Металлы, применяемые в строительстве

Отличительные особенности металлов: высокая прочисть, способность к значительным упругим и пластическим деформациям, возможность изготовления литых изделий, возможность обработки давлением (прокатка, ковка, штамповка, волочение), высокая электропроводность и теплопроводность.

Металлы подразделяют на две основные группы:

черные металлы ─ металлы и сплавы, в которых основным компонентом является железо.

цветные металлы ─ металлы и сплавы, в которых основным компонентом является не железо, а другой элемент, например: медь, алюминий, магний и др.

К группе черных металлов относятся стали и чугуны, представляющие собой сплавы железа с углеродом, марганцем, кремнием, фосфором, серой и прочими элементами. Сплавы в которых углерод играет главную роль, называется железоуглеродистыми.

В зависимости от содержания углерода различают:

─ стали ─ сплавы, содержащие углерода до 1,7 %;

─ чугуны ─ сплавы, содержащие углерода более 1,7 %.

Если марганца в сталях ≤ 1 % и кремния ≤ 0,8 %, то стали называются углеродистыми, даже если содержание углерода в них < 0.8 %.

В углеродистых сталях допускается наличие других веществ (медь, никель, хром) в количестве ≤ 0,3 % (каждого элемента).

По содержанию углерода различают следующие виды стали:

• низкоуглеродистые стали при содержании углерода ≤ 0,25. Из них сооружают мосты, стропильные фермы, каркасы высотных зданий, гидротехнические резервуары, трубопроводы, изготавливают арматуру для железобетона и т.д.

• среднеуглеродистые стали при содержании углерода от 0,25 до 0,6 % сталь. Из среднеуглеродистых сталей изготавливают детали машин, передающие усилия или крутящие моменты, например: шатуны, оси, валы железнодорожные рельсы и т.д.

• высокоуглеродистые стали при содержании углерода от 0,6 до 1,7% сталь называется. Высокоуглеродистые стали применяют для изготовления инструментов, необходимых при обработке металла, дерева, камня, например: топоров, пил, молотков, зубил, резцов, напильников и пр.

Стали, в которые для повышения механических свойств, введены добавочные – легирующие компоненты, называются легированными сталями. Легирующими компонентами являются: никель, стронций, марганец (более 1%), кремний (более 0,8%), вольфрам, ванадий, молибден, медь, алюминий, бор, титан и др.

По содержанию легирующих компонентов различают:

• низколегированные стали – суммарное содержание легирующих компонентов не превышает 2,5% (хромо-медистые и хромоникельмедистые стали);

• среднелегированные стали – суммарное содержание легирующих компонентов 2,5 – 10% (применяются для изготовления деталей, работающих при высоких напряжениях);

• высоколегированные стали – суммарное содержании легирующих компонентов более 10% (в строительном деле нержавеющие стали применяются для архитектурно-художественных деталей и сооружений.)

Чугуны в отливках содержат углерода 2 — 4%, а также больше магния и кремния, чем углеродистые стали. Чугуны являются хорошим и дешевым материалом для машиностроения. В строительном деле чугуны применяются главным образом для сжатых элементов конструкций, например: опорные части ферм, тюбинги, элементы арок и сводов, канализационные трубы, для арматурно-художественные детали (ограды, ворота, решетки, стойки, профилированные колонны и т. п.).

При содержании магния > 2 %, кремния > 4 % и фосфора > 1,5 % или при наличии легирующих добавок чугуны называют легированными

Цветные металлы.

Легкие сплавы на основе алюминия и магния применяются в мостостроении, в строительстве (оконные переплеты высотных зданий) и ни транспорте.

Медь и ее сплавы. Чистая медь применяется в электротехнике, в машиностроении и для архитектурно-художественных деталей и скульптурных композиций.

Из медных сплавов наибольшее применение имеют: латуни—сплавы меди с цинком; бронзы (оловянистые) – сплавы меди с оловом.

Легкоплавкие металлы свинец, цинк, являются основой для изготовления подшипниковых (антифрикционных) сплавов, легкоплавких сплавов (с температурой плавления ниже +100°) и припоев для пайки.

Твердые сплавы, к которым относятся:

а) металлокерамические — получаемые на основе карбидов вольфрама и титана;

б) литые или наплавленные сплавы карбидов.

Твердые сплавы чаще всего применяют для изготовления, для покрытия поверхности металлических деталей, чтобы повысить их сопротивление.