Том 1. Прочность (1041446), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Стали всех марок должны удовлетворять испытани|о на загиб в холодном состоянии на 180' при д = 2з, где г! — диамегр оправки; а — толщина проката. 2. Минимальное значение ударной вязкости при температуре 20'С по ГОСТ 9454 — 78 после механического старения. (по ГОСТ 7268 — 67) должно быть не менее 0,3 Мдж/ма. 3. для проката из сталей 16ГС, 09Г2С, 1ОГ2С! толщиной 11 — 32 мм и проката из стали 15ГФ толщиной 11 — 20 мм механические свойства можно определять путем интерполяции.
4. Значения о„о, и 6, получены при растяжении стальных образцов. Низколегированные стали выпускают по ГОСТ 5058 — 65, 19281 — 73 и 19282 — 73 (табл. 1.4 и 1.5), а также по специальным техническим условиям. Первые две цифры в обозначениях легиро- В последнее время расширяется применение прочных сталей. Повышение прочности достигается введением легирующих добавок и термической обработкой. Легирующие добавки имеют следующие условные обозначения: марганец — Г, кремний — С, никель — Н, хром — Х,-молибден — М, ванадий — Ф, алюминий — Ю, медь— Д, титан — Т, азот — А, бор — Р и т. д.
ванной стали указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента, а цифры справа от условного обозначения элемента — его среднее содержание в процентах. Стали легируют таким образом, чтобы повышение прочности и предела текучести сопровождалось сохранением достаточной пластичности, ударной вязкости, технологической обрабатываемости, свариваемости. Присутствие кремния хорошо раскисляет сталь. Марганец устраняет вредное влияние серы, однако при содержании более 1,5 % снижает пластические свойства.
Полезно легирование сталей молибденом, хромом, бором. Добавление никеля позволяет повысить хладостойкость стали, но экономически невыгодно. Низколегированные стали общего назначения часто поставляются в термически обработанном состоянии. Термическая обработка сталей закалкой — быстрым охлаждением после нагрева до температуры 910 'С вЂ” способствует получению мартенситной структуры высокой твердости и малой вязкости. Повышение вязкости достигается последующим отпуском. Нормализация — охлаждение с той же температуры на воздухе — позволяет получить ферритноперлитную устойчивую структуру.
Из табл. 1.5 видно, что в широком диапазоне толщин ударная вязкость низколегированных сталей общего назначения при температуре — 40 С оказывается не ниже 0,3 МДж/м'. Применение низколегированных сталей в конструкциях непрерывно расширяется. Для уменьшения массы изделий применяют прочные стали с пределом текучести а, свыше 350 — 400 МПа и высокопрочные — с гг,-- 600 МПа. Это является существенно важным при конструировании транспортных и других машин, а также для экономии металла, что в конечном счете понижает стоимость изделий.
Все стали, применяемые для строительных конструкций, согласно СНиП (Строительные Нормы и Правила) подразделяются на условные классы прочности (табл. 1.6) в зависимости от механических свойств при растяжении. Важным положительным свойством большинства низкоуглеродистых сталей обыкновенного качества и низколегированных сталей является возможность получения сварных соединений со свойствами, близкими к основному металлу. Это относится к соединениям, свариваемым контактной стыковой сваркой, дуговой, автоматической при сварке в среде защитных газов и под флюсом, электроннолучевой и т. д. Как правило, наиболее удовлетворительно свариваются стали, содержащие не более 0,25 % углерода.
Большое значение в производстве приобретают стали, обладающие специальными свойствами: повышенной сопротивляемостью коррозии при работе в агрессивных средах, жаропрочностью при работе в условиях высоких температур и т. д. Теплоустойчивые стали применяют для сварных конструкций, работающих при температурах до 600 'С, — паропроводов высокого давления, пароперегревателей и т.
д. При эксплуатации конструкций в условиях еще более высоких температур необходимы специальные жаростойкие и коррозионностойкие стали. Широко используются в различных конструкциях нержавеющие стали и другие сплавы. Как правило, предел прочности таких сталей невысок — 500 — 600 МПа, предел текучести — 200 — 300 МПа. Стали обладают высокими пластическими свойствами (относительное удлинение от 20 до 30 %).
Несмотря на свои высокие пластические свойства, стали и сварные соединения из этих сталей чувствительны к концентраторам напряжений в условиях переменных нагрузок. Из сталей этого типа изготовляют конструкции, требующие высоких механических свойств при высоких температурах, при работе в коррозионных средах. Таблица 1,6 Классы стали для строительных конструкций Механические свойства при растяжении (не ниже) Класс стали относительное удлинение й„ % временное сопро.
