Классификация стали применяемой в строительстве

Современное металлургическое производство всё чаще предлагают строительные решения, которые позволяют создавать металлоконструкции с низким энергопотреблением и низким уровнем выбросов углерода. Строительные стали, которые используются для этих целей, доступны по цене, отличаются прочностью и универсальностью применения. К тому же они на 100% пригодны для вторичной переработки, что позволяет повысить экологические характеристики на протяжении всего жизненного цикла сооружений.

• Требования к строительным сталям
• Виды сталей, используемых в строительстве
• Особенности маркировки

Требования к строительным сталям

Высокопрочные строительные стали, используемые в строительстве, не обязательно должны обладать повышенной пластичностью. От них требуется, прежде всего, повышенная жёсткость (в том числе продольная), прочность, хорошая подверженность сварке.

Например, структурные стальные профили должны гарантировать прочный, жёсткий каркас здания. Применение экономичных профилей позволяет экономить до 25% материалов, используемых при строительстве.

Классификация сталей

При строительно-монтажных работах с железобетоном часто применяют арматурные стальные стержни: они повышают прочность на разрыв и жёсткость бетона, составляя до 40…45 % от всего объёма, используемого в зданиях. Применение стальной арматуры обусловлено следующими её свойствами:

• хорошим сцеплением с бетоном;
• схожестью значений коэффициентов теплового расширения;
• экономичностью, из-за отсутствия в своём химическом составе дефицитных компонентов.

Широкое применение такого металла часто связывают с возможностью механизированного производства стандартных железобетонных блоков.

Более 30 % строительной стали представлено продукцией из листового металла. Листы используются в процессе изготовления кровли, прогонов, внутренних стен, потолков, облицовки и изоляционных панелей для наружных стен. Здесь также важны показатели механической прочности, жёсткости и свариваемости.

Виды сталей, используемых в строительстве

Классификация данных материалов может быть проведена по следующим признакам:

1. По химическому составу – нелегированные и легированные; в последнем случае дополнительными элементами являются марганец и кремний.
2. По содержанию углерода: из соображений улучшенной свариваемости рассматриваемые материалы должны содержать не более 0,3 % С.
3. По механическим требованиям. Материалы могут поставляться соответственно техническим требованиям ГОСТ 380-94, и (для качественных конструкционных типоразмеров) — по нормативам ГОСТ 1050-88.

В первом случае материалы могут быть задействованы во многих неответственных применениях, например, при производстве перил, временных ограждающих конструкций, внутренних воздуховодов, стеллажей, лестниц и т.п. Конструкционные стали находят применение при строительстве мостов, туннелей, железнодорожных переходов и прочих элементов дорожно-транспортной инфраструктуры. Во многих случаях (по эксплуатационным характеристикам возможностям) для выплавки используется вторичный металл.

Строительные, цементуемые, улучшаемые, пружинно-рессорные, нержавеющие, автоматные, криогенные стали

Основным нормативным документом для производства строительной стали в нашей стране считается ГОСТ 27772-2015.

Особенности маркировки

Использовавшийся ранее ГОСТ 23570-79 на строительные стали для сварных конструкций не предусматривал специальной маркировки металлургической продукции. Марки устанавливались соответственно общепринятым нормам, когда вначале числом указывался процент углерода, а далее, буквами – наличие легирующих элементов (если они есть). В конце обозначения могла присутствовать буква А, свидетельствовавшая о более жёстких допусках по химсоставу или габаритным размерам производимого профиля.

Во введенном ГОСТ 27772-2015 принято, что марки строительных сталей указываются по иному. Обозначение предусматривает следующее:

1. Наличие буквы С (строительная) в начале марки.
2. Числовое обозначение предела текучести в МПа (три цифры).
3. Дополнительное буквенное обозначение, которое указывает на степень коррозионной стойкости (К- обычная, П – повышенная).

