поставляют с гарантированными механическими свойствами, по группе Б- химическими, В- с теми и другими одновременно. С увеличением номера стали, растет содержание углерода. Сталь для строительных конструкций, учитывая указанные требования к ней, заказывается по группе ВСт3сп (пс) и ВСт3Гпс. Она содержит обычно углерода 0.14-0.22 %, Марганца 0.4-0.65 %., кремния 0.05-0.17%(СП) или 0.12-0.3% (пс). Сталь марки ВСт3Гпс содержит марганца 0.8-1.1 % и кремния до 0.15%. В зависимости от температурных условий эксплуатации и назначения конструкций по требованиям ударной вязкости углеродистые стали разделены на шесть категорий. Кипящая сталь изготавливается по 2й категории ВСт3кп2, полуспокойная- по 6й ВСт3псб, спокойная и полуспокойная с повышенным содержанием марганца- по 5ой категории ВСт3сп5 и ВСт3Гпс5. Категория стали, как видно из приведенных данных, указывается конце режима и условий работы и эксплуатации. Все виды стальных строительных конструкций разделены на четыре группы. За нормативные сопротивления стали принимают значения предела текучести или временного сопротивления(для сталей и сплавов высокой прочности при отсутствии площадки текучести) с обеспеченностью соответственно 0.95 или 0.995. К Первой группе отнесены сварные конструкции, работающие в особо тяжелых условиях динамического нагружения (эстакады, подкрановые балки и др.). Для этих конструкций применяют высокопрочные низколегированные стали 18Г2АФпс, 12ГН2 МФАЮ, а также ВСт3Гпс5, 09ГС12. Ко второй группе отнесены сварные конструкции, работающие преимущественно на сжатие, -колонны, стойки, опоры, под оборудование и др. Для них могут использоваться наряду с указанными для второй группы низкоуглеродистые стали ВСт3кп2. В четвертую группу включены вспомогательные конструкции и элементы (связи, фахверк, лестницы, ограждения). Для них рекомендуется обычные низкоуглеродистые кипящие, полуспокойные и спокойные стали группы ВСт3кп(пс,СП)2(5)

Виды арматуры

В зависимости от технологии производства можно выделить следующие виды стальной арматуры: арматура горячекатаная, арматура стальная стержневая и холоднотянутая проволочная. Стержневые виды арматуры – это арматура любого диаметра, которая может поставляться в мотках, бунтах или прутках.

Также в зависимости от способа последующего упрочнения выделяют такие виды арматуры, как арматура термически упрочненная – подвергнутая термической обработке и арматура упрочненная в холодном состоянии – волочением или же вытяжкой.

По форме поверхности выделяют такие виды арматуры, как гладкая и арматура периодического профиля. Стальная арматура периодического профиля содержит на своей поверхности специальные выступы в виде ребер. Такие выступы позволяют улучшить соединение с бетоном при дальнейшем использовании стальной арматуры.

Можно выделить виды арматуры по способу ее применения в процессе армирования различных железобетонных элементов. В таком случае выделяют стальную арматуру напрягаемую, подвергаемую предварительному натяжению, а также ненапрягаемую.

Выделяют такие виды арматуры, как водопроводная арматура и запорная арматура. Водопроводная арматура является основной для различных систем отопления, также горячего и холодного водоснабжения, канализации, водоочистки и водоподготовки. Такие виды арматуры представляют собой запорное регулирующее устройство. Запорная арматура – это трубопроводные промышленные виды арматуры, которые применяются в основном для перекрытия потоков рабочих сред.

Также есть следующие виды арматуры: арматура стальная для фундамента, арматура сигнальная, арматура строительная, газовая арматура, запорно-регулирующая арматура, кабельная арматура, арматура линейная, нержавеющая арматура, сантехническая арматура, арматура светосигнальная, сливная арматура, судовая арматура, трубопроводная арматура, фонтанная арматура и другие.

Различные виды арматуры производятся из стали различных марок и классов. Арматурную сталь можно разделить на классы в зависимости от их механических свойств (класса прочности, который устанавливается стандартами нормируемых значений), а также от их эксплуатационных характеристик (выделяют такие виды арматуры как свариваемая и арматура с повышенной устойчивостью к коррозионному растрескиванию).

Маркировка при прокатке.

Арматурная сталь периодического профиля имеет маркировку класса прочности и завода-изготовителя, наносимую при ее прокатке в виде маркировочных коротких поперечных ребер или точек на поперечных выступах.

Маркировочные короткие поперченные ребра высотой 0,5 мм, не выходящие за пределы габаритного размера по окружности диаметром d1 располагают на поверхностях, примыкающих к продольным ребрам.

Маркировочные точки высотой, равной высоте поперечного выступа, представляют собой конусообразные утолщения на поперечных выступах.

