Тема 7. Металлические материалы и изделия из них

Производство и обработка металлов возникли очень давно. Сначала человек использовал самородные металлы и освоил их обработку, затем научился выплавлять металлы и сплавлять их друг с другом, а затем настал железный век. Первыми пла-вильными агрегатами для получения железа из руд были неглубокие, земляные ямы (горны), в которые за­гружали железную руду и древесный уголь. При переплавке руды она превращалась в сыродутное железо в виде комков (же­лезных криц), после чего подвергалась ковке. В XIII—XIV вв. нашей эры сыродутные горны замени-ли круглыми шахтными печами — домницами. В них развивались более высо-кие темпе­ратуры и происходило насыщение железа углеродом. В резуль­тате в ниж-ней части домницы получался жидкий металл — чугун. Из него затем получа-ли простые отливки (плиты, шары и т.д.).

Примерно в середине XIV в. стали перерабатывать хрупкий чугун в ков-кий и прочный металл — сталь, выжигая углерод из жидкого чугуна в так на-зываемых кричных горнах, которые впоследствии были заменены более совер-шенными способами передела чугуна, такими как пудлинговый, бессемеровс-кий, томасовский, мартеновский. Последние три вместе с разрабо­танным в се-редине XX в. кислородно-конверторным являются основными способами прои-зводства стали в настоящее время.

Существенную роль в развитии отечественной металлур­гии сыграли ра-боты российских ученых — М.В. Ломоносова, М.А. Павлова, А.А. Байкова, И. П. Бардина и др. Наши сооте­чественники П.П. Аносов, Д.К. Чернов в XIX в. За-ложили ос­новы металловедения — науки о строении металлов и сплавов. В на-стоящее время металловедение и смежные с ним науки об­ладают глубокими знаниями о строении металлов и сплавов и природе внутренних связей в них. На основе этих знаний разра­ботаны методы термической обработки металлов и сплавов, по­зволяющие изменять их свойства в нужном направлении.

Строение металлов.

Все вещества в твердом состоянии имеют кристалличес­кое или аморф-ное строение. В аморфном веществе атомы или молекулы расположены хао-тично, в то время как в кристаллическом веществе — в строго определенном порядке, и каж­дая элементарная кристаллическая ячейка представляет собой пространственную геометрическую фигуру. Металлы, в основ­ном, имеют 3 ви-да кристаллических решеток — кубические (объемно- и гранецентрирован-ные) и гексагональные.

Возможны два вида формирования структуры — монокристаллическая и поликристаллическая. Под монокристаллом понимают строго упорядоченную систему элементарных ячеек, в то время как поликристаллическое строение ха-рактеризуется хаотичным рас­положением огромного количества элементар-ных ячеек. Существование одного и того же ме­талла в нескольких кристалли-ческих формах называется ал­лотропией или полиморфизмом, а процесс изме-нения крис­таллической решетки носит название аллотропического или поли-морфного превращения.

Поскольку полиморфные превращения связаны с форми­рованием новой кристаллической решетки, естественно, ме­няются и свойства металла. Таким образом, не атомы явля­ются мельчайшими частицами вещества, отражающи-ми его свойства, а именно элементарные кристаллические ячейки, и от того, как и какими модификациями металла будет сфор­мирована кристаллическая структура, будут и свойства метал­ла. Другими словами, свойства металла це-ликом и полнос­тью зависят от его структуры, и любое изменение ее неизбеж­но приведет к изменению свойств. Температуры, при которых проис­ходят ал-лотропические превращения, называют критическими.

Время Время

Рис. 7.1. Аллотропические превращения железа при охлаждении и нагреве.

Свойства металлов.

Механические свойства характеризуют способность мате­риала сопроти-вляться внешним механическим воздействиям. К основным механическим свойствам относятся прочность, пластичность, твердость, ударная вязкость и др. Механические свойства определяют при испытаниях на од­ноосное растя-жение. Под деформацией понимают относительное приращение длины. В ре­зультате испытаний получают ряд характеристик —предел пропорциональнос-ти — наибольшее напряжение, соответствую­щее пропорциональному увеличе-нию деформации (закон Гука), предел упругости — величина напряжения, вы-зывающего ос­таточное удлинение, равное 0,005% от начальной длины, пре­дел текучести— наименьшее напряжение, при котором обра­зец деформируется без заметного увеличения нагрузки; пре­дел прочности — максимальное нап-ряжение, которое образец выдерживает до разрушения.

Полная деформация образца складывается из оста­точной и уп-ругой деформации . Для определения этих деформаций необходимо на диаграмме растяжения из точки А провести прямую, параллельную прямо-линейному участку кривой, до пересечения с осью абсцисс. Для оценки плас-тичности используют характеристику, называемую отно­сительным удлине-нием

где - конечная длина образца, перед разрывом, мм;

- начальная длина образца, мм.

Нетрудно видеть, что стали, имеющие большую полную деформацию и, следовательно, большую пластичность, имеют меньшую прочность и пре-дел пропорциональности.

Рис. 7.2. Диаграмма растяжения низкоуглеродистой стали.

Величина напряжения, характеризуемая углом наклона пря­мой линии ди-аграммы к оси абсцисс, носит название модуль Юнга или модуль упругости. Модуль упругости является очень важной механической характеристикой, так как он определяет жесткость конструк­ции Е∙I, где I — момент инерции сечения. Не-которые сплавы могут иметь достаточно высокие прочностные свойства, од­нако низкий модуль упругости не позволяет использовать их в качестве материала для несущих конструкций. К таким ма­териалам относятся, например, алюминиевые сплавы.

При выборе металла для изготовления конструкции отда­ют предпочтение скорее материалам более пластичным, не­жели более прочным с меньшей пластич-ностью. Особенно это важно при нестатических нагрузках, что довольно часто име­ет место в строительстве. В качестве концентраторов напря­жений могут быть раз-личные изменения в сечении, дефекты на поверхности и внутри металла, сварные швы, зоны метал­ла с различными механическими характеристиками и т.д.

Твердость по Бринеллю. В этом случае в качестве индентора применяют стальные закаленные шарики различного диаметра, для которых выбирают различ­ную нагрузку и время выдержки под нагрузкой. В качестве критерия оценки твердости используется диаметр отпечатка. Метод испытания по Бри-нелю применяется для оценки твердости пластичных материалов, не облада-ющих большой прочностью. Это связано с тем, что при испытании твердых металлов собственная деформация шарика существенно иска­жает результаты измерения.

