Hozirgi vaqtda eng keng tarqalgan Rossiya bozori IAF tizimlarini uchta katta guruhga bo'lish mumkin:

  • alyuminiy qotishmalaridan tayyorlangan pastki qoplamali tuzilmalar bilan tizimlar;
  • polimer qoplamali galvanizli po'latdan yasalgan pastki qoplamali tuzilishga ega tizimlar;
  • zanglamaydigan po'latdan yasalgan pastki qoplamali tuzilishga ega tizimlar.

Shubhasiz, zanglamaydigan po'latdan yasalgan pastki qoplamali tuzilmalar eng yaxshi quvvat va termal xususiyatlarga ega.

Materiallarning fizik-mexanik xossalarini qiyosiy tahlil qilish

* Zanglamaydigan po'lat va galvanizli po'latning xususiyatlari biroz farq qiladi.

Zanglamaydigan po'lat va alyuminiyning issiqlik va mustahkamlik xususiyatlari

1. Alyuminiyning 3 barobar past yuk ko'tarish qobiliyati va 5,5 marta issiqlik o'tkazuvchanligini hisobga olgan holda, alyuminiy qotishma braketi zanglamaydigan po'latdan yasalgan qavsga qaraganda kuchliroq "sovuq ko'prik" dir. Buning ko'rsatkichi - o'rab turgan strukturaning termal bir xillik koeffitsienti. Tadqiqot ma'lumotlariga ko'ra, zanglamaydigan po'latdan yasalgan tizimdan foydalanganda bino konvertining issiqlik bir xilligi koeffitsienti 0,86-0,92, alyuminiy tizimlar uchun esa 0,6-0,7 ni tashkil qiladi, bu esa izolyatsiyaning kattaroq qalinligini o'rnatishga majbur qiladi va shunga mos ravishda ortadi. jabhaning narxi.

Moskva uchun, issiqlik bir xillik koeffitsientini hisobga olgan holda, devorlarning kerakli issiqlik o'tkazuvchanligi zanglamaydigan qavs uchun - 3,13/0,92=3,4 (m2,°C)/Vt, alyuminiy qavs uchun - 3,13/0,7= 4,47. (m 2 .°C)/Vt, ya'ni. 1,07 (m 2 .°C)/Vt dan yuqori. Demak, alyuminiy qavslardan foydalanilganda, izolyatsiyaning qalinligi (issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti 0,045 Vt / (m ° S) bilan) deyarli 5 sm ko'proq (1,07 * 0,045 = 0,048 m) olinishi kerak.

2. Alyuminiy qavslarning qalinligi va issiqlik o'tkazuvchanligi kattaroq bo'lganligi sababli, Binolar fizikasi ilmiy-tadqiqot institutida olib borilgan hisob-kitoblarga ko'ra, tashqi havo harorati -27 ° C bo'lganida, langardagi harorat -3,5 ° C gacha tushishi mumkin. va undan ham pastroq, chunki hisob-kitoblarda alyuminiy qavsning tasavvurlar maydoni 1,8 sm 2 deb qabul qilingan, aslida esa 4-7 sm 2. Zanglamaydigan po'latdan yasalgan qavsni ishlatganda, ankrajdagi harorat +8 ° C edi. Ya'ni, alyuminiy qavslardan foydalanganda, langar o'zgaruvchan haroratlar zonasida ishlaydi, bu erda langarda namlik kondensatsiyasi va keyinchalik muzlash mumkin. Bu langar atrofidagi devorning strukturaviy qatlamining materialini asta-sekin yo'q qiladi va shunga mos ravishda uning yuk ko'tarish qobiliyatini pasaytiradi, bu ayniqsa past bo'lgan materiallardan yasalgan devorlar uchun muhimdir. yuk ko'tarish qobiliyati(ko'pikli beton, ichi bo'sh g'isht va boshqalar). Shu bilan birga, braket ostidagi issiqlik izolyatsiyasi yostiqlari, ularning kichik qalinligi (3-8 mm) va yuqori (izolyatsiyaga nisbatan) issiqlik o'tkazuvchanligi tufayli issiqlik yo'qotilishini faqat 1-2% ga kamaytiradi, ya'ni. amalda "sovuq ko'prik" ni buzmang va langarning haroratiga ozgina ta'sir qiladi.

