§ 31. Изделия из стали

Изготовление стальных изделий. При изготовлении стальных изделий расплавленную сталь разливают по изложницам. Вынутые из них стальные слитки подверга­ют обработке давлением. Обработка давлением основана на высоких пластических свойствах стали, при этом из­меняется не только форма стального слитка, но и его свойства. Существуют следующие способы обработки стальных слитков давлением: прокатка, волочение, ков­ка, штамповка и прессование.

Прокатка — наиболее распространенный способ из­готовления профилированных стальных изделий. При прокатке стальной слиток пропускают между вращающи­мися валками прокатного стана, в результате чего заго­товка обжимается, вытягивается и в зависимости от профиля прокатных валков приобретает заданную форму (профиль). Прокатывают сталь в холодном состоянии. Сортамент стали горячего проката — сталь круглая, квадратная, полосовая, уголковая равнобокая и неравно­бокая, швеллеры, двутавровые балки, шпунтовые сваи, трубы, арматурная сталь периодического профиля и др.

При волочении заготовка последовательно протягива­ется через отверстия (фильеры) размером меньше сече­ния заготовки, вследствие чего заготовка обжимается и вытягивается. При волочении в стали появляется так на­зываемый наклеп, который повышает ее твердость. Во­лочение стали обычно производят в холодном состоянии, при этом получают изделия точных профилей с чистой и гладкой поверхностью. Способом волочения изготов­ляют проволоку, трубы малого диаметра, а также прутки круглого, квадратного и шестиугольного сечения.

Ковка — обработка раскаленной стали повторяющи­мися ударами молота для придания заготовке заданной формы. Ковкой изготовляют разнообразные стальные де­тали (болты, анкеры, скобы и т. д.).

Штамповка—разновидность ковки, при которой сталь, растягиваясь под ударами молота, заполняет фор­му штампа. Штамповка может быть горячей и холодной. Этим способом можно получать изделия очень точных размеров.

Прессование представляет собой процесс выдавлива­ния находящейся в контейнере стали через выходное от­верстие (очко) матрицы. Исходным материалом для прессования служит литье или прокатные заготовки. Этим способом можно получать профили различного се­чения, в том числе прутки, трубы небольшого диаметра и разнообразные фасонные профили.

Холодное профилирование — процесс деформирова­ния листовой или круглой стали на прокатных станах. Из листовой стали получают гнутые профили с различ­ной конфигурацией в поперечнике, а из круглых стерж­ней на станках холодного профилирования путем сплю­щивания — упрочненную холодносплющенную арматуру.

Виды стальных изделий. Металлообрабатывающая промышленность выпускает обширную номенклатуру различных стальных изделий (рис. 39).

Прокатную угловую сталь выпускают в виде равно­боких и неравнобоких уголков с шириной полок 20— 250 мм; швеллеры — высотой 50—400 мм при ширине полки 32—115 мм; двутавры — как обыкновенные, так и широкополочные. Высота обыкновенных двутавров 100—• 700 мм, широкополочных — до 1000 мм. Отношение ши­рины полок к высоте колеблется от 1 :2 (при малой вы­соте) до 1 :3 (при большой высоте).

Профильную сталь применяют для изготовления при помощи сварки или клепки разнообразных стальных строительных конструкций (каркасы и фермы промыш­ленных и гражданских зданий, пролетные строения мос­тов, балки перекрытий, опоры линий электропередач, фонари освещения зданий и т, д.). Кроме того, из про

катнои и штампованной стали специальных профилей выполняют оконные переплеты промышленных и общест­венных зданий.

Прокатную сталь квадратного сечения, а также поло­совую сталь используют в строительстве для различных целей. Круглую сталь в основном употребляют в каче­стве арматуры для железобетона.

Прокатная листовая сталь имеет ряд разновидностей: прокатная толстолистовая шириной 600—3800 и толщи­ной 4—160 мм; прокатная тонколистовая шириной 600— 1400 и толщиной 0,5—4 мм; листовая кровельная, в том числе оцинкованная, шириной 510—1500 и толщиной 0,5-—2 мм, а также листовая волнистая и рифленая.

Прокатную сталь для шпунтованных свай выпускают разнообразных профилей; ее применяют для гидротехни­ческого строительства.

Стальные трубы цельнотянутые и сварные диаметром 50—1620 мм используют для магистральных газо- и неф­тепроводов, водоснабжения, отопления и других целей.

Мелкие стальные изделия в виде болтов, гаек, шайб, заклепок широко применяют при изготовлении из прокат ных стальных профилей разнообразных строительных конструкций. Любое строительство в настоящее время не обходится без стальных крепежных изделий — шуру­пов, винтов, гвоздей, скоб, а также без скобяных изде­лий, необходимых для комплектования дверных, и окон­ных блоков, санитарно-технических кабин (петли, ручки, замки и др.).

В последнее десятилетие в СССР все больше строи­тельных конструкций, изготовляемых ранее из металла, выполняют из сборного железобетона, что позволяет до­биться экономии металла в строительстве.

Стальная арматура является важнейшей состав­ной частью железобетона и призвана надежно работать вместе с бетоном в течение всего срока службы изделия или конструкции. Арматуру располагают главным обра­зом в тех местах изделия или конструкции, которые под­вергаются растягивающим усилиям, и она должна вос­принимать эти усилия.

Арматурную сталь классифицируют по способу изго­товления, профилю стержней и области применения. По способу изготовления арматурную сталь разделяют на горячекатаную стержневую и холоднотянутую проволоч­ную. В зависимости от профиля стержней (характера их поверхности) стержневая и проволочная арматура бы­вает гладкой и периодического профиля. В зависимости от условий применения арматурную сталь подразделя­ют на ненапрягаемую и напрягаемую, т. е. применяемую соответственно для обычных и предварительно напря­женных железобетонных конструкций (рис. 40).