Определение твердости по Роквеллу. При этом виде испытаний в качест-ве индентора применяют алмаз­ный конус с углом при вершине 120° для твер-дых металлов и для относительно мягких металлов — стальной закаленный ша-рик диаметром 1,59 мм (1,16"). Преимуществом способа Роквелла яв­ляется бы-строта измерений. Применение алмазного конуса позволяет измерять твер-дость специальных сталей и других твердых материалов, тонких изделий или поверхностного за­каленного слоя.

Определение твердости по Виккерсу. В ис­пытуемый материал вдавлива-ют индентор в виде алмазной четырехгранной пирамиды с углом при вершине 136° при на­грузке от 50 до 1200 Н. Критерием оценки является диагональ отпе-чатка. Преимущество метода Виккерса — возможность измере­ния твердости материалов как мягких, так и очень твердых, а также измерять твердость то-нких изделий, поверхностных слоев и т.д.

Как следует из оценки каждого метода исследования, в основе ле-жит пластическая деформация под индентором. В настоящее время много-чи-ленными работами исследовате­лей установлены корреляционные связи между твердостью и другими свойствами металла. Так, установлено, что твер-дость по Бринелю связана с прочностью простой зависимостью:

R = 0,34∙НВ,

где R — предел прочности метала, МПа;

НВ — твердость по Бринелю, МПа.

Используя специальные таблицы, можно перевести твер­дость по Рок-веллу и Виккерсу в твердость по Бринелю. Таким образом, в инженерной пра-ктике бывает достаточным изме­рить твердость любым наиболее доступным методом и через твердость определить другие механические свойства матери-а­ла. Более того, в настоящее время разработана и применяется широкая гамма переносных приборов-твердомеров, позволя­ющих определять твердость не на образцах, а на действующей конструкции и таким образом можно обеспечить оценку ее состояния и прогнозирование ее дальнейшей эксплуатации.

Ударная вязкость характеризует способность ма­териалов сопротивля-ться действию динамических, ударных нагрузок. В технике ударная вязкость определяется путем разруше­ния стандартных образцов прямоугольного сече-ния обычно с надрезом определенной формы и размерами для создания кон­центрации напряжений. Испытания производят на маятнико­вом копре.

Плавление и кристаллизации чистых металлов.

Все металлы находятся в твердом состоянии до опреде­ленной темпе-ратуры. Это значит, что до определенной темпе­ратуры металл сохраняет свою кристаллическую структуру (ре­шетку), в которой атомы, находящиеся в узлах кристалличес­кой решетки, совершают колебательные движения с опреде-ленной амплитудой и частотой порядка 10¹³ периодов в секун­ду. При нагреве амплитуда перемещения атомов в узлах кри­сталлических решеток увеличи-вается и решетка разрушается. Этот момент и называют плавлением, и ве-щество переходит в жидкое состояние. Поскольку атомы в решетке каждого металла связаны строго определенными силами, на что указывает опреде-ленный параметр каждой кри­сталлической ячейки, то и энергия, необходи-мая для разру­шения решетки, имеет строго определенное значение. Вот почему каждый металл имеет свою строго определенную тем­пературу плав-ления, и эта величина является физической ха­рактеристикой металла.

При охлаждении жидкого ме­талла из­быточная свободная энергия выде-ляется из системы, что при­водит к уменьшению количества движения атомов, находя­щихся в жидкости. Тем­пература, при которой металл переходит из жи-дкого состоя­ния в твердое, называется температурой первичной кристал­иза-ции. Кроме первичной кристаллизации возможно форми­рование кристалли-ческой структуры в твердом состоянии — вторичная кристаллизация, что име-ет место при аллотропи­ческих превращениях.

В отличие от температуры плавления, которая является для каждого металла физической константой, температура кри­сталлизации его не является величиной постоянной и зависит от скорости охлаждения.

Процесс кристаллизации начинается с образования так назы­ваемых цент-ров кристаллизации. По мере охлаждения количество центров кристаллизации возрастает. Одновременно происходит рост кристаллов правиль­ной формы на основе ранее образованных центров кристалли­зации, так как ничто не мешает их формированию. В дальней­шем кристаллы начинают сталкиваться друг с другом, правильная форма отдельных кристаллов нарушается, и образуется поликристаллическая структура с хаотическим расположени­ем зерен, предста-вляющих собой блоки кристаллов или крис­таллитов.

Таким образом, при формировании кристаллической струк­туры необхо-димо рассматривать два фактора — скорость рос­та количества центров крис-таллизации в единице объема в еди­ницу времени и скорость роста кристаллов. Очевидно, одна и другая величины зависят от скорости охлаждения.

С увеличением скорости охлаждения число центров крис­таллизации интен-сивно возрастает, что приводит к образова­нию мелкозернистой структуры с высо-кими механическими свойствами. Это особенно важно для формирования структу­ры сплавов на основе компонентов, имеющих аллотропичес­кие модификации, так как эти процессы идут не только при первичной кристаллизации, а также при прев-ращениях в твер­дом состоянии (вторичная кристаллизация). В частности изве­стно, что длительное пребывание металла при высоких тем­пературах приводит к резкому увеличению размеров зерна и существенному снижению механических характерис-тик метал­ла. Например, при сварке неоправданное увеличение размеров сварного шва не только не увеличивает прочностные характе­ристики соединения, а напротив, снижает их за счет перегрева и, следовательно, ухудшения структуры.

Строение сплавов.

Чистые металлы имеют крайне ограниченное примене­ние в технике. Это связано с тем, что свойства их, как конст­рукционных материалов, не всегда отвеча-ют требованиям про­ектировщиков.

В зависимости от физико-химической природы.компонентов возможно обра-зование следующих видов сплавов:

Твердые растворы. В жидком состоянии большинство ме­таллических сплавов представляет собой жидкие растворы. При кристаллизации однородность сохраняется, следовательно, со­храняется растворимость, т.е. атомы одного компо-нента рас­полагаются в кристаллической решетке другого компонента, и твердая фаза, образующаяся в процессе затвердевания, но­сит название твердого раствора. Такой механизм кристалли­зации предполагает образование твердых растворов двух ви­дов: твердые растворы замещения (рис. 7.4) и твердые ра­створы внедре-ния (рис. 7.5).

Рис. 7.4. Схема образования твердого раствора замещения.

Рис. 7.5. Схема образования твердого раствора внедрения.

Химические соединения (рис. 7.6). Химические соедине­ния образуют те элементы, которые способны вступать в хи­мическое взаимодействие.

