Металловедение. Материалы для изготовления металлоконструкций. (Лекция 7)

соединений
● степени заводской готовности
● условиям эксплуатации

на несущие (основные и второстепенные) и ограждающие
По видам соединений конструкции делятся на сварные, болтовые, клепаные, комбинированные и винтовые
По степени заводской готовности конструкции подразделяются на полностью изготовленные на заводе и изготовляемые на заводе в виде отправочных марок (элементов), укрупняемых на монтаже
По степени коррозионной стойкости конструкции подразделяются: на эксплуатируемые в неагрессивных, слабоагрессивных, среднеагрессивных и сильноагрессивных средах
По температурным условиям конструкции подразделяются: на возводимые или эксплуатируемые в районах с расчетной температурой минус 40ºС и выше; возводимые или эксплуатируемые в районах с расчетной температурой ниже минус 40ºС (до минус 65ºС включительно); подвергающиеся интенсивным температурным воздействиям; эксплуатируемые в отапливаемых или неотапливаемых зданиях

назначению

по способу производства различают мартеновскую, бессемеровскую, томасовскую, кислородно-конверторную, тигельную и электросталь

по химическому составу – углеродистые и легированные стали

по назначению углеродистые стали разделяют на конструкционные и инструментальные; конструкционные стали, в свою очередь, разделяют на строительные и машиностроительные

строительные стали содержат до 0,3% углерода, машиностроительные цементируемые – от 0,025 до 0,3% углерода, улучшаемые термообработкой от
0,3 до 0,5% углерода, пружинные – от 0,5 до 0,8% углерода, инструментальные – от 0,7 до 1,3% углерода

к хрупкому разрушению – все эти свойства в полной мере отвечают высоким требованиям, предъявляемым к строительным сталям

Углеродистые стали разделяют на стали обыкновенного качества, качественные и высококачественные
В зависимости от назначения и гарантируемых характеристик сталь обыкновенного качества разделяют на три группы А, Б, В, учитывающие условия поставки:

сталь группы А – поставляют потребителям по механическим свойствам;
сталь группы Б – по химическому составу;

сталь группы В – с гарантированными механическими свойствами и химическим составом

увеличения номера стали повышается содержание углерода, а также прочность и твердость, но снижается пластичность и ударная вязкость

ставят букву Б (БСт0, БСт1кп).
Сталь группы В изготовляют следующих марок: ВСт2, ВСт3, ВСт4 и ВСт5.
По степени раскисления сталь делится на кипящую (кп), полуспокойную (пс) и спокойную (сп). Кипящей называют сталь, в процессе получения которой происходит бурное выделение газов (кипение), способствующее образованию мелких газовых пузырей и концентрации вокруг них различных неметаллических включений и примесей, значительно снижающих качество стали. Спокойная сталь, остывающая без бурного выделения газов, получается путем введения в нее различных раскислителей в виде добавок кремния, марганца, алюминия и др., в результате чего на поверхности слитка (15%) образовывается шлак, идущий на переплавку, а в остальной части слитка высококачественная однородная сталь.

и спокойной), обладающая высокими технико-экономическими показателями и более низкой стоимостью, чем спокойная сталь. Однако стали повышенной и высокой прочности выполняются главным образом из спокойной стали, обладающей высокой однородностью и способностью сопротивляться хрупкому разрушению.

В зависимости от механических свойств конструкционные стали подразделяются на стали обычной прочности (обыкновенного качества), повышенной прочности
и высокой прочности.

185-285МПа, временным сопротивлением разрыву 365-390МПа, наиболее употребительные стали ВСт3кп2, ВСт3пс6, ВСт3сп5, ВСт3 Гпс5 – они пластичны, хорошо свариваются.
Стали повышенной прочности (низколегированные) с пределом текучести 295-390МПа, временным сопротивлением 430-540МПа, это такие стали как 09Г2, 09Г2С, 14Г2, 10Г2С, 15ХСНД.
Стали высокой прочности (средне- и высоколегированные) с пределом текучести 410-600МПа, временным сопротивлением 570-700МПа, это такие стали как 16Г2АФ, 18Г2АФпс, 15Г2СФт.о., 12Г2СМФАЮт.о.

группу поставки; Ст3 – собственно марку стали; пс – полуспокойную; цифра 6 – категорию поставки.

