Вимоги до матеріалів сталевих конструкцій

Металеві конструкції в процесі експлуатації піддаються різним видам зусиль (навантаження, нерівномірне осідання фундаменту, перепади температури тощо). Таким чином, використовувана сталь повинна мати відмінні механічні властивості (міцність, пластичність і в'язкість) і властивості обробки (холодна і гаряча обробка і зварювання), щоб забезпечити безпеку і надійність конструкції. Існує багато типів сталі, але лише деякі відповідають вимогам для сталевих конструкцій, як-от Q235 для вуглецевої сталі, 16Mn для низько-легованої сталі та 20MnV (марганцево-ванадієва сталь 20), яка використовується для високо-болтів.

 

Показники ефективності
1. Міцність
До показників міцності сталі належать межа пружності σe, межа текучості σy, межа розтягу σu. Конструкція базується на межі текучості сталі. Висока межа текучості може зменшити власну-вагу конструкції, заощадити сталь і знизити витрати. Міцність на розрив σu — це максимальне напруження, яке може витримати сталь до руйнування. У цей момент конструкція втрачає свою придатність до використання через значну пластичну деформацію, але конструкція значно деформується, не руйнуючись, відповідаючи вимогам стійкості до рідкісних землетрусів. Параметром запасу міцності сталі можна вважати величину σu/σy.

 

2. Пластичність
Пластичність сталі зазвичай означає її здатність зазнавати значних пластичних деформацій без руйнування після того, як напруга перевищує межу текучості. Основними показниками для вимірювання пластичної деформаційної здатності сталі є подовження δ і зменшення площі ψ.

 

3. Продуктивність холодного згинання
Ефективність холодного згинання сталі вимірює її стійкість до розтріскування під час пластичної деформації, спричиненої згинанням за кімнатної температури. Продуктивність сталі при холодному згині перевіряється за допомогою випробування на холодний згин, щоб визначити її продуктивність деформації при згині за певного ступеня вигину.

 

4. Ударна в'язкість
Ударна в'язкість сталі відноситься до її здатності поглинати механічну кінетичну енергію під час руйнування під ударним навантаженням. Це механічна властивість, яка вимірює стійкість сталі до ударних навантажень і потенційного крихкого руйнування через низьку температуру та концентрацію напруги. Показник ударної в'язкості сталі, як правило, отримують шляхом ударних випробувань на стандартних зразках.

 

5. Зварюваність
Зварюваність сталі означає її здатність створювати високо{0}}якісні зварні з’єднання за певних умов процесу зварювання. Зварюваність можна розділити на два типи: зварюваність під час процесу зварювання та зварюваність з точки зору робочих характеристик. Зварюваність під час процесу зварювання означає схильність зварного шва та металу поблизу шва не утворювати гарячих тріщин під час зварювання або усадкових тріщин під час охолодження. Хороша зварюваність означає, що за певних умов зварювального процесу ані зварювальний метал, ані прилеглий основний метал не утворять тріщин. Зварюваність з точки зору продуктивності стосується ударної в’язкості зварного шва та пластичності в зоні термічного-впливу, вимагаючи, щоб механічні властивості сталі в зварному шві та зоні-термічного-впливу були не нижчими, ніж у основного металу. у моїй країні використовуються як методи перевірки зварюваності в процесі зварювання, так і методи-випробування зварюваності на основі ефективності.

 

6. Довговічність
Багато факторів впливають на довговічність сталі. По-перше, сталь має низьку стійкість до корозії, тому необхідно вживати захисних заходів для запобігання корозії та іржі. Заходи захисту включають: регулярне фарбування та технічне обслуговування сталі, використання оцинкованої сталі та застосування спеціальних захисних заходів у присутності сильних корозійних середовищ, таких як кислоти, луги та солі. Наприклад, у конструкціях морських платформ використовуються заходи «анодного захисту» для запобігання корозії конструкції оболонки шляхом кріплення до оболонки злитків цинку. Електроліт морської води спочатку автоматично роз'їдає цинкові злитки, захищаючи таким чином структуру сталевої оболонки. По-друге, оскільки міцність сталі при високій температурі та тривалому -навантаженні значно нижча, ніж її короткочасна -міцність, необхідно визначити довготривалу -міцність сталі за тривалих високих-температурних умов. Сталь автоматично твердне і стає крихкою з часом, явище, відоме як «старіння». Необхідно також перевірити ударну в’язкість сталі під -низькими температурними навантаженнями.