Рис. 7.6. Схема образования химического соединения

При образовании химического соединения соотношение чи­сел атомов элементов, как правило, соответствует стехиометрической пропорции. Если ком­понентами химического соединения являются металлические элементы, то такие соединения называются интерметалличес­кими. Свойства химических соединений существенно отлича­ются от свойств исходных компонентов. Как правило, хими­ческие соединения обладают очень высокой прочностью и очень низкой пластичностью.

Механические смеси (рис. 7.7). Механические смеси об­разуются в тех случаях, когда компоненты не способны к хи­мическому взаимодействию и не растворяются один в другом в твердом состоянии.

Рис. 7.7. Схема образования сплава, образующего механическую смесь.

В этом случае оба компонента кристал­лизуются в свои системы, но они объединены общими связями, и элементарной кристаллической ячейкой спла-ва является сложная решетка компонентов. Свойства механических смесей за-висят от количественного соотношения, а также от размеров и формы зерен.

Диаграмма состояния сплава представляет собой графи­ческое изобра-жение его состояния при определенных темпе­ратурах и концентрациях ком-понентов. Диаграммы состояния также называют диаграммами равновесия, так как они пока­зывают те состояния, при которых система обладает миниму­мом свободной энергии.

Каждая точка на диаграмме показывает состояние сплава данной конце-нтрации при данной температуре, каждая верти­каль соответствует изменению температуры для определен­ного сплава. Изменение фазового состава отмеча-ется точкой. Линии, соединяющие точки аналогичных превращений, раз­гра-ничивают на диаграмме области фазовых состояний. Вид диаграммы зависит от характера взаимодействия ком­понентов сплава в жидком и твердом состоя-ниях, т.е. от вида сплава.

Химический состав и структура определяют свойства ме­таллического сплава. Структура в свою очередь зависит от ха­рактера взаимодействия ком-понентов сплава, что и отражают диаграммы состояния. Следовательно, меж-ду диаграммами состояния и полученными свойствами сплавов существует оп­ределенная зависимость (рис. 7.8).

Сплавы железа с углеродом.

Железоуглеродистые сплавы — стали и чугуны — наибо­лее важные ме-таллические сплавы современной техники и наиболее производимые.

Максимальное содержание углерода в сплавах с железом составляет 6,67%. Это значение соответствует содержанию уг­лерода в карбиде железа Fe₃C (цеме-нтит), который и будем рассматривать дальше как самостоятельный компонент. Диа­грамма состояния железоуглеродистых сплавов Fe - C (рис. 7.8) включает все сплавы (сталь, чугун), имеющие практическое значение, и может быть предста-влена в системе железо-угле­род (пунктирные линии) или железо-цементит (сплош-ные ли­нии). Рассмотрим диаграмму состояния системы железо — це­ментит.

Железо — металл серебристо-белого цвета, обладающий очень высокой пластичностью (относительное удлинение со­ставляет около 50%) при невысокой прочности (180-250) МПа. Температура плавления железа 1539°С. В твердом сос-тоянии железо может находиться в двух модификациях — (объемноцентри-рованный куб) и (гранецентрированный куб).

Цементит — это химическое соединение Fe₃C (карбид же­леза). Кристал-лическая решетка цементита очень сложна. Тем­пература плавления цементита око-ло 1250°С. Аллотропиче­ских превращений цементит не испытывает, но при низких температурах он слабо магнитен. Он имеет очень высокую твер­дость, соизмеримую с твердостью алмаза (НВ > 800), при этом его пластичность близка к нулю. Це-ментит — соедине­ние неустойчивое и при высоких температурах распадается с образованием свободного углерода в виде графита.

Помимо основных компонентов в структуре железоугле­родистых сплавов можно обнаружить следующие структур­ные составляющие:

Феррит (Ф) — твердый раствор внедрения углерода в -железо. Он обла-дает сравнительно невысокой твердостью НВ (65-130), пластичен ( = 40%), си-льно магнитен, хорошо проводит тепло, обладает хорошей электропроводностью.

Растворимость углерода в феррите очень мала и составля­ет при температуре 727°С всего 0,025%, при комнатной тем­пературе она много ниже и составляет 0,006%.Твердый ра­створ углерода в -железе носит название -феррит или высо­котемпературный феррит.

Рис. 7.8. Диаграмма состояния железоуглеродистых сталей.

Аустенит (А) — твердый раствор углерода в -железе, имеет решетку гранецентрированного куба. Аустенит не магнитен, обладает относительно невы-сокой твердостью НВ (170-200). Максимальная растворимость углерода 2,14% при температу­ре 1147°С. При температуре 727°С растворимость углерода сос-тавляет 0,83 %.

Перлит (П) — механическая смесь, состоящая из очень тон­ких пластинок или зерен цементита и феррита. Образуется в ре­зультате распада аустенита при те-мпературе 727°С. Содержание углерода в перлите 0,83%. Поскольку превраще-ние аустенита в перлит происходит в твердом состоянии, эта смесь называется эвте-ктоид (а не эвтектика, которая образуется при первичной кри­сталлизации). Элементар-ная кристаллическая ячейка перлита представляет собой композицию двух реше-ток — феррита и це­ментита, объединенных общими связями, поэтому свойства пер­лита будут представлять некую величину, лежащую между свой­ствами феррита и це-ментита. Так, твердость по Бринелю состав­ляет около 250 НВ, относительное уд-линение 5 = 12-15%.

Ледебурит — механическая смесь (эвтектика), образован­ная цементитом и аустенитом, содержащая 4,3% при темпера­туре 727°С. В интервале темпера-тур от 1147 до 727°С ледебу­рит состоит из аустенита и цементита, при температуре 727°С аустенит превращается в перлит. Ледебурит характеризуется вы­сокой твердо-стью (НВ = 700 МПа) и, следовательно, высокой прочностью, но в то же время пластичность его близка к нулю.

Точка А на диаграмме показывает температуру плавления чистого железа, точка D — температуру плавления цементита. Процесс кристаллизации распла-ва начинается по линии ABCD (линия ликвидус) и заканчивается на линии AHJ ECF (линия солидус). В температурном интервале кристаллизации существу­ют одно-временно две фазы — жидкий расплав и кристаллы из­быточного компонента по отношению к составу эвтектики.