Для легированных сталей вводят буквенное обозначение легирующих элементов:
У – углерод – повышая прочность стали, снижает ее пластичность и свариваемость, в марках не обозначается, т.к. присутствует во всех сталях;
С – кремний – повышает прочность, но ухудшает свариваемость и стойкость против коррозии, хороший раскислитель; в малоуглеро-дистых сталях добавляется до 0,3%, в низколегирован-ных – до 1%;
Ю – алюминий – хороший раскислитель, повышает ударную вязкость, нейтрализует вредное влияние фосфора;

с серой снижает ее вредное воздействие; в малоуглеро-дистых сталях марганца содержится до 0,64%, в легирован-ных до 1,5%, при большем содержании сталь становится хрупкой;
Д – медь – повышает прочность, увеличивает стойкость против коррозии; содержание меди более 0,7% способствует старению стали;
М – молибден, Р – бор – эти добавки дают возможность получения высокопрочного проката больших толщин;
А – азот – должно быть не более 0,008%, т.к. такое содержание способствует старению стали и делает ее хрупкой при низких температурах; в химически связанном состоянии с алюминием, ванадием, титаном – улучшает механические свойства;
Х – хром, Ф – ванадий, В – вольфрам, Т – титан, Н – никель – повышают прочность ,твердость, снижают пластичность;
П – фосфор.
При обозначении марки стали содержание каждого элемента в % с округлением до целых значений указывается после буквы, обозначающей данный элемент; содержание элемента в пределах 1% цифрами не указывается; %-ное содержание углерода указывается в сотых долях в начале обозначения марки (например 15Г2СФ – углерода 0,15%, марганца до 2%, кремния и ванадия до 1% каждого).

снижает пластичность при повышен-ных температурах, его содержание не должно превышать 0,04%;
Сера – делает сталь красноломкой, т.е. образуются трещины при температуре 800-1000°С, поэтому серы в углеродистой стали д.б. не более 0,05%.
Вредное влияние на механические свойства стали оказывает насыщение ее газами, которые могут попасть из атмосферы в металл, находящийся в расплавленном состоянии:
Кислород – действует подобно сере, но в более сильной степени;
Водород – приводит к снижению сопротивления стали хрупкому разрушению, даже незначительное его содержание (0,007%) приводит к снижению временного сопротивления и ухудшению пластических свойств.
Поэтому, расплавленную сталь необходимо защищать от воздействия атмосферы во время сварки.

(КМ) и в рабочих деталировочных чертежах металлических конструкций (КМД) маркируются
в соответствии с ГОСТ 26047-83.

Марка конструкции и изделия в чертежах КМ конкретных объектов состоит из буквенно-цифровой группы, в которую входят обозначение типа и порядковый номер конструкции и изделия

Обозначение типа конструкции
должно состоять из условного буквенного
обозначения ее наименования

Например, балки подкрановые обозначаются буквами БК, балки подстропильные – БП, балки стропильные – БС, каркасы и панели перегородок – ПГ, колонны – К, и т.д.

с единицы

Например, в чертежах КМ обозначено: Б-1, Б-2, Б-3, что означает балка первая, вторая, третья или марки ФС-1, ФС-2 означают – ферма стропильная первая и вторая

Марка типовых конструкций в чертежах КМ,
а также конструкций
в стандартах и технических условиях состоит из трех буквенно-цифровых
групп

Например, ФС24-31-Д1 или Р18.7-3834. Первая группа марки содержит обозначение типа конструкций, состоящее из условного буквенного индекса наименования и геометриче-ских размеров или других основных параметров конструкций (пролет, длина, ширина, высота). Здесь: ФС – ферма стропиль-ная пролетом 24м, Р – рама пролетом 18 и высотой 7м.
Вторая группа марки содержит характеристики несущей способности конструкции (допускаемые расчетные нагрузки или усилия). Здесь: 31 – допускаемая расчетная нагрузка на ферму 31 кН/м; 3834 – расчетная вертикальная нагрузка, Па.
Третья группа марки содержит дополнительные характеристики (условия монтажа и эксплуатации; сейсмичность, исполнение конструкции для различных климатических районов строительства; конструктивные особенности). Здесь: Д1 – ферма с дополнительной стойкой.