Если данная марка допускает несколько вариантов производства, то через тире после показателей предела текучести приводится условный номер этого варианта. Таким образом, например, сталь С355-1 должна иметь предел прочности не ниже 355 МПа, и выплавляться по варианту №1 (чаще всего это влияет на вариации по химсоставу).

В справочной литературе приводятся данные соответствия строительных марок сталям универсального применения, которые предусмотрены ГОСТ 380-94 и ГОСТ 1050-88.

Источник: nauka.club

Строительные стали

1. По химическому составу: 1 — углеродистые; 2 — легированные.

Легированные стали — стали, в состав которых входят различ­ные элементы, придающие сталям требуемые свойства. Сущность процесса легирования заключается во введении в сплав компонен­тов, которые изменяют структуру сплава и, следовательно, придают ему требуемые свойства. В зависимости от количества легиру­ющих компонентов в сплаве различают:

Например: сталь 1X18Н9Т содержит 0,01 % углерода, 18% хрома, 9% никеля и около 1% титана

По назначению — стали подразделяются на конструкци­онные и инструментальные. Конструкционные стали должны обладать запасом пластично­сти, так как большинство строительных конструкций работает в области нестатических нагрузок, а в этом случае пластические ха­рактеристики должны быть на высоком уровне. В отличие от конструкционных инструментальные стали дол­жны быть твердыми и прочными. В качестве инструментальных сталей, как правило, применяют высокоуглеродистые или специ­альные легированные стали.

Существуют определенные особенности обозначения для разных групп сталей конструкционных, строительных, инструментальных, нержавеющих и др. Общими для всех обозначениями являются буквенные обозначения легирующих элементов: Н — никель, Х — хром, К — кобальт, М — молибден, В — вольфрам, Т — титан, Д — медь, Г — марганец, С — кремний.

Качественные стали для производства котлов и сосудов высокого давления согласно (ГОСТ 5520-79) обозначают как конструкционные нелегированные стали, но с добавлением буквы К (например, 20К).

Стали подшипниковые, согласно ГОСТ 801-78, обозначаются также как и легированные, но с буквой Ш в конце наименования. Следует заметить, что для сталей электрошлакового переплава буква Ш обозначается через тире, (например, ШХ 15, ШХ4-Ш).

Стали инструментальные легированные, согласно ГОСТ 5950-73, обозначаются также как и конструкционные легированные (например, 4Х2В5МФ и т. п.).

Стали нержавеющие стандартные, согласно ГОСТ 5632-72, маркируют буквами и цифрами по принципу, принятому для конструкционных легированных сталей (например, 08Х18Н10Т или 16Х18Н12С4ТЮЛ).

Стали нержавеющие, нестандартные опытных партий обозначают буквами — индексами завода производителя и порядковыми номерами. Буквы ЭИ, ЭП, или ЭК присваивают сталям, впервые выплавленным заводом «Электросталь», ЧС — сталям выплавки Челябинского завода «Мечел», ДИ — сталям выплавки завода «Днепроспецсталь», например, ЭИ-435, ЧС-43 и др. Для обозначения способа выплавки доводки названия ряда сталей дополняют буквами (например, 13Х18Н10-ВИ), что означает вакуумно-индукционная выплавка.

Для изготовления несущих сварных и клепаных конструкций рекомендуют следующие виды сталей: мартеновскую — марок ВМСтЗкс( п ), низколегированную — марок 15ГС, 14Г2, 10Г2С, 10Г2СД, 15ХСНД, а также кислородно-конвертерную марок ВКСтЗс)|(пс . Стали марок Ст4 и Ст5 рекомендуют для несварных конструкций.

Сталь для конструкций, работающих на динамические и виб­рационные нагрузки и предназначенных для эксплуатации в ус­ловиях низких температур, должна проверяться на ударную вяз­кость при отрицательных температурах. К сталям для мостовых конструкций предъявляют специальные требования (ГОСТ 6713-75) по однородности и мелкозернистости, отсутствию внешних дефектов, прочностным и деформационным свойствам.