Ниже линии солидус в затвердевших сплавах при пониже­нии температуры происходят дальнейшие изменения структу­ры. Это связано с аллотропическими превращениями железа и называется вторичной кристаллизацией. Сплавы с содер-жа­нием углерода до 2,14% в области IV состоят из одного аусте­нита. При охла-ждении сплава на линии GS начинается образо­вание феррита, а на линии SE — вторичного цементита. Оста­ющийся при этом аустенит при температуре 727°С полностью распадается на феррит и цементит, образуя при этом механи­ческую смесь эвтектоидного состава (перлит).

Таким образом, сплавы с содержанием углерода до 0,83% называются до-эвтектоидными и состоят при нормальной тем­пературе из феррита и перлита. Спла-вы с содержанием угле­рода 0,83% называются эвтектоидными и состоят из пер-лита. Если концентрация углерода находится в пределах 0,83% -2,14%, сплав называют заэвтектоидным и его состав — пер­лит и цементит вторичный.

Рассмотрим превращения в сплавах содержанием углерода более 2,14%. В точке С происходит одновременная кристалли­зация аустенита и цементита с образованием сплава эвтекти­ческого состава — ледебурита. При содержании углерода (2,14 - 4,3)% сплав называют доэвтектическим, и он состоит из це­ме-нтита вторичного, аустенита и ледебурита. При содержании С (4,3 - 6,67) % сплав называется заэвтектическим и со­стоит из цементита и ледебурита. Сплав с содержанием углеро­да до 2,14% называется сталь, а больше 2,14% — чугун.

Классификация сталей.

Стали классифицируются по следующим признакам:

I. По химическому составу: 1 — углеродистые; 2 — леги­рованные.

Углеродистые стали подразделяются на низкоуглероди­стые с содержа-нием углерода до 0,3%; среднеуглеродистые (0,3-0,65)С% и высокоуглеродис-тые с содержанием углерода от 0,7 до 1,4%.

В соответствии с диаграммой состояния Fe-C, под сталя­ми понимают сплавы с содержанием углерода до 2,14%, од­нако в практике предельное соде-ржание углерода не превыша­ет 1,4%, в противном случае структура получает-ся очень гру­бой (крупные иглы цементита), а свойства их нестабильными. Кроме углерода в сталях могут присутствовать различные примеси, такие как кремний, марганец, но их количества не­велики и не оказывают сущест-венного влияния на свойства, другие же (сера, фосфор, мышьяк) относятся к вредным при­месям и количество их строго регламентируется. Таким обра­зом, свойства углеродистых сталей находятся в прямой зави­симости от содержа-ния углерода, и чем оно выше, тем проч­нее сталь и ниже ее пластичность.

Легированные стали — стали, в состав которых входят раз­личные эле-менты, придающие сталям требуемые свойства. Сущность процесса легирова-ния заключается во введении в сплав компонентов, которые изменяют структу-ру сплава и, следова­тельно, придают ему требуемые свойства. В зависимости от количества легирующих компонентов в сплаве различают:

- низколегированные стали — до 5% легирующих компо­нентов;

- среднелегированные стали — 5-10% легирую­щих компонентов;

- высоколегированные стали с содер­жанием легирующих компонентов более 10%.

В каче­стве легирующих элементов используют следующие:

Принятая система обозначения (маркировки) предполага­ет следующее: цифра, стоящая на первом месте, указывает количество углерода в сотых до-лях процента (для конструк­ционных сталей) и десятых (для инструменталь-ных сталей). Буква, стоящая в обозначении, указывает, какой легирующий элемент использован, цифра, стоящая после буквенного зна­чения элемента, показывает его количество в целых процен­тах. Если после буквенного обоз-начения цифра не указывает­ся, значит, содержание этого элемента находит-ся в преде­лах 1 %. Если в начале обозначения стали цифра не указывается, то содержание углерода находится в пределах 0,01 % (для кон­струкционных ста-лей) и 1 % (для инструментальных сталей), а буква А, стоящая в конце бук-венно-цифрового обозначения стали, указывает на пониженное содержание серы и фосфора (до 0,03% каждого). Например: сталь 1Х18Н9Т содержит 0,01% углеро­да, 18% хрома, 9% никеля и около 1% титана.

II. По назначению — стали подразделяются на конструк­ционные и инс-трументальные.

Конструкционные стали должны обладать запасом плас­тичности, так как большинство строительных конструкций ра­ботает в области нестатических нагрузок, а в этом случае пла­стические характеристики должны быть на вы-соком уровне. Поэтому в качестве конструкционных используют низко- и среднеуглеродистые стали с содержанием углерода до 0,65 %. В отличие от конструкционных инструментальные стали должны быть твердыми и проч-ными. В качестве инструмен­тальных сталей, как правило, применяют высо-коуглеродис­тые или специальные легированные стали.

III. По способу производства.

Основным способом получения стали является передел чу­гуна, являющегося продуктом доменного производства. В про­цессе переработки чугуна из него удаля-ют избыток углерода, марганца, кремния и вредные примеси — серу и фосфор.

В настоящее время сталь выплавляют следующими спо­собами:

— конвертерным, мартеновским и электротермическим.

Производство стали в конвертерах (рис. 7.9.) заключает­ся в продувке жи-дкого чугуна воздухом или технически чис­тым кислородом в специальном уст-ройстве — конвертере. В современном металлургическом производстве дутье осу-ще­ствляется снизу или сверху.

Конвертеры с нижним дутьем представляют собой печь грушевидной фор-мы емкостью 10-60 т чугуна, футерованную изнутри огнеупорным кирпичом либо кислым, либо основным в зависимости от вида процесса (бессемеровский или тома-совский).

Р ис. 7.9. Схема конвертера:1 — враща-ющийся грушевидный сосуд; 2 — фу-теровка; 3 — фурменные отверстия для подачи воздуха; 4 — поворотный меха-низм.

Продувка снизу осуществляется во-здухом, при этом ка­чество стали оказы-вается невысоким из-за повышенного со­держания азота.

Конвертеры с верхним дутьем ис-пользуют для продувки технически чис-тый кислород, при этом возможно испо-льзо­вание дешевых передельных чугу-нов, а также возможно пере­плавлять до 20-30% стального лома и получать сталь, не усту­пающую по качеству мартеновской. Емкость кис­лородных конвертеров достигает 600 тонн.

Мартеновское производство возникло в 1864 г., когда французский инже-нер Пьер Мартен построил первую регене­ративную печь, использующую тепло от-водящих газов, и вып­лавил сталь. В России первая мартеновская печь была постро­ена в 1869 г. А.А. Износковым на Сормовском металлурги­ческом заводе.