2. При отсутствии прокатной маркировки концы стержней или связки арматурной стали соответствующего класса должны быть окрашены несмываемой краской следующих цветов: АТ400С – белой; Ат500C – белой и синей; Ат600 – желтой; Ат600С – желтой и белой; Ат600К – желтой и красной; Ат800 – зеленой; Ат800К – зеленой и красной; Ат1000 – синей; Ат1200 – черной.

Допускается окраска связок на расстоянии 0,5 м от концов.

Стержневая арматурная сталь представляет собой горячекатаный стержень диаметром 6-80 мм. В зависимости от марки стали и физики-механических показателей стержневая арматура делится на шесть классов: А-I; A-II; A-III; A-IV; A-V; A-VI. Арматурные стержни A-I гладкие, а другие c A-II по A-VI периодического профиля. Стержневую арматуру диаметром более 10 мм поставляют в виде прутков, длиной 6-18 м, диаметром А6-А9 называются катанкой.

 

67. Арматура для обычного железобетона и предварительно напряженного.Выбор арматуры с учётом района строительства.

Стальная арматура для железобетона. Большое кол-во стали используют в качестве арматуры для железобетона.

В среднем для получения 1го м3 ЖБ требуется 50-100кг стали, для армирования ЖБ применяют сальные стержни и проволоку в зависимости от условий применения арматура подра-ся на ненапрягаемые -для обычного нормального, и напрягаемую- исп-ют в предварит. напряж. ЖБ. Стержневая арматура сталь- представляет собой горячее -катанный стержень диаметром 6-80мм.

Элементы арматуры делятся на жёсткие (прокатные двутавры, швеллеры, уголки) и гибкие (отдельные стержни гладкого и периодического профиля, а также сварные или вязаные сетки и каркасы). Арматурные стержни могут быть стальными, стеклопластиковыми, древесного происхождения (бамбук) и др. Арматура класса А-3(рифленая). Строительная арматура, предназначенная для армирования обычных железобетонных конструкций, производится по ГОСТ 5781-82 и представляет собой круглую горячекатаную сталь гладкого и периодического профиля. В качестве материала (для арматура класса А3)используется углеродистая и низколегированная сталь марок Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, Ст5сп, Ст5пс, 18Г2С, 10ГТ, 35ГС, 25Г2С, 32Г2Рпс и др. Стальную строительную арматуру класса а3 подразделяют: по классу арматура А3: А400С, А500С, А500СП, 25Г2С, В500С, 35ГС; по механическим качествам арматура А3: А-I (A240), A-II (A300), A-III (A400), A-IV (A600), A-V (A800), A-VI (A1000); Арматура А3-по способу изготовления: стержневая, канатная и проволочная арматура; Арматура А3-по технологии изготовления: горячекатаная, холоднокатаная; Арматура А3-по профилю: гладкая (арматура А-I) и периодического профиля* (арматура классов A-II-А-VI**); Арматура А3-по принципу работы: ненапрягаемая и напрягаемая; Арматура А3-по назначению: рабочая, распределительная и монтажная; Арматура А3-по способу установки: арматура сварная и вязаная в виде отдельных стержней, сеток и каркасов; Снабсз.ру Арматура А3-по эксплутационным характеристикам: свариваемая (С), термически упрочненная (Т), антикоррозийная (К), арматура для упроченной вытяжки (В). — Арматура периодического профиля (А3)— круглые профили с двумя продольными ребрами и поперечными выступами, идущими по трехзаходной винтовой линии.

Арматуру А3 диаметром менее 10 мм поставляют в мотках, диаметром 10 мм — как в мотках так и в прутках, 12 мм и более — в прутках длиной от 6 до 12 м или мерной длины (чаще всего 11,7 метра). Арматурную сталь(А3)— нового поколения класса В500С для армирования железобетонных конструкций выпускается диаметром 5,0 мм; 6,0 мм; 8,0 мм; 9,0 мм; 10,0 мм; 12,0 мм; 14,0 мм (и любой промежуточный диаметр), изготовляемую по ТУ 14-1-5552-2007 Допускается изготовление арматурной стали класса A-V (А800) из стали марок 22Х2Г2АЮ, 22Х2Г2Р и 20Х2Г2СР. Размеры, указанные в скобках, изготовляют по согласованию изготовителя с потребителем

Предварительно напряжённый железобетон (преднапряжённый железобетон) — это строительный материал, предназначенный для преодоления неспособности бетона сопротивляться значительным растягивающим напряжения.

При изготовлении железобетона прокладывается арматура из стали с высокой прочностью на растяжение, затем сталь натягивается специальным устройством и заливается бетонной смесью. После схватывания сила предварительного натяжения освобождённой стальной проволоки или троса передаётся окружающему бетону, так что он оказывается сжатым. Такое создание напряжений сжатия позволяет частично или полностью устранить растягивающие напряжения от нагрузки.

Способы натяжения арматуры:

Механический способ — натяжение, как правило, с использованием гидравлических или винтовых домкратовЭлектротермический способ натяжения — натяжение с использованием электротока для разогрева арматуры, при котором арматура удлиняется до определенных значений.