3. Qo'llanmalarning past termal kengayishi. Harorat deformatsiyalari alyuminiy qotishmasi zanglamaydigan po'latdan 2,5 baravar ko'p. Zanglamaydigan po'lat alyuminiy (25 10 -6 °C -1) bilan solishtirganda termal kengayishning past koeffitsientiga ega (10 10 -6 °C -1). Shunga ko'ra, harorat farqi -15 ° C dan +50 ° C gacha bo'lgan 3 metrli yo'riqnomalarning cho'zilishi po'lat uchun 2 mm va alyuminiy uchun 5 mm bo'ladi. Shuning uchun alyuminiy yo'riqnomasining termal kengayishini qoplash uchun bir qator chora-tadbirlar zarur:

ya'ni quyi tizimga kirish qo'shimcha elementlar- harakatlanuvchi slaydlar (U shaklidagi qavslar uchun) yoki perchinlar uchun yengli oval teshiklar - qattiq mahkamlash emas (L shaklidagi qavslar uchun).

Bu muqarrar ravishda murakkablashuvga olib keladi va quyi tizimning narxini oshiradi yoki noto'g'ri o'rnatish(chunki o'rnatuvchilar ko'pincha burmalardan foydalanmaydilar yoki montajni qo'shimcha elementlar bilan noto'g'ri o'rnatadilar).

Ushbu chora-tadbirlar natijasida og'irlik yuki faqat yuk ko'taruvchi qavslarga (yuqori va pastki) tushadi, boshqalari esa faqat tayanch bo'lib xizmat qiladi, ya'ni ankerlar bir tekis yuklanmagan va buni ishlab chiqishda hisobga olish kerak. dizayn hujjatlari, bu ko'pincha oddiygina bajarilmaydi. Po'lat tizimlarida butun yuk bir tekis taqsimlanadi - barcha tugunlar qattiq o'rnatiladi - kichik harorat kengayishi elastik deformatsiya bosqichida barcha elementlarning ishlashi bilan qoplanadi.

Qisqichning dizayni zanglamaydigan po'latdan yasalgan tizimlarda plitalar orasidagi bo'shliqni 4 mm dan, alyuminiy tizimlarda esa kamida 7 mm bo'lishiga imkon beradi, bu ham ko'plab mijozlarga va talon-tarojlarga mos kelmaydi. ko'rinish binolar. Bunga qo'shimcha ravishda, qisqich yo'riqnomalarning kengayishi miqdori bo'yicha qoplama plitalarining erkin harakatlanishini ta'minlashi kerak, aks holda plitalar vayron bo'ladi (ayniqsa, yo'riqnomalarning birlashmasida) yoki qisqich burilib qoladi (ikkalasi ham siqilishga olib kelishi mumkin). qoplama plitalari tushib ketadi). Po'lat tizimda qisqich oyoqlarining egilmasligi xavfi yo'q, bu alyuminiy tizimlarda katta harorat deformatsiyalari tufayli vaqt o'tishi bilan sodir bo'lishi mumkin.

Zanglamaydigan po'lat va alyuminiyning yong'inga qarshi xususiyatlari

Zanglamaydigan po'latning erish nuqtasi 1800 ° C, alyuminiy esa 630/670 ° S (qotishmaga qarab). Plitkaning ichki yuzasida yong'in paytida harorat ("OPYTNOE" hududiy sertifikatlash markazining sinov natijalariga ko'ra) 750 ° S ga etadi. Shunday qilib, alyuminiy konstruktsiyalardan foydalanilganda, pastki tuzilmaning erishi va jabhaning bir qismining (deraza ochilishi hududida) qulashi mumkin va 800-900 ° S haroratda alyuminiyning o'zi yonishni qo'llab-quvvatlaydi. Zanglamaydigan po'lat olovda erimaydi, shuning uchun talablarga ko'ra u eng maqbuldir yong'in xavfsizligi. Masalan, Moskvada qurilish vaqtida ko'p qavatli binolar Alyuminiy konstruksiyalardan foydalanishga umuman ruxsat berilmaydi.

Korroziv xususiyatlar

Bugungi kunda ma'lum bir pastki qoplamali strukturaning korroziyaga chidamliligi va shunga mos ravishda chidamliligi bo'yicha yagona ishonchli manba ExpertKorr-MISiS ekspert fikridir.