Стержневую арматуру выпускают горячекатаной обычной, упрочненной вытяжкой в холодном состоянии и термически упрочненной.

ГЪ зависимости от механических свойств стержневую арматуру разделяют на классы с условным обозначени­ем А. Условные обозначения классов горячекатаной арма­турной стали: А-I, A-II, A-III, A-IV и др. При обозначении класса термически упрочненной арматурной стали к ин­дексу А добавляют индекс «т», например Ат-Ш. Сталь, упрочненную вытяжкой, обозначают по классу исходной горячекатаной стали, но при этом добавляют еще индекс «в», например Ав-Ш.

Основными механическими характеристиками горя­чекатаной и упрочненной вытяжкой арматуры являются предел текучести* предел прочности при растяжении и

относительное удлинение, определяемые испытанием на растяжение. Кроме того, проводят испытания на загиб арматуры в холодном состоянии. Механические свойства арматурной стали по классам приведены в табл. 8. Арматурную сталь класса А-I изготовляют из угле­родистой стали марок СтЗ, СтЗпс и СтЗкп, класса A-II диаметром 10—40 мм — из углеродистой стали марки Ст5, диаметром 40—90 мм — из низколегированной ста­

Таблица 8. Механические свойства стержневой арматуры

Класс арматур­ной стали	Диаметр стержней, мм		Предел текуче­сти, МПа		Предел прочности при рас­тяжении, МПа		Относи­тельное >длине- ние, %		Угол загиба в холод­ном состоянии, град; С — толщина оправ­ки, d — диаметр стержня
			не менее
A-I		6—40		235		375		25		180°;	С —	0,5 d
A-II		8—80		295		490		19		180°;	С =	3 d
A-I1I		6—40		390		590		14		90°;	С —	3 d
A-IV		10—32		590		885		8		45°;	с =	5 d
A-V		10—32		785		1030		7		45°;	с =	5 d
А-VI				980		1225		6		45°;	С —	5 d
Ат-IV		10—28		590		785		9		45°;	С —	5 d
At-V		10—28		785		1030		7		45°;	С —	5d
At-VI		10—28		980		1200		6		45е;	с =	5 d
At-VII		10—28		1180		1400		5		45°;	с =	Ы

ли марки 18Г2С; класса A-III диаметром 6—40 мм —из низколегированной стали марки 25Г2С, диаметром 6—- 8 мм —из низколегированной стали марки 18Г2С; клас­са A-IV — из низколегированной стали марки 20ХГ2Ц (для конструкций с напрягаемой арматурой). Стержни арматурной стали класса А-I поставляют круглыми, стержни класса A-II, A-III, A-IV — периодического про­филя.

Проволочную арматуру разделяют на арматурную проволоку и арматурные проволочные изделия. Арматур­ная проволока может быть холоднотянутой класса В-1 (низкоуглеродистой) для ненапрягаемой арматуры и класса B-II (углеродистой) для напрягаемой арматуры. Ее выпускают гладкой класса В-I и B-II и периодичес­кого профиля класса Вр-I и Вр-II диаметром 3—8 мм. Периодический профиль получают за счет часто повторяющихся вмятин на цилиндрической поверхности про­волоки в одной диаметральной плоскости. Механические характеристики арматурной гладкой проволоки: предел прочности при растяжении 1400 МПа для проволоки ди­аметром 8 мм и 1900 МПа для проволоки диаметром 3 мм; предел текучести соответственно 1120 и 1520 МПа.

Арматурные проволочные изделия можно применять в строительстве и производстве железобетонных изделий в виде нераскручивающихся стальных арматурных пря­дей, стальных арматурных канатов, сварных арматурных сеток, а также тканых и сварных проволочных сеток, предназначенных для армоцементных конструкций.

Пряди изготовляют из стальной светлой непромаслен­ной проволоки диаметром 1—2,5 мм и высокопрочной арматурной проволоки диаметром 3—5 мм. Поверхность проволоки для армирования железобетонных конструк­ций должна быть чистой, без трещин, ржавчины и ока­лины. Проволоки в прядях должны иметь одинаковое на­тяжение и плотно прилегать друг к другу. Стальные ар­матурные канаты бывают двухпрядевые и многопряде- вые. Их применяют для напрягаемой арматуры в желе­зобетонных конструкциях. Сварные арматурные сетки выполняют из обыкновенной арматурной проволоки диа­метром 3—6 мм или горячекатаной арматурной стали класса А-Ш диаметром 6—10 мм. Сетки должны быть сварены во всех точках пересечения стержней с соответстбующей прочностью сварных узлов.

Арматурную сталь диаметром менее 10 мм выпускают в мотках (бухтах), диаметром 10 мм и более — в прутках длиной 6—12 м. Арматурную проволоку постав­ляют в мотках (причем каждый моток должен состоять из одного отрезка), а прядевую арматуру — в мотках или катушках.

Арматурную сталь необходимо хранить в закрытых помещениях или под навесом на стеллажах раздельно по видам и маркам стали, а также по диаметрам. При этом рекомендуется следить за сохранностью на торцах стальных стержней разных марок меток, сделанных не­смываемыми красками, а также за сохранностью завод­ских бирок, прикрепленных к пучкам, пакетам и моткам арматурной стали. При хранении арматурной стали не­обходимо предохранять ее от загрязнения и коррозии,