Электротермомеханический — способ, комбинирующий механический и электротермический.

Предварительное напряжение может производиться не только до, но и после схватывания бетонной смеси. Чаще этот метод применяется при строительстве мостов с большими пролётами, где один пролёт изготавливается в несколько этапов (захваток)[4]. Материал из стали (трос или арматура) укладывается в форму для бетонирования в чехле (гофрированная тонкостенная металлическая или пластиковая труба). После изготовления монолитной конструкции трос (арматуру) специальными механизмами (домкратами) натягивают до определённой степени. После чего в чехол с тросом (арматурой) закачивается жидкий цементный (бетонный) раствор. Таким образом обеспечивается прочное соединение сегментов пролёта моста.Предварительно напряжённый железобетон является главным материалом междуэтажных перекрытий высотных зданий и бетонных камер ядерных реакторов, а также колонн и стен зданий повышенной сейсмо- и взрывоопасности.

Придавленная, как прессом, весом высокого аттика стена Колизея в Риме является свидетельством того, что еще архитекторы в древнем Риме понимали преимущества преднапряжения каменных конструкций, предназначенных для работы в условиях возможных землетрясений. Из блоков предварительно напряжённого железобетона сделана скульптура «Родина-мать» в Волгограде.

 

68.Чугуны:основные виды,структура и сво-во маркировка и область использования.

Чугун - сплав железа с углеродом(2,14% «С»6,67%)Mn-до 1,5% Si-до 4,5%,и др.элементов. К чугунам относятся сплавы железа с углеродом, содержащие более 2,14 %С (рис. 1).

Практическое применение находят чугуны с содержанием углерода до 4 – 4,5 %. При большем количестве углерода, механические свойства существенно ухудшаются.Промышленные чугуны не являются двойными сплавами, а содержат кроме Fe и С, такие же примеси, как и углеродистые стали Мn, Si, S, P и др. Однако в чугунах этих примесей больше и их влияние иное, чем в сталях. Если весь имеющийся в чугуне углерод находится в химически связанном состоянии, в виде карбида железа (F₃C - цементит), то такой чугун называется белым. Чугуны, в которых весь углерод или большая часть, находится в свободном состоянии в виде графитных включений той или иной формы, называются графитизированными.

Белые чугуны- это железо- углеродистые сплавы в котор.весь углерод связан с железом в виде цементита. Такие чугуны имеют повышен. Тв. И хрупкость поэтому в технике применяются ограниченно. Этот чугун в основном используется в качестве полуфабриката для переделки в сталь и для получения ковких чугунов.

Серые чугуны получают при меньшей скорости охлаждения отливок, чем белые. В этих чугунах углерод частично или полностью находится в состоянии графита они широко используются для изготовления деталей методом литья. Графит образуется в результате распада цементита а так-же путем выделения из жидкого или тв. раствора. Они содержат1–3 % Si – обладающего сильным графитизирующим действием.Серый чугун широко применяется в машиностроении. Он хорошо обрабатывается режущим инструментом. Из него производят станины станков, блоки цилиндров, фундаментные рамы, цилиндровые втулки, поршни и т.д.Серые чугуны маркируются буквами СЧ и далее следует величина предела прочности при растяжении (в кгс/мм²), например СЧ 15, CЧ 20, СЧ 35 (ГОСТ 1412-85).Графит в сером чугуне наблюдается в виде темных включении на светлом фоне нетравленного шлифа. По нетравленному шлифу оценивают форму и дисперсность графита, от которых в сильной степени зависят механические свойства серого чугуна. Механич. сво-ва серых чугунов: Чем больше графита в чегунах, тем больше ослаблена его металич. основа, тем ниже мех. сво-ва чугунов. В этих чугун. Обычно содержится углерода от 2,8-4% из них 2-3 в виде графита. По мех. сво-ам чугуна можно определить кол-во графита но нужно еще учитывать его форму. Граф. в виде мелких разобщенных включениях повышает прочность чугуна, в виде крупн.Понижает прочночность. Наименьшую тв. Имеют чуг. На феррит. Основе, а наибольш на перритной. Основе.

Высокопрочные(модифицированные серые чугуны). Имеют ферли.+ перлитную или сербит.+ металич.основу в которой равномерно расположены мелкие графит. включения. Такое строение эти чугуны получили благодаря введению в жидкий сплав модификаторов которые расщепляют металл, образуют окислы, превращаются в центры кристаллизации графита, они размельчают графит и равномерно распред. В металлической основе.

Модифицированные чугуны применяются для отливки ответственных деталей. Изготавливают элементы строит. Конструкции работающих на изгиб(арки, своды, тюбенги, колоны, отопит. Радиаторы,канализациооные трубы)

Ковкий чугун получают термической обработкой (оджигом)отливок, изготовленных из белого чугуна.