Для армирования железобетонных конструкций сталь при­меняют в виде стержней, проволоки, сварных сеток, каркасов. Арматурная сталь может быть горячекатаная (стержневая) и хо­лоднокатаная (проволочная). По форме стержни могут быть круг­лыми или периодическими (рис. 5.31) для улучшения сцепления с бетоном. В ряде случаев для повышения механических свойств (увеличения предела текучести) сталь подвергают деформирова­нию (наклеп) либо термообработке.

Диаграмма состояния железо – цементит (fe – Fe3C)

Источник: studopedia.ru

Классификация сталей и чугунов и их применение в строительстве

Листовая сталь применяется для изготовления гнутых профилей. Оцинкованная листовая сталь является кровельным материалом.
Стальные трубы используются для устройства систем водоснабжения, теплоснабжения, вентилляции.
Мелкие стальные изделия: болты, гайки, шайбы, заклепки, шурупы, винты, гвозди — применяются для разнообразных строительных конструкций.
Металлическая черепица
Кроме листовой оцинкованной стали для устройства кровли применяют металлическую черепицу. Черепица изготавливается из листовой стали, алюминиевых сплавов, меди и латуни.
По форме и назначению металлическая черепица подразделяется на типы: P — рядовая, РПл-1 и РПа-1 — рядовая с отверстиями и без отверстий для крепления, РВн — волнистая, РЧг — чешуйчатая гладкая, РЧр -чешуйчатая ребристая, КПн — коньковая, КПц — полуцилиндрическая (приложение, рис. А.86).
В зависимости от исходной заготовки черепицу изготавливают из:
— оцинкованного листа (О);
— листа с алюминиевым покрытием (АЦ) и алюмокремниевым покрытием (А и AK);
— листа с электролитическим цинковым покрытием (ЭОЦП);
— качественной листовой углеродистой стали (У);
— листового проката алюминиевого сплава (Ал);
— листовой меди (M);
— горячекатаного латунного листа (Л).
В зависимости от защитного покрытия изготавливается черепица:
— без защитного покрытия;
— с односторонним покрытием по лицевой поверхности (С);
— с двухсторонним покрытием (Д).
На черепицу наносятся декоративно-защитные покрытия различных типов:
— лакокрасочное (ЛК);
— полимерное (Пл — пластизол, Пэ — полиэстр и др.);
— анодное покрытие для черепицы из алюминиевого сплава (Ан).
Классификация чугунов
Чугуны классифицируется в зависимости от содержания в них углерода и по назначению.
1. По содержанию углерода:
— доэвтектический — менее 2 %; эвтектический — 4,3 %;
— заэвтектический — более 4,3 % и менее 6,6 %.
2. По назначению:
— передельный, используется для передела в сталь;
— литейный — для отливки изделий.
3. По составу, структуре и степени графитизации.
Белый чугун (твердый, хрупкий) углерод содержит в форме цементита (Fe3C). Белый чугун используется для производства ковкого чугуна и передела в сталь.
Серый чугун образуется при медленном охлаждении расплавленного чугуна. Цементит разлагается с образованием феррита и графита:

Серый чугун может иметь структуру: перлит + графит + феррит и феррит — графит.
Марка серого чугуна: СЧ 120-280, СЧ 150-320, СЧ 180-360 и др. Первая цифра — предел прочности при испытании на разрыв, МПа, вторая — при испытании на изгиб.
Применяются также легированные чугуны, с повышенной твердостью, прочностью, износоустойчивостью.
Ковкий чугун получают путем длительной изотермической выдержки при повышенной температуре. При распаде цементита (графитизации) графит выделяется в форме хлопьев, равномерно распределенных в чугуне. Обладает повышенной деформационной способностью.
Высокопрочный чугун содержит графит сферической формы (глобулы). Получают модифицированием жидкого чугуна магнием, кальцием, селеном. Обладает повышенной прочностью.
Из чугуна изготавливают тюбинги, отопительные радиаторы, трубы и фасонные части к ним, плиты для полов промышленных зданий, печные трубы, а также архитектурно-художественные изделия.