Рис. 7.10. Схема мартеновской печи: 7 — под; 2 — свод; 5 — регенераторы.

В мартеновской печи (рис. 7.10) выплавляют сталь задан­ного состава из твердого или жидкого чугуна, стального или чугунного лома с добавками железной руды, окалины, флю­сов и ферросплавов, при этом продукты химических реакций отходят в шлак. Как и в конвертерах, окисление избыточных компонентов расплава протекает при взаимодействии их с кис лородом воздуха, а также с составляющими шихты (рудой и окалиной). Для ускорения процесса применяют вдувание чис­того кислорода в расплавленный металл. Современные мартеновские печи имеют различную емкость от 1,50 до 300 тонн жидкого металла. В мартеновских печах выплавля­ют как углеродистую, так и легированную сталь.

Производство стали в электрических печах имеет ряд пре­имуществ по срав-нению с другими способами производства стали. Это, в частности, более высокая температура расплава (до 2000°С), что позволяет расплавлять металл с высокой кон­центрацией тугоплавких компонентов (хром, молибден, воль­фрам и др.), иметь вы-сокоосновный шлак, что позволяет све­сти к минимуму содержание вредных приме-сей, создавать вос­становительную атмосферу или вакуум, что делает возмож­ным осуществить дегазацию металла и его рафинирование. Для выплавки стали при-меняют печи двух видов — дуго­вые и индукционные.

Большое распространение в металлургической промышлен­ности получили дуговые электрические печи. Ис­точником тепловой энергии является мощная эле-ктрическая дуга, горящая между специальными угольными электродами.

В индукционных печах нагрев стали осуществляется за счет токов Фуко, гене-рируемых специальным индуктором.

Разливка стали. Готовая сталь сливается из печи в разли­вочный ковш и с по-мощью мостового крана переносится к ме­сту разливки, где и разливается по изло-жницам. Изложницы представляют собой чугунные или, что реже, стальные фор-мы. Для облегчения выемки слитка их делают конусными. Поперечное сечение из-ложницы зависит от даль­нейшего вида обработки слитка и может быть круглым, пря­моугольным, квадратным или многоугольным.

В последние годы широко применяется метод непрерыв­ной разливки стали, сущность которого заключа­ется в следующем. Из ковша через промежуточное разли­вочное устройство жидкая сталь непрерывно поступает в кристаллизатор, охлаждаемый водой. В кристаллизаторе формируется слиток — образуются его поверхности. Наиболее рациональными принято считать сечение от 150x500 до 200x600 мм. Затвердевший слиток вытягивается из кристаллизатора роликами со скоростью 0,5-1,5 м/мин. В начале разливки в кристаллизатор вставляют брус-затравку, на котором начинает кристаллизоваться раз­ливаемая сталь. При этом ме-талл приваривается к затравке и вместе с ней вытягивается роликами.

Существенным недостатком вертикальных установок яв­ляется их большая высота — 45 м; поэтому в настоящее время широкое применение получили уста-новки радиального типа.

IV. По степени раскисления стали подразделяются на: кипящие — кп; по-луспокойные — пс; спокойные — сп.

Спокойные стали получаются при последовательном рас­кислении феррома-рганцем, ферросилицием и алюминием. После введения раскислителей реакция раскисления углеро­дом подавляется и выделение пузырей СО₂ прекращается, сталь «успокаивается». Эта сталь наиболее качественная, но и наи­более дорогая.

Полуспокойные стали получаются при раскислении фер­ромарганцем и уме-ньшенным количеством ферросилиция. По качеству и стоимости она является про-межуточной между спо­койной и кипящей сталью.

V. По качеству стали подразделяются на стали обыкно­венного качества, качественные и высококачественные.

Качество стали определяется содержанием вредных при­месей — серы и фо-сфора. Для сталей обыкновенного качества содержание серы составляет не бо-лее 0,05 %, фосфора — 0,05 %, для сталей качественных допустимое содержа-ние серы — 0,04, фосфора — 0,04, для высококачественных сталей — 0,03% со­ответственно.

Механизм вредного влияния серы заключается в следую­щем: в расплаве же-лезо с серой вступают в химическую реак­цию с образованием сульфида железа FeS. При кристаллиза­ции сульфид железа с аустенитом образуют механическую смесь. Температура плавления этой механической смеси эв­тектического состава составляет 988°С, а это значит, что ког­да аустенит уже закристаллизовался, эвте-ктика еще находит­ся в жидком состоянии и располагается по границам зерен, и, если в этот момент в металле действуют какие-либо напря­жения, то происходит разрушение эвтектики, так как она не обладает достаточной прочностью. Обычно такие разрушения происходят при температуре 900°С и выше и носят название «красноломкость». Это особенно опасно для сварных соедине­ний, так как при свар-ке всегда возникают напряжения из-за неравномерного нагрева.

Механизм вредного влияния фосфора аналогичен, только он является следс-твием эвтектоидных превращений (вторич­ная кристаллизация) и разрушения могут происходить при тем­пературе 280-300° (синеломкость).

Применение стали в строительстве.

Сталь углеродистая обыкновенного качества. Основное влияние на свойст-ва стали оказывает содержание углерода. С увеличением содержания углерода повышаются, прочность, твердость и износостойкость, но при этом снижа­ются пластичность и ударная вязкость, а также ухудшается свариваемость. Обозначе-ние марок сталей — буквенно-циф­ровое. При этом только для сталей обыкновен-ного качества допускается сокращение Ст, что обозначает — сталь.

По ГОСТ 380-71 выпускается семь марок сталей — СтО, Ст1, Ст2,Ст3, Ст4, Ст5, Ст6, где цифры от 0 до 6 — услов­ный номер марки. Степень раскисле-ния обозначают буквами кп, пс, сп. Кипящими выплавляют стали марок СтО—Ст4, спокойными и полуспокойными можно выплавлять стали марок от Ст1 до Ст6. Стали обыкновенного качества подраз­деляют на 3 группы — А, Б и В. Для сталей по группе А гарантируются механические свойства, для сталей группы Б гарантируется химический состав, для сталей, выпускаемых по группе В, — и механические свойства, и химический со­став. Буква А в обозначении, как пра-вило, не указывается, например Ст2_кп (сталь марки 2, группа А, кипящая), ВСтЗ_пс (сталь марки 3, группа В, полуспокойная) и т.д. В обозначе­нии указыва-ется способ производства (М — мартеновский, Б — бессемеровский, К — кис-лородно-конверторный). В груп­пе А индекс М часто опускается, при этом име-ется в виду, что сталь мартеновская, а при отсутствии индексов сп, пс, кп име-ется в виду, что сталь спокойная. Спокойная сталь более качественная, но по стоимости она на 12-15% дороже кипящей. Полуспокойная сталь занимает поло-жение между спокойной и кипящей, и стоимость ее ниже из-за меньшего расхода раскислителей.