Eng bardoshli tuzilmalar zanglamaydigan po'latdan yasalgan. Bunday tizimlarning xizmat qilish muddati o'rtacha tajovuzkorlikdagi shahar sanoat muhitida kamida 40 yil va past agressivlik shartli toza atmosferada kamida 50 yil.

Alyuminiy qotishmalari oksidli plyonka tufayli yuqori korroziyaga chidamliligiga ega, ammo atmosferada xloridlar va oltingugurtning yuqori darajasi sharoitida tez rivojlanayotgan intergranular korroziya paydo bo'lishi mumkin, bu strukturaviy elementlarning mustahkamligini sezilarli darajada pasayishiga va ularning yo'q qilinishiga olib keladi. . Shunday qilib, o'rtacha agressivlikdagi shahar sanoat atmosferasida alyuminiy qotishmalaridan tayyorlangan strukturaning xizmat qilish muddati 15 yildan oshmaydi. Biroq, Rosstroy talablariga ko'ra, NVF pastki tuzilmasi elementlarini ishlab chiqarish uchun alyuminiy qotishmalaridan foydalanganda, barcha elementlar majburiy anodik qoplamaga ega bo'lishi kerak. Anodik qoplamaning mavjudligi alyuminiy qotishmasining pastki tuzilishining ishlash muddatini oshiradi. Ammo pastki tuzilmani o'rnatishda uning turli elementlari perchinlar bilan bog'lanadi, ular uchun teshiklar burg'ulanadi, bu esa mahkamlash joyida anodik qoplamaning buzilishiga olib keladi, ya'ni anodik qoplamasiz joylar muqarrar ravishda hosil bo'ladi. Bundan tashqari, alyuminiy perchinning po'lat yadrosi elementning alyuminiy muhiti bilan birgalikda galvanik juftlikni hosil qiladi, bu ham rivojlanishga olib keladi. faol jarayonlar pastki tuzilish elementlarini mahkamlash joylarida intergranulyar korroziya. Shunisi e'tiborga loyiqki, ko'pincha alyuminiy qotishmasining pastki tuzilishiga ega ma'lum bir NVF tizimining arzonligi tizim elementlarida himoya anodik qoplamaning yo'qligi bilan bog'liq. Bunday quyi tuzilmalarning vijdonsiz ishlab chiqaruvchilari mahsulotlar uchun qimmatbaho elektrokimyoviy anodizatsiya jarayonlarini tejashadi.

Strukturaning chidamliligi nuqtai nazaridan, galvanizli po'latning korroziyaga chidamliligi etarli emas. Ammo polimer qoplamasini qo'llaganingizdan so'ng, polimer qoplamali galvanizli po'latdan yasalgan pastki tuzilmaning xizmat qilish muddati o'rtacha tajovuzkorlikdagi shahar sanoat muhitida 30 yil va past agressivlik shartli toza atmosferada 40 yil bo'ladi.

Alyuminiy va po'latdan yasalgan konstruktsiyalarning yuqoridagi ko'rsatkichlarini taqqoslab, biz po'latdan yasalgan konstruktsiyalar alyuminiydan barcha jihatlardan sezilarli darajada ustunroq degan xulosaga kelishimiz mumkin.

Alyuminiyning tavsifi: Alyuminiy polimorf transformatsiyalarga ega emas va a = 0,4041 nm davriga ega bo'lgan yuz markazli kub panjaraga ega. Alyuminiy va uning qotishmalari issiq va sovuq deformatsiyalarga yaxshi mos keladi - prokat, zarb qilish, presslash, chizish, bükme, varaqni shtamplash va boshqa operatsiyalar.

Barcha alyuminiy qotishmalari nuqta payvandlash yo'li bilan, maxsus qotishmalar esa termoyadroviy payvandlash va boshqa turdagi payvandlash orqali birlashtirilishi mumkin. Deformatsiyalanadigan alyuminiy qotishmalari qattiqlashishi mumkin bo'lgan va issiqlik bilan ishlov berish bilan qotib bo'lmaydiganlarga bo'linadi.

Qotishmalarning barcha xossalari nafaqat yarim tayyor ish qismini olish va issiqlik bilan ishlov berish usuli bilan, balki asosan kimyoviy tarkibi va har bir qotishmani mustahkamlovchi fazalarning tabiati bilan belgilanadi. Qarish alyuminiy qotishmalarining xususiyatlari qarish turlariga bog'liq: zona, faza yoki koagulyatsiya.