Источник: ctcmetar.ru

Стали для стальных конструкций зданий и сооружений

Классификация и расшифровка марок стали. Механические, физические, химические и технологические свойства стали. Выбор стали для строительных конструкций и влияние различных факторов на ее свойства. Современное использование стали в разных отраслях.

Рубрика	Строительство и архитектура
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	10.11.2015
Размер файла	475,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Классификация стали

2. Расшифровка марок стали

3. Испытание на растяжение стали

4. Свойства стали

5. Выбор стали для строительных конструкций и влияние различных факторов на ее свойства

6. Стали для стальных конструкций зданий и сооружений

Введение

Сталь — деформируемый сплав железа с углеродом и легирующими материалами, содержащий не менее 45% железа и углерода менее 2.14%. Сталь является важнейшим конструкционный материал для машиностроения, транспорта, строительства и прочих отраслей промышленности. Существует множество способов классификации сталей, таких как по назначению, по химическому составу, по качеству, по структуре. По назначению стали делятся на множество категорий, таких как конструкционные стали, коррозионно стойкие (нержавеющие) стали, инструментальные стали, жаропрочные стали, криогенные стали.

Современное использование стали в разных отрослях таковы:

Строительный сектор — 52%, машиностроение — 15%, металлические изделия — 13%, автомобильная промышленность — 13%, прочий транспорт — 5%.

Строительная сталь предназначается для изготовления строительных конструкций — мостов, газо- и нефтепроводов, ферм, котлов и т. д. Конструкционные низколегированные стали в горячекатаном или нормализованном состоянии применяют для строительных конструкций, армирования железобетона, магистральных нефте- и газопроводов. Для строительных конструкции важны прочностные ствойства стали, а также упругость и коррозиостойкость. Все строительные конструкции, как правило, являются сварными, и свариваемость — одно из основных свойств строительной стали. Для изготовления деталей машин их применяют сравнительно редко. Эта группа сталей содержит относительно малые количества углерода 0,1—0,25 %. Повышение прочности достигается легированием обычно дешевыми элементами — марганцем и кремнием.

Современный и самый распространенный способ получения стали это двухступенчатый способ.

-Получение чугуна (железо насыщенного углеродом свыше 2,14%) в доменной печи

-Обработка чугуна кислородом и получение готовой стали.

Железо находиться в земной коре в оксидном состоянии и самый верный способ отделения железа от оксидов — это способ доменного получения железа, когда железная руда вступает в реакцию с углеродом кокса (вводиться специально)

Реакция проходит следующим образом

сталь физический механический строительный

Схема производства стали доменным получением железа:

1. Классификация сталей

Классификация сталей и сплавов производится:

по химическому составу;

по структурному составу;

по качеству (по способу производства и содержанию вредных примесей);

по степени раскисления и характеру затвердевания металла в изложнице;

По химическому составу сталь подразделяют на углеродистую и легированную.

Углеродистой сталью называется инструментальная или конструкционная сталь, не содержащая легирующих добавок. Углеродистая сталь подразделяется на низкоуглеродистую (до 0,25% углерода), среднеуглеродистую (от 0,25 до 0,6% углерода) и высокоуглеродистую (до 2% углерода).

Углеродистая сталь отличается повышенной прочностью и высокой твердостью.

По качеству различают углеродистую сталь обыкновенную и качественную конструкционную. Она выпускается в следующих марок: Ст1кп, СтО, Ст1пс, Ст2кп и т.д. Индексы в маркировке расшифровываются так: кп кипящая, пс полуспокойная.

Сталь углеродистую обыкновенного качества подразделяют на три группы:

А — поставляемую по механическим свойствам и применяемую в основном тогда, когда изделия из нее подвергают горячей обработке (сварка, ковка и др.), которая может изменить регламентируемые механические свойства (СтО, Ст1 и др.);

Б — поставляемую по химическому составу и применяемую для деталей, подвергаемых такой обработке, при которой механические свойства меняются, а их уровень, кроме условий обработки, определяется химическим составом (БСтО, БСт1 и др.);

В — поставляемую по механическим свойствам и химическому составу для деталей, подвергаемых сварке (ВСт1, ВСт2 и др.).