Сталь углеродистая качественная. Качественная конст­рукционная сталь выплавляется в мартеновских и электри­ческих печах (спокойная, полуспокойная и кипящая). В зави­симости от химического состава эта сталь делится на две груп­пы: I— с нормальным содержанием марганца и II — с повы­шенным содержанием марганца. Качественные углеродис­тые стали поставляют по химическому соста-ву и механичес­ким свойствам. В обозначении слово «сталь» пишут полнос­тью, цифра, обозначающая марку стали, указывает среднее содержание углерода в сотых долях процента. Например, сталь10_кп(0,10%С, кипящая), сталь30_пс(0,30%С, полуспокой­ная), сталь 45(0,45%С, спокойная). Для спокойных качествен­ных ста-лей индекс сп может опускаться. Сталь может по­ставляться в термически обра-ботанном состоянии (отожжен­ная, нормализованная).

Инструментальные качественные стали предназначены для изготовления режущего и мерительного инструмента. Мар­ки этих сталей обозначают буквой У и цифрой, указывающей содержание углерода в десятых долях процента. Например, сталь У7, сталь У9, сталь У12.

Сталь углеродистая высококачественная. Эти стали со­держат минималь-ное количество серы и фосфора (до 0,02%), меньшее количество включений и обладают повышенными пластическими характеристиками. Для обозначения высо-кого качества стали в конце буквенно-цифрового обозначения ста­вят букву А, нап-ример, Сталь 50А, Сталь У ПА и т.д.

Строительные стали.

В связи с тем, что подавляющее большинство элементов строительных конс-трукций соединяют сваркой, основным тре­бованием к строительным сталям явля-ется их хорошая свари­ваемость, поэтому содержание углерода в них не должно пре­вышать 0,25 %. Более высокое содержание углерода может при­вести к образова-нию закалочных структур, возникновению внутренних напряжений и даже образо-ванию трещин.

Для изготовления несущих сварных и клепаных конструк­ций рекомендуют следующие виды сталей: мартеновскую — марок ВМСт3_{пс (сп, кп )}, низколегиро-ванную — марок 15ГС, 14Г2, 10Г2С, 10Г2СД, 15ХСНД, а также кислородно-кон-вертерную марок ВКСт3_{сп ( пс, кп )}. Стали марок Ст4 и Ст5 рекомендуют для несварных конструкций.

Сталь для конструкций, работающих на динамические и вибрационные наг-рузки и предназначенных для эксплуатации в условиях низких температур, должна проверяться на удар­ную вязкость при отрицательных температурах. К сталям для мостовых конструкций предъявляют специальные требования (ГОСТ 6713-75) по однородности и мелкозернистости, отсут­ствию внешних дефектов, прочностным и деформационным свойствам.

Для армирования железобетонных конструкций сталь при­меняют в виде стер-жней, проволоки, сварных сеток, карка­сов. Арматурная сталь может быть горяче-катаная (стержне­вая) и холоднокатаная (проволочная). По форме стержни мо­гут быть круглыми или периодическими (рис. 7.11) для улуч­шения сцепления с бе-тоном. В ряде случаев для повышения механических свойств (увеличения предела текучести) сталь подвергают деформированию (наклеп) либо термообработке.

Рис. 7.11. Периодический профиль арматурной стали: а — общий вид сте-ржней; б — развернутая поверхность стержня; в — деталь винтового выступа.

Стержневая арматура в зависимостиот механических свойств дели-тся на классы А- I (А-240), А- II (А-300), А- III (А-400), A-IV(A-600), A-V(A-800), A-VI(A-1000). В обозначе­нии класса арматурной стали, например А-240, цифра показы­вает предел текучести стали. При обозначении класса терми­че-ски упрочненной арматурной стали добавляют индекс «т» (на­пример Ат-IV), упрочненную вытяжкой — «в» (например А- IIIв). Арматурная проволока мо-жет быть холоднотянутой — класса B-I (низкоуглеродистая) для ненапрягаемой арматуры и класса В-II (углеродистая) для напрягаемой арматуры. Для обыч-ного армирования преимущественно применяют арматур­ную сталь классов А- III (марок 25Г2С, 35Г2С и др.), А- II (ма­рки Ст5) и обыкновенную арматур-ную проволоку, а в некото­рых случаях также A-I (марки Ст3) и А- IIв. Для пре-дваритель­но напряженных железобетонных конструкций используют высоко-прочную проволоку, арматурные пряди и арматуру клас­са A-IV (марок 30ХГ- 2С, 20ХГСТ, 20ХГ2Ц и другие низколе­гированные стали), а также упрочнен-ную вытяжкой сталь клас­са А- IIIв (марок 35ГС, 25Г2С). В последнее время широкое применение в строительстве находит арматурная сталь класса А- III (А-500), изготавливаемая из стали Ст3 и прошедшая тер­момеханическое упро-чнение.

Основы термической обработки металлов.

В целях получения более высоких или специально задан­ных свойств из-делий из металлов и сплавов их подвергают тер­мической обработке. Смысл ее заключается в изменении струк­туры путем нагрева изделия до определенной температуры, выдержке при этой температуре в течение определенного вре­ме-ни и последующего охлаждения по заданному режиму.

Основными факторами воздействия при термооб­работке являются:

- температура нагрева — при этой температуре формиру­ется исходная струк-тура, с которой при охлаждении нач­нутся фазовые превращения;

- время выдержки — время, в течение которого формиру­ется начальная струк-тура во всем объеме изделия. Вре­мя выдержки зависит от источника нагрева и толщины изделия;

- скорость охлаждения — определяет формирование ко­нечной структуры.

В последнее время все большее применение получает об­работка, в кото-рой объединяются и пластическая деформация, и структурные превращения. В этом случае деформация не только придает изделию внешнюю форму, но и создает на­клеп, и термической обработке подвергается наклепанный, т.е. де-формированный, металл. Этот метод носит название термомеханической об-работки.