Koagulyatsion qarish bosqichida (T2 va T3) korroziyaga chidamlilik sezilarli darajada oshadi va mustahkamlik xususiyatlarining eng maqbul kombinatsiyasi, stress korroziyasiga qarshilik, eksfoliatsiya korroziyasi, sinish chidamliligi (K 1c) va egiluvchanlik (ayniqsa vertikal yo'nalishda) hisoblanadi. ta'minlangan.

Yarim tayyor mahsulotlarning holati, qoplamaning tabiati va namunalarni kesish yo'nalishi quyidagicha ko'rsatilgan - Afsona prokat alyuminiy:

M - yumshoq, tavlangan

T - Qattiqlashtirilgan va tabiiy ravishda qarigan

T1 - Qattiqlashtirilgan va sun'iy qarigan

T2 - Sinishi chidamliligining yuqori qiymatlarini va stressli korroziyaga yaxshi qarshilik ko'rsatadigan rejimga muvofiq qattiqlashtirilgan va sun'iy ravishda qarigan.

TZ - Stressli korroziyaga va sinish chidamliligiga eng yuqori qarshilikni ta'minlaydigan rejim bo'yicha qattiqlashtirilgan va sun'iy qarigan

N - sovuq ishlov berish (taxminan 5-7% duralumin kabi qotishma qatlamlarini rang berish).

P - yarim qattiqlashtirilgan

H1 - Og'ir sovuq rangli (choyshab sovuqda taxminan 20%)

TPP - Qattiqlashtirilgan va tabiiy ravishda qarigan, kuchaygan

GK - Issiq haddelenmiş (choyshablar, plitalar)

B - texnologik qoplama

A - Oddiy qoplama

UP - qalinlashgan qoplama (har bir tomon uchun 8%)

D - uzunlamasına yo'nalish (tola bo'ylab)

P - ko'ndalang yo'nalish

B - balandlik yo'nalishi (qalinligi)

X - akkord yo'nalishi

R - Radial yo'nalish

PD, DP, VD, VP, XR, RX - Singan chidamliligi va charchoq yoriqlari o'sish tezligini aniqlash uchun ishlatiladigan namunani kesish yo'nalishi. Birinchi harf namuna o'qining yo'nalishini, ikkinchisi - tekislikning yo'nalishini tavsiflaydi, masalan: PV - namuna o'qi yarim tayyor mahsulotning kengligiga to'g'ri keladi va yoriq tekisligi balandlik yoki qalinlikka parallel. .

Alyuminiy namunalarini tahlil qilish va olish: rudalar. Hozirgi vaqtda alyuminiy faqat bir turdagi rudadan - boksitdan ishlab chiqariladi. Ko'p ishlatiladigan boksitlar 50-60% A 12 O 3,<30% Fe 2 О 3 , несколько процентов SiО 2 , ТiО 2 , иногда несколько процентов СаО и ряд других окислов.

Boksitdan namunalar material tomonidan namlikni yutish imkoniyatiga, shuningdek, katta va kichik zarrachalarning turli nisbatlariga alohida e'tibor berib, umumiy qoidalarga muvofiq olinadi. Namuna og'irligi tekshirilayotgan namunaning o'lchamiga bog'liq: har 20 tonnadan umumiy namunaga kamida 5 kg olinishi kerak.

Boksitni konussimon vayronaga solib olishda radiusi 1 m bo‘lgan aylana bo‘ylab yotgan og‘irligi >2 kg bo‘lgan barcha yirik bo‘laklardan mayda bo‘laklar sindirilib, belkurakga olinadi. Yo'qolgan hajm to'ldiriladi kichik zarralar sinovdan o'tgan konusning yon yuzasidan olingan material.

Tanlangan material mahkam yopiq idishlarda yig'iladi.

Barcha namunaviy materiallar maydalagichda 20 mm o'lchamdagi zarrachalargacha maydalanadi, konusga quyiladi, kichraytiriladi va yana o'lchamdagi zarrachalargacha maydalanadi.<10 мм. Затем материал еще раз перемешивают и отбирают пробы для определения содержания влаги. Оставшийся материал высушивают, снова сокращают и измельчают до частиц размером < 1 мм. Окончательный материал пробы сокращают до 5 кг и дробят без остатка до частиц мельче 0,25 мм.

