2. Структура стали.Классификация строительных сталей.

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. Fe – 96-98%, C – 0.09-0.6%.

Структура стали: при нормальной температуре сталь состоит из феррита и цементита, присоединенных либо в виде отдельных включений, либо в виде тонкой механической смеси-перлита.

Феррит - пластичен и малочпрочен.

Цементит – таерд и хрупок.

Перлит обладает промышленными свойствами.

Прочность феррита повышается:

-Легированием (добавка специальных химических элементов)

- Термоупрочнением

Классификация сталей

По прочностным свойствам:

-стали обычной прочности (малоуглеродистые Ϭ_y<290Мпа – педел текучести)

-стали повышенной прочности (низколегрованные 290<Ϭ_y<400Мпа)

- стали высокой прочности (низколегрованные и термообработка 400<Ϭ_y<900Мпа)

По химическому составу в зависимости от %-ого содержания легирующих эл-ов:

-Углердистые ЛЭ<0,3%

-Низколегированные ЛЭ~0,3-0,5%

-Среднелегированные ЛЭ~5-10%

- Высоколегированные ЛЭ>10%

ЛЭ - легируемые элементы

Углеродистые стали в зависимости от содержания углерода делятся:

- Малоуглеродистые с= 0,09-0,22%

- Среднеуглеродистые с=0,23-0,6%

- Высокоуглеродистые с> 0,6%

В строительных конструкциях используют в основном низколегированные и малоуглеродистые стали.

4.Легирование. Легирующие элементы. Вредные примеси.

Легирование – добавление в состав материалов примесей для изменения (улучшения) физических и химических свойств основного материала (изменение химического состава).

Хим. эл-ты, применяемые при легировании:

1. Углерод (С)=0.09…0.22%, ↑ прочность, но ↓ пластичность и ухудшает свариваемость;

2. Кремний Si=0.07…0.3% раскисляет сталь → ↑ прочность, но ↓ пластичность, ухудшает свариваемость и стойкость против коррозии, вредное влияние кремния компенсирует повышенное содержание марганца;

3. Марганец Mn=0.3…0.65% , ↑ прочность и вязкость стали, хороший раскислитель, нейтрализует вредное влияние серы, при содержании более 2% ↑ хрупкость стали;

4. Алюминий Al=0.2%,хороший раскислитель, ↑ ударную вязкость и пластичность, нейтрализует вредное влияние фосфора;

5. Медь Cu=0.2…0.4%, ↑ прочность и коррозионную стойкость, более 0,7% ↑ старение и хрупкость стали;

6. Хром Cr и никель Ni ↑прочность и коррозионную стойкость;

7. Ванадий V и молибден Mb ↑прочность, предупреждает разупрочнение термообработанной стали при сварке.

8.Азот N способствует старению стали делает ее хрупкой, в соединении с Al, V, Ti и др. эл-ми становится легирующим элементом, способствуя получению мелкозернистой структуры.

Другие хим. эл-ты: бор, титан, азот и др.

Хим. эл-ты, ухудшающие качество стали:

1. Сера S≤0.05%, ↓ прочность, пластичность и делает сталь красноломкой, т.е. склонной к образованию трещин при t=800…1000⁰С;

2. Фосфор Р≤0.04%, придает хрупкость(при пониженных температурах) и хладоломкость, но Р и Al вместе образуют пленку, защищающую от коррозии в тонких конструкциях (мембранные конструкции);

3. Кислород О≤0.05% при выплавке, действует как сера, но в большей степени;

4. Азот N≤0.009% действует как фосфор.