Отжиг — вид термообработки, имеющий целью улучшение свойств ста-ли, подготовку ее структуры к оконча­тельной термической обработке, прида-ние стали более высо­ких пластических свойств, снятие внутренних напря-жений и т.д.

Нормализация стали применяется для снятия внутренних напряжений, уменьшения твердости и получения однородной мелкозернистой структуры. Для некоторых сталей (низкоуглеродистые стали) нормализация является окон­чательной термической обработкой, так как у них получается хорошее сочета-ние пластичности и прочности.

Закалка и отпуск. Назначение закалки и отпуска состоит в придании ме-таллу высокой твердости и прочности при сохра­нении достаточной вязкости.

Химико-термическая обработка стали. Химико-термической обработкой стали называют термиче­скую обработку, связанную с изменением химического сос-та­ва, структуры и свойств поверхностного слоя изделия. Цель ее — упрочнение поверхностного слоя с целью повышения твер­дости, усталостной прочности, из-носоустойчивости и т.д.

Применяются следующие виды химико-термической об­работки стали:

Цементация стали — процесс поверхностного науглеро­живания изделия из низкоуглеродистой стали в углеродосодержащей среде (карбюризаторе) с целью получения твердой поверхности и вязкой середины.

Азотирование — насыщение поверхности стали азотом. Этот процесс обычно осуществляется в среде газообразного аммиака для повышения твердости, прочности, износостой­кости и коррозионной стойкости. Детали подвергают азо-тированию после окончательной механической и термичес­кой обработки — закал-ки с высоким отпуском.

Цианирование (нитроцементация) — это процесс одновре­менного насы-щения поверхности стали углеродом и азотом с целью повышения твердости, изно-состойкости и усталостной прочности деталей. Цианирование проводится в распла-вах циа­нистых солей NaCN или KCN или в смеси метана СН₄ и аммиака NH₃.

Диффузионная металлизация — это процесс химико-тер­мической обрабо-тки, при котором поверхность стальных де­талей насыщается различными элемента-ми: алюминием, крем­нием, хромом и др.

Алитирование — насыщение поверхности изделий алюми­нием. Применя-ется для повышения окалиностойкости и жаро­стойкости низкоуглеродистых сталей.

Силицирование — насыщение поверхностного слоя крем­нием с целью по-вышения окалиностойкости до 800-850°С, а также повышения коррозионной стойкости.

Хромирование — насыщение поверхности изделий хромом с целью повы-шения коррозионной стойкости, износостойкос­ти и окалиностойкости до темпера-туры 800°С.

Борироваше — насыщение поверхности бором, имеет це­лью повысить твердость (до HV1800—2000), сопротивление износу, коррозионную стойкость.

Коррозия металлов и способы защиты.

Коррозия — процесс химического или электрохимическо­го разрушения металлов под действием окружающей среды. Известно, что от коррозии ежегод-но теряется до 10% произво­димого металла, поэтому борьба с коррозией приобре-тает все возрастающее значение.

В процессе химического разрушения на поверхности ме­талла образуется пле-нка из продуктов окисления (оксидов). В некоторых случаях эта пленка может за-щищать лежащий под ней металл от дальнейшего взаимодействия с окружаю­щей средой. Такие пленки образуются на поверхности алюми­ния, никеля, свинца и др. При окислении железа в сухом воз­духе или в атмосфере сухого кислорода образует-ся также дос­таточно плотная пленка, однако с ростом толщины она рас­трескивает-ся и отслаивается от поверхности металла.

Электрохимическая коррозия — наиболее распространен­ный тип корро-зии. Она происходит чаще всего при воздей­ствии на металл различных электроли-тов. Вода в природе, технике, быту (речная, водопроводная, атмосферные осадки и т.д.) всегда является раствором электролита и вызывает элек­трохимическую корро-зию. Поэтому различные строительные конструкции, подземные и наземные трубо-проводы и др. под­вергаются главным образом электрохимической коррозии.

При соприкосновении металла с электролитом ионы с по­верхности металла переходят в электролит. Однако при растворении металла в электролит переходят лишь положительные ионы, в результате электро­лит заряжается положительно, а сам металл — отрицательно за счет оставшихся на нем электронов.

Металлы обладают различной способностью растворяться в электролитах. Поэтому, если пластинки различных метал­лов опустить в один электролит, то они будут иметь различ­ные потенциалы, причем чем больше ионов металла перейдет в раствор, тем больше будет отрицательный потенциал этого металла. В таблице приведены значения потенциалов неко­торых металлов.

Потенциалы некоторых металлов.

Если соединить электрически различные металлические пластинки, находя-щиеся в электролите, то образуется гальва­ническая пара, где анодом будет металл с более низким элек­тродным потенциалом, а катодом — с более высоким. В галь­ванической паре переход ионов в электролит продолжается до полного растворения пластинки анода. Отсюда можно сделать вывод, что чистые металлы и однофаз-ные сплавы должны иметь большую коррозионную стойкость, чем мно­гофазные сплавы. Слой электролита при коррозии может быть весьма незначительным — достаточно небольшой кон­денсации влаги на поверхности из воздуха, как начина-ется процесс коррозии.

Наличие сплошной окисной пленки на поверхности металла предохраняет его от электрохимической коррозии, так как изо­лирует металл от контакта с электро-литом. Поэтому такие металлы, как алюминий, хром, имеющие весьма низкие эле-к­трохимические потенциалы, обладают высокой коррозионной стойкостью.

Мерой коррозионной стойкости металлов является скорость коррозии в данной среде, которую обычно выражают весом металла (в граммах), превращенного в про-дукты коррозии за единицу времени (1 час), относительно единицы поверхности (1 м²). На скорость коррозии влияют состав металла, механи­ческая и термичес-кая обработка, а также среда (воздух, рас­творы кислот, вода и т. д.), температура, давление и характер нагрузки.

Применя­ются следующие способы защиты конструкций от коррозии:

- металлические покрытия бывают двух типов — анод­ные и катодные. Для ано-дного покрытия используют метал­лы, обладающие более отрицательным электро-дным потен­циалом, чем защищаемый металл (например, цинк, хром). Для катодно-го покрытия выбирают металл, имеющий меньшее от­рицательное значение элект-родного потенциала, чем основ­ной металл (медь, олово, никель и др.). Примером анодного покрытия является цинкование, катодного — никелирование.

- химические покрытия заключается в том, что на поверхно­сти изделия искусственно создают защитные неметаллические пленки, чаще всего окисные за счет окисления поверхностного слоя металла. Этот процесс носит название оксидирования.