Namunani tahlil qilish uchun keyingi tayyorlash 105 ° C da quritilganidan keyin amalga oshiriladi. Tahlil qilish uchun namunaning zarracha hajmi 0,09 mm dan kam bo'lishi kerak, material miqdori 50 kg.

Tayyorlangan boksit namunalari tabaqalanishga juda moyil. Agar o'lchamdagi zarrachalardan tashkil topgan namunalar<0,25 мм, транспортируют в сосудах, то перед отбором части материала необходимо перемешать весь материал до получения однородного состава. Отбор проб от криолита и фторида алюминия не представляет особых трудностей. Материал, поставляемый в мешках и имеющий однородный состав, опробуют с помощью щупа, причем подпробы отбирают от каждого пятого или десятого мешка. Объединенные подпробы измельчают до тех пор, пока они не будут проходить через сито с размером отверстий 1 мм, и сокращают до массы 1 кг. Этот сокращенный материал пробы измельчают, пока он не будет полностью проходить через сито с размером отверстий 0,25 мм. Затем отбирают пробу для анализа и дробят до получения частиц размером 0,09 мм.

Elektrolitlar sifatida eritilgan alyuminiyni elektroliz qilishda ishlatiladigan suyuq ftorid eritmalaridan namunalar vannaning yuzasidan qattiq qoldiqlarni olib tashlagandan so'ng, suyuq eritmadan po'lat qoshiq bilan olinadi. Eritmaning suyuq namunasi qolipga quyiladi va 150x25x25 mm o'lchamdagi kichik ingot olinadi; keyin butun namuna 0,09 mm dan kam bo'lgan laboratoriya namunasi zarrachalari uchun eziladi ...

Alyuminiyni eritish: Ishlab chiqarish ko'lamiga, quyish xususiyatiga va energiya imkoniyatlariga qarab, alyuminiy qotishmalarini eritish tigelli pechlarda, qarshilik elektr pechlarida va induksion elektr pechlarida amalga oshirilishi mumkin.

Alyuminiy qotishmalarini eritish nafaqat tayyor qotishmaning yuqori sifatini, balki birliklarning yuqori mahsuldorligini va qo'shimcha ravishda minimal quyish xarajatlarini ta'minlashi kerak.

Alyuminiy qotishmalarini eritishning eng progressiv usuli sanoat chastotali oqimlari bilan induksion isitish usuli hisoblanadi.

Alyuminiy qotishmalarini tayyorlash texnologiyasi har qanday boshqa metallar asosidagi qotishmalarni tayyorlash texnologiyasi bilan bir xil texnologik bosqichlardan iborat.

1. Yangi cho'chqa metallari va qotishmalarida eritishni amalga oshirishda alyuminiy birinchi navbatda (to'liq yoki qismlarga) yuklanadi, so'ngra qotishmalar eritiladi.

2. Zaryadda dastlabki cho'chqa qotishmasi yoki cho'chqa silumini yordamida eritishni amalga oshirishda birinchi navbatda cho'chqa qotishmalari yuklanadi va eritiladi, so'ngra kerakli miqdorda alyuminiy va qotishmalar qo'shiladi.

3. Zaryad chiqindi va cho'chqa metallaridan iborat bo'lsa, u quyidagi ketma-ketlikda yuklanadi: cho'chqa birlamchi alyuminiy, nuqsonli quyma (ingotlar), chiqindilar (birinchi nav) va qayta ishlangan eritish va qotishmalar.

Mis eritmaga faqat qotishma shaklida emas, balki elektrolitik mis yoki chiqindilar (eritish yo'li bilan kiritish) shaklida ham kiritilishi mumkin.

Alyuminiy va zanglamaydigan po'lat bir-biriga o'xshash bo'lishi mumkin, lekin ular aslida butunlay boshqacha. Ushbu 10 ta farqni eslang va loyihangiz uchun metall turini tanlashda ularni qo'llanma sifatida foydalaning.

