4. Стали. Общие сведения. Служебные свойства.
Сталь – сплав железа с углеродом, содержащий легирующие добавки, улучшающие качество металла, и вредные примеси, которые попадают в металл из руды или образуются в процессе выплавки.
В твердом состоянии сталь является поликристаллическим телом, состоящим из множества различно ориентированных кристаллов (зерен).
Для стали характерны кубические кристаллические решетки:
объемно-центрированная (ОЦК)
гранецентрированная (ГЦК)
Структура стали зависит от условий кристаллизации, химического состава, режима термообработки и прокатки.
На механические свойства стали существенно влияет размер зерна (чем мельче зерно, тем выше качество металла).
Механизм действия легирующих добавок:
1. Увеличивают число очагов кристаллизации и способствуют образованию мелкозернистой структуры;
2. Растворяясь в феррите, упрочняют его.
Под влиянием термической обработки изменяются:
Структура;
Величина зерна;
Растворимость легирующих элементов.
Это приводит к изменению свойств стали.
Механическая обработка стали
Прокатка (обжатие нагретого металла) – обеспечивает размельчение зерен и анизотропию (однородность)свойств.
Важные характеристики - температура прокатки и скорость охлаждения. Чем толще прокат, тем меньше степень обжатия, скорость охлаждения и прочностные характеристики.
Служебные свойства стали
Прочность - сопротивление стали внешним силовым воздействиям без разрушения.
Упругость - свойство стали восстанавливатьсвою исходную форму после снятия внешних нагрузок.
Пластичность - свойство сохранять несущую способность в процессе деформирования.
Хрупкость - склонность к разрушению при малых деформациях.
Ползучесть - свойство металла непрерывно деформироваться во времени без увеличения нагрузки.
6. Твердость - свойство поверхностного слоя металла сопротивляться деформации или разрушению при внедрении в него индентора из более твердого материала.
7. Коррозионная стойкость - сопротивляемость стали коррозионному разрушению;
8. Свариваемость (оценивают по химическому составу, также путем применения специальных технологических проб);
9. Технологические свойства (по химическому составу).
5. Стали. Применение в строительстве.
Сталь – сплав железа с углеродом, содержащий легирующие добавки, улучшающие качество металла, и вредные примеси, которые попадают в металл из руды или образуются в процессе выплавки.
В строительстве сталь применяется в двух модификациях:
- как арматура для ж/б конструкций, в том числе высокопрочная арматура;
- как самостоятельный материал для металлических конструкций.
Как арматура сталь применяется в виде:
- стержневой гладкой,
- периодического профиля,
- стальной проволоки.
Как самостоятельный конструкционный материал в стальных конструкциях сталь применяется в виде прокатных профилей, объединяемых в конструкцию сваркой, клепкой или с помощью болтовых соединений.