- фосфатирование - на стальных изделиях создают пленки фосфорнокислых солей железа и марганца.

- неметаллические покрытия производят красками, ла­ками, эмалями, а также ре-зиной или эбонитом. Это наиболее распространенный способ защиты металличес-ких строитель­ных конструкций от коррозии, что объясняется надежностью данного способа защиты от коррозии в атмосферных услови­ях и простотой нанесения пок-рытия. При временной защите металлических изделий от корро­зии используются невысыхающие масла (технический вазелин, лак этиноль и др.).

Сварка.

Практическое применение электрической дуги для сварки металлов было осуществлено в 1882 г. русским инженером Н.Н. Бенардосом. Помимо этого способа Н.Н. Бенардос разработал основы электрической контактной сварки, сварки в струе газа, а также положил начало разработ­ке автоматов для дуго-вой сварки. В 1888 г. русский инженер Н.Г. Славянов предложил спо­соб свар-ки металлическим электродом, который широко при­меняется в настоящее время. Он же применил на практике дуговую сварку под слоем насыпного флюса. Большое развитие и широкое промышленное применение сварка по-лучила в 20-е гг. прошлого столетия. Одновременно с совершенствованием ручной дуговой сварки велись работы по разработке механизированных спо­собов сварки. Так, в середине прошлого века были разрабо­таны высокопро-изводительные способы сварки под слоем флюса, электрошлаковой сварки, сварки в среде защитных газов и другие.

Физическая сущность образования сварного соединения — это техноло-гический процесс получения неразъемных соеди­нений за счет расплавления кромок соединяемых элементов в месте их контакта или местного пластичес-кого деформирова­ния металла сопрягаемых поверхностей. Нетрудно предс-тавить, что образование сварного соеди­нения — это процесс установления межатомных связей меж­ду атомами кристаллических решеток взаимодейст-вующих систем.

Процесс образования сварного со­единения протекает в две стадии:

I — образование физического контакта;

II — химическое взаимодействие или электронный обмен с образова-нием одного из видов сплава (твердый раствор, ме­ханическая смесь или химичес-кое соединение).

В зависимости от вида подводимой энергии физический контакт может быть образован или в твердом, или в жидком состоянии. В твердом состоянии физичес-кий контакт образуется за счет механического воздействия, т.е. за счет сжатия двух (или нескольких) элементов.

Классификация способов сварки.

Согласно ГОСТ 19521-74 сварка металлов классифицируется по физичес-ким, техническим и технологическим призна­кам. В зависимости от энергии, ис-пользуемой для образова­ния сварного соединения, различают три класса сварки: 1) тер­мический — к которому относится сварка, осуществляемая за счет плав-ления при использовании тепловой энергии; 2) тер­момеханический — сварка с применением тепловой энергии и давления; 3) механический — сварка, исполь-зующая механи­ческую энергию и давление.

В промышленном строительстве используются следующие виды сварки:

а) дуговая открытой дугой, дуговая под флюсом и в за­щитном газе, электро-шлаковая, газовая — термический класс. По степени механизации дуговая сварка бывает ручной, полуавтоматической или автоматической.

б) Контактная, газопрессовая — термомеханический класс. Существуют следующие виды контактной сварки: стыковая, точечная, шовная (роликовая), газопрессовая,

в) Сварка трением, холодная сварка, ультразвуковая свар­ка ― механический класс.

Виды сварных соединений и швов

При изготовлении сварных изделий выполняют следую­щие виды сварных соединений — стыковые (рис. 7.12, а), сты­ковые с отбортовкой (рис. 7.12, б), нахлесточные (рис. 7.12, в), угловые (рис. 7.12, г), тавровые (рис. 7.12, д), про-резные (рис. 7.12, е), торцовые (рис. 7.12, ж), электрозаклепочные (рис. 7.12, з). Применение того или иного вида соединения зависит от характера конструкции, способа сварки, толщины металла и др. Например, в сосудах, работающих под дав-лени­ем, в трубопроводах применяют, как правило, стыковые швы, в фермах и стой-ках нахлесточные, в сварных балках — тав­ровые, для тонкого металла применя-ют стыковые швы с от­бортовкой и т.д.

Р ис. 7.12. Виды сварных соединений:

а — стыковые; б — стыковой с отбор-товкой; в — нахлесточный;г — угло-вые; д — тавровые; е — прорезные; ж — торцовый; з — электрозаклепоч-ный.

Сварные швы разделяют по сле-дующим признакам:

По расположению относительно направления нагрузки (рис. 7.13,а) — фланговые 1, лобовые 2, комбиниро-ванные 3, косые 4.

По положению в пространстве (рис. 7.13, б) — нижние 1, горизонта-льные 2, вертикальные 3, потолочные 4.

По форме наружной поверхности (рис. 7.13, в) — нормаль­ные (плоские) 1, выпуклые (усиленные) 2, вогнутые (ослаб­ленные) 3.

По ширине шва (рис. 7.13, г) — ниточные 1 и уширен­ные 2. Ширина ниточного шва составляет 0,8−1,5d_эл, ширина уширенного шва — не более 30 мм.

Рис. 5.40. Классификация свар-ных швов: а — по расположению от-носительно направления нагрузки; б — по расположению в пространст-ве; в — по форме наружной поверх-ности; г — по ширине; д — по коли-честву слоев (проходов); е — по про-тя­женности.

По количеству слоев или про-ходов (рис. 7.13, д) — однослой­ные (однопроходные) 1 и многослойные (многопроходные) 2.

По протяженности (рис. 7.13, е) — сплошные 1 и преры­вистые (це-пные и шахматные) 2.

По назначению — прочные, плотные и прочно – плотные.

Обозначение швов сварных соединений. По ГОСТ 2.312-72 швы сварных соединений на чертежах обозначаются сплошной (видимые) и штриховой (невиди-мые) линиями (рис. 7.14 а), одинокая сварная точка обозначается знаком +, не-видимые одиночные точки не обозначаются. От линии, обозначающей шов, про- водится линия-выноска с односто-ронней стрелкой. От наклонной вы-носки проводится го­ризонтальная линия-полка; условное обозначение шва нано­сится над полкой, если шов видимый, или под полкой, если не-видимый (рис. 7.14, б). В попереч-ном сечении соединения границы шва изображаются сплошными ос-новными линия­ми, а границы сое-диняемых кромок — сплошными тонкими линиями (рис. 7.14, в).

Рис. 7.14. Вспомогательные знаки для обозначения швов.