предел текучести тивление а, МПа в' и, МПа т' 380 440 460 531 600 700 850 25 21 21 19 16 12 ' 10 230 290 330 400 45д 750 С 38/23 С 44/29 С 46/33 С 52/40 С 60/45 С 70/60 С 85/75 П р и м е ч а н и е. При отсутствии выраженной площадки текучести за предел теку чести принимается напряжение, соответствующее остаточному огносительномУ Удлинению 0,2 вуо (оа,в). При сварке значительного большинства сталей разных марок достигнута возможность получения соединений с хорошими механическими свойствами при работе в условиях низких и высоких температур, при статических, переменных и ударных нагрузках, в тонкостенных и толстостенных изделиях, в различных средах (в атмосфере, под водой, в космосе, при сочетаниях нагрузок и высоких температур и т.
д.). Помимо свойств, определяющих свариваемость, существенным является возможность получения соединений, надежных в работе. Для разных сталей это условие выполняется не одинаково. Задачей проектанта является рациональный выбор материала, наиболее хорошо отвечающего конкретным требованиям эксплуатации и простоте выполнения технологического процесса сварки, т1ем выше свойства стали, в частности прочность, тем в большинстве случаев должны быть выше требования, предъявляемые к качеству технологического процесса. в 2. Цветные сплавы, полимеры и композиционные материалы В промышленности наряду.с применением стали получают распространение цветные сплавы: в авиации, судостроении, строительстве. Сплавы на основе алюминия и титана обладают значительно меньшей плотностью по сравнению со сталями, хорошо сохраняют свои свойства при работе в условиях низких температур.
С другой стороны, цветные сплавы имеют в несколько раз меньший, чем сталь, модуль упругости, что понижает устойчивость элементов конструкций, увеличивает их деформируемость. По сравнению со сталями обыкновенного качества цветные сплавы обладают повышенной чувствительностью к концентраторам напряжений. Это повышает требования к качеству обработки изделий и особенно к качеству сварочных работ.
Механические свойства алюминиевых сплавов приведены в табл. 1.7. Таблица 1.7 Механические свойства алюминиевых сплавов Механические свойства Корровн- онная стойкость Сварпвае- л>ость Марка сплава Состояние Система пт МПа о, в' МПа Отожженное Высокая Средневысокая >> » » 50 50 130 110 АМц АМг1 А! — Мп А1 — Мц Высокая' 300 340 350 150 170 250 АМг5 АМгб Амгб А1 — МИ А1 — Мя А! — МЯ 20 20 14 » Нагартовкз 10 вй Нагартовка 40% Закаленное и искусствен- но состарен- нос То же » Амгб - » Д16 Низкая 470 370 А1 — Ма А1 — Сн — Мд Низкая 450 400 18 15 280 270 250 430 330 310 Средняя >> Средневысокая Средняя Низкая ВАД1 Средняя АВ» АДЗЗ» А1 — Сн — Ма А! — Ма — 51 А1 — МЙ вЂ” Е>т 13 320 440 440 520 Средняя Низкая А! — Ма — Хп А1 — Мя — 2пв — Сн В92 В95 П р и меч ание. Для всех сплавов Е= 6,8 104 —: 7,0 10» МПа; 6 = 2,6 - 10' —: 2,7 10' МПа.
Алюминиевые сплавы разделяются на деформируемые и недеформируемые. В сварных конструкциях применяется первый из названных видов, недеформируемые — литейные сплавы — используются главным образом в отливках. Алюминиевые сплавы не имеют площадки текучести, предел текучести определяется при остаточной деформации, равной 0,2 ~)о. С понижением температуры а„, а, и 6 несколько повышаются, поэтому алюминиевые сплавы хорошо работают при низких температурах.
С повышением температуры и, и о, резко снижаются. Существенным преимуществом алюминиевых сплавов перед сталями является их коррозионная стойкость. Сплав АМц и группа сплавов системы А1 — Мд относятся к деформируемым сплавам, не упрочняемым термической обработкой. и сплавы свариваются наиболее хорошо. Они применяются в мягком отожженном состоянии, а также в слабо и сильно нагартованном, т. е. подвергнутом пластической деформации с целью повышения предела текучести.
При нагартовке показатели прочности существенно повышаются (особенно о,) при некотором снижении относительного удлинения. Наиболее а более распространены алюминиевые сплавы, легированные магнием, особенно АМгб, который имеет предел прочности в ненагартованном состоянии около 0,8 от предела прочности Ст3, предел текучести и, ж 0,5 о„ относительное удлинение 6 — 18 †: 20 % . Остальные алюминиевые сплавы (см.
табл. 1.7) упрочняются термической обработкой. Сплавы, легированные медью, обладают повышенной прочностью, но плохо свариваются. Их применяют преимущественно в закаленном и искусственно состаренном состояниях. Сплав В92 дуговой сваркой сваривается значительно лучше, чем сплав Д1б, но соединения чувствительны к коррозии под напряжением. Сварные соединения сплава Д16 по прочности ниже, чем основной металл, но удовлетворительно работают при повышенных и низких температурах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
