Характеристика строительных сталей. Низколегированные строительные стали используют для изготовления металлических кон­струкций и сооружений

Низколегированные строительные стали используют для изготовления металлических кон­струкций и сооружений. Из них произво­дят металлоконструкции промышленных зданий, пролеты мостов и эстакад, магистральные нефте- и газопроводы [9]. Эти стали обязаны обладать достаточной прочностью и пластичностью, малой склонностью к хрупким разрушениям, хорошей технологичностью (сва­риваемостью, способностью к гибке, правке и т. п.), а также хладостойкостью.

Одной из основных расчетных характеристик металлоконструкций яв­ляются временное сопротивление прочности и предел текучести [3, 9, 11].
В соответствии с ГОСТ 27772-88 строительные стали подразделяют на несколько классов прочности. Маркируют их буквой «С» и числом, выражающим значение предела текучести в мегапаскалях: С235, С285, ... , С590. В конце могут стоять буквы К, Т или Д, обозначающие:

К – отличие химического состава стали от состава стали того же класса прочности, например С345К, отличается от С345 наличием 0,8... 0,15 % Аl;

Т – упрочнение проката термической обработкой (для листов из ста­лей С390, С390К, С440 используют нормализацию или улучшение, для листов из сталей С590 и С590К – только улучшение).

Д – введение в сталь 0,15–0,30 % Сu для повышения сопротивления атмосферной коррозии.

Механические свойства строительных сталей зависят от толщины проката: чем больше толщина проката (начиная с 4 мм), тем меньше значение σ_В, σ_Т и KCU. Тем самым учитываются различия механических свойств из-за разных условий превращения переохлажденного аустенита. Основным требованием для всех видов проката и любых толщин является обеспечение хладостойкости: KCU должна быть не менее 29 Дж/см² при температурах – 20 ... – 70 °С и при 20 °С после механического старения.

Низколегированные строительные стали, разделяют на стали по­вышенной прочности (σ_Т ≥ 285 МПа) и высокопрочные стали (σ_Т ≥ 440 МПа). Использование этих сталей вместо углеродистой Ст3 (сталь нормальной прочности σ_Т ≥ 234 МПа) обеспечивает повышение предела текучести в 1,3–1,8 раза. Благодаря этому достигается снижение массы металлоконструкции и сокращение расхода металла на 30–50 %. Низкий порог хладноломкости (от -70 до -40 °С) этих сталей дает возможность использовать их в районах с низкими климатическими температурами (в Сибири, на Крайнем Севере), где из-за хладноломкости не применимы углеродистые стали.

Низколегированные стали содержат до 0,2 мас.% С, 2–3 % легирующих элементов (Si, Mn) и микродобавки V, Nb, Ti, Al, N. Стали используют в основном в горячекатаном состоянии с ферритно-перлитной структурой. Особенность сталей с такой структурой состоит в том, что высокие проч­ностные свойства обеспечиваются на стадии производства.

По сравнению с углеродистой сталью Ст3 прочность низколегирован­ных сталей выше благодаря суммарному вкладу следующих механизмов: твердорастворного упрочнения вследствие растворения в феррите Si и Мп, а также Ni, Сr, Сu; дисперсионного упрочнения в результате выделения в процессе охлаждения проката или при термической обработке частиц карбонитридов, карбидов, нитридов в сталях, содержащих малые добавки V, Ti, Nb, Al и повышенное (до 0,03 %) количество азота; зернограничного и субструктурного упрочнения благодаря получению структуры мелко­зернистого феррита и образованию в нем малоугловых дислокационных границ.

Измельчение зерна является эффективным средством улучшения хладостойкости и понижения t₅₀.

Дисперсные частицы избыточных фаз V(C,N), Nb(C,N), а также AlN упрочняют структуру низколегированных сталей не только в результате торможения дислокаций (собственный вклад), но и воздействуя на зерно-граничное упрочнение путем измельчения зерна (косвенное влияние).

Дата добавления: 2014-03-19; просмотров: 424; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!