  1. Kuch va vazn nisbati. Alyuminiy odatda po'lat kabi mustahkam emas, lekin u ham ancha engilroq. Bu samolyotlarning alyuminiydan yasalganligining asosiy sababidir.
  2. Korroziya. Zanglamaydigan po'lat temir, xrom, nikel, marganets va misdan iborat. Korroziyaga chidamliligini ta'minlash uchun element sifatida xrom qo'shiladi. Alyuminiy oksidlanish va korroziyaga juda chidamli bo'lib, asosan metall yuzasida maxsus plyonka (passivatsiya qatlami) tufayli. Alyuminiy oksidlanganda uning yuzasi oq bo'lib, ba'zida chuqurchalar paydo bo'ladi. Ba'zi ekstremal kislotali yoki gidroksidi muhitda alyuminiy halokatli tezlikda korroziyaga tushishi mumkin.
  3. Issiqlik o'tkazuvchanligi. Alyuminiy zanglamaydigan po'latdan ko'ra ancha yaxshi issiqlik o'tkazuvchanligiga ega. Bu avtomobil radiatorlari va konditsionerlar uchun ishlatilishining asosiy sabablaridan biridir.
  4. Narxi. Alyuminiy odatda zanglamaydigan po'latdan arzonroq.
  5. Ishlab chiqarish qobiliyati. Alyuminiy juda yumshoq va kesish va deformatsiya qilish osonroq. Zanglamaydigan po'latdan kuchliroq materialdir, lekin u bilan ishlash qiyinroq, chunki uni deformatsiya qilish qiyinroq.
  6. Payvandlash. Zanglamaydigan po'latni payvandlash nisbatan oson, alyuminiy esa muammoli bo'lishi mumkin.
  7. Issiqlik xususiyatlari. Zanglamaydigan po'latdan alyuminiyga qaraganda ancha yuqori haroratlarda foydalanish mumkin, bu faqat 200 daraja haroratda juda yumshoq bo'lishi mumkin.
  8. Elektr o'tkazuvchanligi. Zanglamaydigan po'lat ko'pchilik metallarga nisbatan juda yomon o'tkazgichdir. Alyuminiy, aksincha, elektr tokini juda yaxshi o'tkazuvchidir. Yuqori elektr o'tkazuvchanligi, past og'irligi va korroziyaga chidamliligi tufayli yuqori kuchlanishli havo liniyalari odatda alyuminiydan tayyorlanadi.
  9. Kuch. Zanglamaydigan po'lat alyuminiydan kuchliroqdir.
  10. Oziq-ovqatga ta'siri. Zanglamaydigan po'latdan oziq-ovqat bilan kamroq reaksiyaga kirishadi. Alyuminiy metallning rangi va hidiga ta'sir qilishi mumkin bo'lgan oziq-ovqatlarga reaksiyaga kirishishi mumkin.

Qaysi metall sizning ehtiyojlaringizga mos kelishini hali ham bilmayapsizmi? Biz bilan telefon, elektron pochta orqali bog'laning yoki ofisimizga keling. Mijozlarga xizmat ko'rsatish bo'yicha menejerlarimiz sizga to'g'ri tanlov qilishga yordam beradi!

Metall buyumlarni tanlashda - isitiladigan sochiq va panjaralar, idish-tovoqlar va panjaralar, panjaralar yoki tutqichlar - biz, birinchi navbatda, materialni tanlaymiz. An'anaga ko'ra, zanglamaydigan po'lat, alyuminiy va oddiy qora po'lat (uglerod) raqobatlashadi. Ular bir qator o'xshash xususiyatlarga ega bo'lishiga qaramay, ular bir-biridan sezilarli darajada farq qiladi. Ularni solishtirish va qaysi biri yaxshiroq ekanligini aniqlash mantiqiy: alyuminiy yoki zanglamaydigan po'lat(qora po'lat, korroziyaga chidamliligi pastligi sababli, hisobga olinmaydi).

Alyuminiy: xususiyatlari, afzalliklari, kamchiliklari

Sanoatda ishlatiladigan eng engil metallardan biri. Issiqlikni juda yaxshi o'tkazadi va kislorodli korroziyaga duchor bo'lmaydi. Alyuminiy bir necha o'nlab turlarda ishlab chiqariladi: ularning har biri kuchini, oksidlanishga chidamliligini va moslashuvchanligini oshiradigan o'z qo'shimchalariga ega. Biroq, juda qimmat samolyot alyuminiyidan tashqari, ularning barchasi bitta kamchilikka ega: haddan tashqari yumshoqlik. Ushbu metalldan tayyorlangan qismlar osongina deformatsiyalanadi. Shuning uchun alyuminiydan foydalanish mumkin emas, bu erda ish paytida mahsulot yuqori bosimga duchor bo'ladi (masalan, suv ta'minoti tizimlarida suv bolg'asi).

