4) Стали, применяемые в металлоконструк-циях.

Качество стали, применяемой при изготовлении металлических конструкций, определяются:

механическими свойствами, свариваемостью, коррозионной стойкостью.

По механическим свойствам стали делятся на три группы: обычной прочности (малоуглеродистые с пределом текучести _т =230 МПа; и пределом прочности _в =380 МПа), повышенной прочности (при _т =290400 МПа, _в =440520 МПа) и высокой прочности (низколегированные и термически упрочнённые стали, у которых _т =450750 МПа и более, _в =600850 МПа и более).

Основные механические свойства:

-сопротивление статическому воздействию, временному сопротивлению _в ( ) и пределу текучести _т ( или ) при растяжении, сжатии, изгибе.

-сопротивление динамическим воздействиям и хрупкому разрушению (ударная вязкость при различных температурах);

-показатель пластичности, характеризуемый относительным удлинением;

-сопротивление расслоению (загиб в холодном состоянии, определяемый углом загиба).

З начения этих показателей устанавливаются ГОСТ. Кроме того, качество стали определяется её свариваемостью, гарантируемой соответствующим химическим составом и технологией производства.

В СНиП II – 23 – 81 по показателям предела текучести ( ) и временному сопротивлению ( ), толщине и виду проката установлены марки сталей в соответствии с ГОСТ или ТУ.

Механические свойства стали и её свариваемость зависят от химического состава, термической обработки и технологии прокатки.

Основу стали составляет феррит и перлит. Феррит имеет малую прочность, высокую пластичность. В строительстве в чистом виде не применяют. Прочность повышают добавками углерода (малоуглеродистая сталь), легированием марганцем, ванадием, хромом, кремнием и др. легирующими элементами, а также термоупрочнением – стали высокой прочности.

5. Структура малоуглеродистой стали.

Структура малоуглеродистой стали, определяющая её механические свойства, зависит от температуры охлаждения. Температура плавления чистого железа 1535C. При охлаждении ниже 1535C в процессе кристаллизации образуется так называемое  - железо, имеющее кристаллическую решётку объёмно-центрированного куба (ОЦК-решётку)

При температуре 1400C железо находится в твёрдом состоянии и в процессе охлаждения происходит новое превращение и из  - железа образуется  - железо, обладающее гранецентрированной решёткой (ГЦК-решёткой).

При температуре 910С кристаллы с ГЦК - решёткой вновь превращаются в объёмно – центрированную, и это состояние сохраняется вплоть до комнатной и отрицательных температур. Последняя модификация железа называется  - железом. При введении углерода в сталь температура плавления снижается.

Т емпература плавления железоуглеродистых сплавов зависит от содержания углерода. При остывании в  - железе образуется твёрдый раствор, называемый аустенитом, в котором атомы углерода располагаются в центре ГЦК – решётки:

При температурах, лежащих ниже 910С из аустенита начинают выделяться кристаллы твёрдого раствора углерода в  - железе, называющиеся ферритом. По мере выделения феррита из аустенита, последний всё более обогащается углеродом и при температуре 723С превращается в перлит, то есть смесь, состоящую из перемежающихся пластинок феррита и карбида железа Fe₃C, называемого цементитом. Таким образом, структура охлаждённой до комнатной температуры стали, состоит из двух фаз: феррита и цементита, который образует самостоятельные зёрна и входит в феррит в виде пластинок. Величина зёрен оказывает значительное влияние на механические свойства стали. Чем меньше зёрна, тем выше качество стали.