Министерство образования и науки РФ

Федеральное агентство по образованию

Саратовский государственный

технический университет

Металлы

Методические указания к практическим занятиям по курсу «Материаловедение»

для студентов по направлению 653500 «Строительство»

Электронное издание локального распространения Одобрено

Редакционно-издательским

советом Саратовского

государственного

технического университета

Саратов – 2010

Все права на размножение и распространение в любой форме остаются за разработчиком.

Нелегальное копирование и использование данного продукта запрещено.

Составители: Мещеряков Дмитрий Васильевич, Тимохин Денис Константинович, Щукин Андрей Иванович.

Под редакцией Мещерякова Д.В.

Рецензент И.В.Хомяков

410054, Саратов, ул. Политехническая, 77. Научно-техническая библиотека СГТУ тел. 52-63-81, 52-56-01

http://lib.sstu.ru

Регистрационный

номер

© Саратовский государственный

технический университет, 2010

Механические свойства металлов Общие сведения

Металл в строительстве применяют в основном в виде изде­лий из стали: стальные профили для металлических конструк­ций, прутковая сталь и проволока для армирования бетона, стальные трубы и т.п.

Сталь представляет собой сплав железа с углеродом (до 2 %) и другими элементами. По составу различают углеродистые стали, стали, содержащие помимо углерода лишь небольшое количество природных примесей (кремния, марганца, серы, фосфора и др.), и легированные, содержащие определенное количество легирующих (улучшающих свойства) добавок.

В строительных лабораториях чаще всего испытывают арматурные стали. Арматуру для бетона классифицируют по следующим признакам:

• технологии изготовления — горячекатаная стержневая арматура и холоднотянутая проволочная арматура; к стержневой арматуре относят сталь любого диаметра и профиля независимо от того, поставляется ли она в виде прутков или в мотках;

• профилю поверхности — арматура периодического профиля и гладкая;

• условиям применения - арматура для армирования обычных железобетонных конструкций и арматура для предварительно напряженных конструкций (напрягаемая арматура).

Стержневая арматурная сталь (ГОСТ 5781-82*), выпускаемая диаметром от 6 до 80 мм, делится на горячекатаную гладкую класса А-I и горячекатаную периодического профиля классов А-II; А-III; А-IV; А-V; А-VI (табл. 1).

Сортамент стержневой арматуры построен по номинальным диаметрам стержней d_н. Номинальный диаметр d_н стержней гладкого профиля равен фактическому d_ф, а стержней периодического профиля — диаметру одинакового с ним по площади поперечного сечения гладкого стержня

В процессе термообработки стали на стержнях могут оставаться термически не упрочненные концы длиной до 100 мм. Такие концы, обычно отмеченные красной краской, при испытании арматуры не используют.

Холоднотянутую проволочную арматуру по форме сечения выпускают круглой гладкой классов В-I и В—II и периодического профиля — холодно сплющенную — классов Вр-I и Вр-II; буква «р» в обозначении указывает, что проволока рифленая. Механические свойства арматурной проволоки одного класса зависят от ее диаметра; с увеличением диаметра снижается проч­ность и возрастает относительное удлинение (табл. 2)

Таблица 1

Характеристика наиболее применяемых классов стержневой арматурной стали (ГОСТ 5781-82*)

Класс	Вид	Марки	Диаметр, мм	Предел текучести, МПа, не менее	Временное сопротивление Разрыву, МПа, не менее	Относительное удлинение, %, не менее	Испытание на загиб В холодном состоянии, Угол загиба, град
А240 А-I	Круглая гладкая	СтЗ	6..40	235	375	25	180°, С=0,5d
А300 А- II	Периоди- ческого профиля	Ст5 І8Г2С	8..40 40..80	294	490	19	180°; С=3d
Ас300 Ас- III	То же	І0ГТ	10..32	294	441	24	180°, С=1d
А400 А-III	Периоди- ческого профиля	25Г2С 35ГС	6..40	392	590	14	90°, С=3d
А600 А-IV	То же	20ХГ2Ц 80С	10..22 10..18	590	883	6	45°, С=5d
А800 А-V	-	23Х2Г2Т	10..22	785	1030	7	45°, С=5d
А1000 А-VI	-	22Х2Г2АЮ 22Х2Г2Р 20Х2Г2СР	10..22	980	1230	6	45°; С=5d

Таблица 2

Механические свойства стальной арматурной проволоки

Класс	Диаметр, мм	Временное сопротивле­ние разрыву, МПа	Предел текучести, МПа	Относи­тельное удлинение при разры­ве, %	Число пере­гибов (при диаметре валика 30 мм)	Угол загиба, град, С-диа­метр валика, мм, - диаметр проволоки, мм
В-І	3, 4, 5,	850…550	Не нормируется		4	—
Вр-І	3, 4, 5,	550…525	То же		4	—
В-ІІ	3…8	1900…1400	1489…1137	4...6	5…9	180°, С=5d
Вр- ІІ	3…8	1800…1300	1440...1040	4...6	3…4	180°, С=5d

Поскольку при изготовлении железобетонных конструкций арматуру приходится загибать в холодном состоянии, а в самих конструкциях арматура работает на растяжение, то стержневую и проволочную арматуру испытывают: на растяжение для установления временного сопротивления разрыву, предела текучести и относительного удлинения при разрыве; на загиб в холодном состоянии; на перегиб (для проволоки диаметром до 8 мм). Кроме того, в строительных лабораториях определяют твердость металлов.