Alyuminiyning korroziyaga chidamliligi biroz qimmatroq. Ha, metall "chirimaydi". Ammo faqat bir necha soat ichida havoda mahsulotda hosil bo'lgan oksidning himoya qatlami tufayli.

Zanglamaydigan po'lat

Qotishma deyarli hech qanday kamchiliklarga ega emas - yuqori narxdan tashqari. U alyuminiy kabi nazariy jihatdan emas, balki amalda korroziyadan qo'rqmaydi: unda oksidli plyonka paydo bo'lmaydi, bu vaqt o'tishi bilan " zanglamaydigan po'lat"o'chmaydi.

Alyuminiydan bir oz og'irroq, zanglamaydigan po'lat zarba, yuqori bosim va ishqalanishda (ayniqsa, marganetsni o'z ichiga olgan navlarda) ustunlik qiladi. Uning issiqlik o'tkazuvchanligi alyuminiynikiga qaraganda yomonroq: ammo buning natijasida metall "terlamaydi" va uning ustida kondensatsiya kamroq bo'ladi.

Taqqoslash natijalariga ko'ra, kam metall og'irligi, mustahkamligi va ishonchliligini talab qiladigan vazifalarni bajarish uchun, zanglamaydigan po'lat alyuminiydan yaxshiroqdir.

1.2.1. Cheliklarning umumiy xususiyatlari. Po'lat - temir va uglerodli qotishma bo'lib, metallning sifatini yaxshilaydigan qotishma qo'shimchalar va rudadan metallga kiradigan yoki eritish jarayonida hosil bo'ladigan zararli aralashmalar.

Chelik konstruktsiyasi. Qattiq holatda po'lat ko'p turli yo'naltirilgan kristallardan (donalar) tashkil topgan polikristalli tanadir. Har bir kristallda atomlar (aniqrog'i, musbat zaryadlangan ionlar) fazoviy panjara tugunlarida tartibli joylashgan. Chelik tanasi markazlashtirilgan (bcc) va yuz markazli (fcc) kubik kristall panjara bilan tavsiflanadi (1.4-rasm). Har bir don kristalli shakllanish sifatida keskin anizotrop va turli yo'nalishlarda turli xil xususiyatlarga ega. Ko'p sonli turli yo'naltirilgan donalar bilan bu farqlar tekislanadi, statistik jihatdan o'rtacha barcha yo'nalishlarda xususiyatlar bir xil bo'ladi va po'lat o'zini kvazizotropik tana sifatida tutadi.

Po'latning tuzilishi kristallanish sharoitlariga bog'liq, kimyoviy tarkibi, issiqlik bilan ishlov berish va aylanish rejimlari.

Sof temirning erish nuqtasi 1535 ° S ni tashkil qiladi, qattiqlashganda, sof temirning kristallari hosil bo'ladi - ferrit, 8-temir deb ataladigan tana markazli panjara (1.4-rasm); A); 1490 °C haroratda qayta kristallanish sodir bo'ladi va 5-temir yuzga markazlashtirilgan panjara bilan y-temirga aylanadi (1.4-rasm, b). 910 ° C va undan past haroratda y-temir kristallari yana tanaga yo'naltirilgan kristallarga aylanadi va bu holat normal haroratgacha saqlanadi. Oxirgi modifikatsiya a-temir deb ataladi.

Uglerodning kiritilishi bilan erish nuqtasi pasayadi va uglerod miqdori 0,2% bo'lgan po'lat uchun taxminan 1520 ° S ni tashkil qiladi. Sovutganda, y-temirdagi uglerodning qattiq eritmasi hosil bo'ladi, u ostenit deb ataladi, unda uglerod atomlari fcc panjarasining markazida joylashgan. 910 °C dan past haroratlarda ostenit parchalana boshlaydi. Olingan bcc panjarali temir (ferrit) uglerodni yaxshi eritmaydi. Ferrit ajralib chiqqach, ostenit uglerod bilan boyitiladi va 723 ° C haroratda perlitga aylanadi - sementit deb ataladigan ferrit va temir karbid Fe 3 C aralashmasi.