Углеродистая сталь бывает разного назначения: предназначенная для статически нагруженного инструмента (У10-У13) и для ударных нагрузок (У7-У9).

В легированной стали наряду с обычными примесями имеются легирующие элементы: хром, вольфрам, молибден, никель, а также кремний и марганец в большом количестве. Легированная сталь обладает ценными свойствами, которых нет у углеродистой стали, и не имеет ее недостатков. Применение легированной стали экономит металл, повышает долговечность изделий, увеличивает производительность. В прогрессивной технике эта сталь имеет решающее значение.

Легирующие элементы оказывают разностороннее влияние на свойства стали. В легированной стали может находиться одновременно несколько легирующих элементов.

Влияние химических элементов на свойства сталей

В состав стали кроме железа и углерода входят и другие химические элементы, которые содержатся в ней в малых количествах из-за несовершенства технологии производства либо специально вводятся в нее для придания особых свойств. В последнем случае эти элементы называются легирующими. Все элементы в стали условно подразделяются на полезные и вредные.

углерод — определяет прочность, вязкость и закаливаемость стали. Содержание углерода до 0,25 % не влияет на свариваемость. Увеличение содержания углерода в стали ухудшает ее свариваемость;

кремний — при содержании до 0,3% повышает пределы текучести и прочности, но ухудшает свариваемость и снижает ударную вязкость стали; при содержании до 0,6% улучшает упругие свойства стали;

марганец — при содержании до 1,8% оказывает незначительное влияние на свариваемость стали, но способствует ее закалке; при высоком содержании сварка затруднена, поскольку велика вероятность появления трещин;

хром — при содержании от 0,3% до 35% повышает твердость и прочность стали, однако снижает ее пластичность и вязкость. При высокой температуре образует карбиды, затрудняющие процесс сварки;

никель — улучшает прочностные и пластические свойства стали; на свариваемость практически не влияет;

молибден — улучшает прочностные характеристики стали, делает ее теплоустойчивой, увеличивает твердость стали и несущую способность конструкций при ударных нагрузках и высоких температурах. Затрудняет сварку, так как активно окисляется и выгорает;

ванадий — повышает вязкость и пластичность стали, улучшает ее структуру, способствует закалке, ухудшает свариваемость;

вольфрам — увеличивает твердость и работоспособность стали при высоких температурах, ухудшает свариваемость;

титан — повышает коррозионную стойкость стали, способствует образованию горячих трещин при сварке;

медь — повышает прочность и коррозионную стойкость стали, не влияет на свариваемость.

По назначению легирования сталь делится на три группы: конструкционная, инструментальная и сталь с особыми физическими и химическими свойствами.

По содержанию легирующих элементов легированная сталь делится на низколегированную—не более 3% легирующих элементов; среднелегированную—3—10%; высоколегированную — свыше 10%.

Низколегированная сталь применяется в строительстве гражданских и промышленных сооружений, в моторостроении, судостроении. Она прочнее углеродистой, хорошо сваривается, лучше противостоит действию ударных нагрузок. Применение этой стали уменьшает массу конструкций на 15—30%.

ГОСТ 19281—73 установлены марки низколегированной стали: 14Г2, 10Г2С2, , 16Г2АФД, 09Г2С и др.

Легированные стали и сплавы делятся также на классы по структурному составу:

· в отожженном состоянии — доэвтектоидный, заэвтектоидный, ледебуритный (карбидный), ферритный, аустенитный;

· в нормализованном состоянии — перлитный, мартенситный и аутенитный.

Классификация стали по содержанию примесей

По качеству, то есть по способу производства и содержанию примесей, стали и сплавы делятся на четыре группы.

Источник: otherreferats.allbest.ru