Применение легированных сталей.

 

НИЗКОЛЕГИРОВАННЫЕ СТАЛИ обладают по сравнению с обычной углеродистой сталью рядом преимуществ. Их предел текучести превышает на 30% и более предел текучести обычной Ст3.Они высокопластичны, меньше склонны к хладноломкости (критические температуры перехода низколегированных сталей в хрупкое состояние

лежат ниже минус 40˚С, а у отдельных марок ниже -60˚С), хорошо сваривается. Для их сварки не требуется ни предварительного разогрева, ни последующей термической обработки для снижения напряжений. Коррозионная стойкость их в 1,5 раза выше, чем у стали марки Ст3.

Для сварных и клепаных несущих конструкций рекомендуются низколегированные конструкционные стали марок 14Г2, 15ГС, 10Г2С, 10Г2СД и природно-легированные стали марок 10ХСНД и 15ХСНД.

Для обычной арматурной проволоки рекомендуется сталь марок 25Г2С, 35ГС и д.р.

Для предварительно напряженной арматуры - сталь марок 30ХГ2С, 20ХГСТ, 20ХГ2Ц и д.р.

ЖАРОСТОЙКИЕ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫЕ СТАЛИ длительное время выдерживают действие высоких температур без образования на них окалины. Легирующие элементы группы хрома образуют тонкие окисные пленки на поверхности стали, защищая основной металл от окисления газами при повышенных температурах. Однако они не

должны испытывать при этом механических нагрузок.

ЖАРОПРОЧНЫЕ СТАЛИ имеют высокую окалиностойкость и сохраняют, кроме того, свои механические свойства при высоких температурах. Это обычно высоколегированные хромо-никелевые стали.

 

Цветные металлы и сплавы

 

АЛЮМИНИЙ - легкий серебристый металл, обладающий малой плотностью - 2700 кг/м³, малой твердостью - НВ = 20, низкой прочностью на растяжение, высокой атмосфероустойчивостью. В строительстве широко применяются сплавы алюминия с легирующими добавками (Mn, Cu, Mg, Si, Fe), повышающими его прочность.

Сплавы алюминия делятся на литейные (силумины) и деформируемые (дюралюмины), идущие на прокатку профилей, листов и т.д. Алюминиевые сплавы приближаются по прочности к основным маркам строительных сталей, но легкие и имеют высокую коррозионную стойкость.

СИЛУМИНЫ - сплавы алюминия с кремнием (до 14%), обладающие высокой прочностью (предел прочности 200 МПа), твердостью НВ = 50...70, при достаточно высокой пластичности. Силумины характеризуются высокими литьевыми качествами.

ДЮРАЛЮМИНЫ - сложные сплавы алюминия с медью, кремнием, марганцем, магнием и др. Предел прочности дюралюминов после термической обработки составляет 400...480 МПа.

Применение дюралюминов особенно эффективно для конструкций большепролетных сооружений, в сборно-разборных конструкциях, в сейсмическом строительстве, в конструкциях, работающих в агрессивных средах. Используется он в виде проката - уголков, швеллеров, двутавров, труб круглого и прямоугольного сечения.

Из листов алюминиевых сплавов изготавливают трехслойные навесные панели с заполнением пенопластом. Вводя газообразователь, получают высокоэффективный материал пеноалюминий со средней плотностью 100...300 кг/м³.

Дюралюмин, как конструкционный материал, имеет низкое значение модуля упругости, прочность его понижается при температурах выше 400˚С и повышается при отрицательных температурах, коэффициент линейного расширения примерно в 2 раза выше чем у стали, характеризуется пониженной свариваемостью.

ТИТАН обладает высокой коррозионной стойкостью, меньшей по сравнению со сталью плотностью (4500 кг/м³), высокими прочностными свойствами, повышенной теплостойкостью.

На его основе создаются легкие и прочные конструкции, способные работать при повышенных температурах.

МЕДЬ - металл красноватого цвета, отличающийся высокой теплопроводностью и стойкостью против атмосферной коррозии. При высокой пластичности обладает невысокой прочностью.

Сплавы на основе меди - это латунь, бронза, баббиты.

Латунь - сплав меди и цинка, бронза - сплав меди и олова. Оба эти сплава прочны, обладают высокими антифрикционными свойствами, поэтому их широко применяют для изготовления кранов и вентилей.

Баббиты - сплавы меди, свинца и олова, применяются для изготовления подшипников.

ЦИНК - применяется для кровельных покрытий, карнизов, водосточных труб.

СВИНЕЦ - применяется для особых видов изоляции, для футеровки химических аппаратов.

 

Коррозия металлов

 

Различают два вида коррозии - химическую и электрохимическую.

ХИМИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ возникает при действии на металл при высоких температурах сухих газов, масел, бензина, керосина, окислителей, кислорода воздуха.

При 200...300˚С на стальных изделиях появляется пленка из продуктов коррозии, которая до определенной температуры выполняет роль защитной пленки. Поэтому до 600˚С скорость газовой коррозии очень мала, но с ростом температуры защитные действия пленки прекращаются. Чем выше температура, тем быстрее разру-шается пленка и ускоряется коррозия.

Однако легированные стали могут нагреваться без признаков коррозии до более высоких температур.

Алюминий при высоких температурах покрывается тонкой защитной пленкой. которая сохраняется до температуры плавления.

Поэтому добавка алюминия повышает химическую стойкость стали.

Медь защитную пленку образует на воздухе при обычных температурах. Добавка к ней алюминия и бериллия делает ее жаростойкой, сопротивляемость меди к окислению резко повышается.

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ возникает при действии на металл растворов кислот и щелочей, в результате чего на корродирующей поверхности металла возникает множество микрогальванических элементов, вырабатывающих электрический ток. При этом металл отдает свои ионы электролиту, а сам постепенно разруша-ется.

Коррозия может быть местной, когда разрушение металла идет на отдельных участках, равномерной - металл одинаково разрушается по всей поверхности и межкристаллитной - разрушение идет уже по границам зерен.