Guruch. 1.4. Kubik kristall panjara:

A- tanaga yo'naltirilgan;

b- yuzga qaratilgan

Shunday qilib, normal haroratda po'lat ikkita asosiy fazadan iborat: ferrit va sementit, ular mustaqil donalarni hosil qiladi va shuningdek, pearlit tarkibiga plitalar shaklida kiradi (1.5-rasm). Yengil donalar ferrit, quyuq donalar perlit).

Ferrit juda egiluvchan va past kuchga ega, sementit esa qattiq va mo'rt. Pearlit ferrit va sementit o'rtasida oraliq xususiyatlarga ega. Uglerod tarkibiga qarab, u yoki bu strukturaviy komponent ustunlik qiladi. Ferrit va pearlit donalarining o'lchami kristallanish markazlari soniga va sovutish sharoitlariga bog'liq va po'latning mexanik xususiyatlariga sezilarli ta'sir qiladi (don qanchalik nozik bo'lsa, metallning sifati shunchalik yuqori bo'ladi).



Qotishma qo'shimchalari, ferrit bilan qattiq eritma ichiga kirib, uni mustahkamlaydi. Bundan tashqari, ularning ba'zilari karbidlar va nitridlarni hosil qilib, kristallanish joylari sonini ko'paytiradi va nozik taneli strukturaning shakllanishiga yordam beradi.

Issiqlik bilan ishlov berish ta'sirida qotishma elementlarning tuzilishi, don hajmi va eruvchanligi o'zgaradi, bu esa po'lat xususiyatlarining o'zgarishiga olib keladi.

Issiqlik bilan ishlov berishning eng oddiy turi - normalizatsiya. Bu o'ralgan mahsulotni ostenit hosil bo'lish haroratiga qadar qizdirishdan va keyinchalik havoda sovutishdan iborat. Normallashgandan so'ng, po'lat konstruktsiya yanada tartibli bo'ladi, bu prokatning mustahkamligi va plastik xususiyatlarining va uning zarba kuchining yaxshilanishiga, shuningdek, bir xillikning oshishiga olib keladi.

Fazali transformatsiya haroratidan oshib ketadigan haroratgacha qizdirilgan po'latning tez sovishi bilan po'lat qattiqlashadi.

Qattiqlashgandan keyin hosil bo'lgan tuzilmalar po'latga yuqori quvvat beradi. Biroq, uning egiluvchanligi pasayadi va mo'rt sinish tendentsiyasi kuchayadi. Qattiqlashtirilgan po'latning mexanik xususiyatlarini va kerakli strukturaning shakllanishini tartibga solish uchun u temperlanadi, ya'ni. istalgan strukturaviy o'zgarish sodir bo'ladigan haroratgacha qizdirish, bu haroratda kerakli vaqtni ushlab turish va keyin asta-sekin sovutish 1.



Prokat paytida po'latning tuzilishi siqilish natijasida o'zgaradi. Donlar ezilgan va prokat bo'ylab va bo'ylab har xil yo'naltirilgan bo'lib, bu xususiyatlarning ma'lum anizotropiyasiga olib keladi. Rolling harorati va sovutish tezligi ham sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Yuqori sovutish tezligida qattiqlashtiruvchi tuzilmalarning shakllanishi mumkin, bu esa po'latning mustahkamlik xususiyatlarining oshishiga olib keladi. Prokat mahsuloti qanchalik qalinroq bo'lsa, siqilish darajasi va sovutish tezligi shunchalik past bo'ladi. Shuning uchun prokatning qalinligi oshishi bilan mustahkamlik xususiyatlari pasayadi.

Shunday qilib, kimyoviy tarkibi, prokat va issiqlik bilan ishlov berish rejimlarini o'zgartirish orqali strukturani o'zgartirish va belgilangan mustahkamlik va boshqa xususiyatlarga ega po'latni olish mumkin.

Cheliklarning tasnifi. Po'latning mustahkamlik xususiyatlariga ko'ra, ular shartli ravishda uch guruhga bo'linadi: oddiy (<29 кН/см 2), повышенной ( = 29...40 кН/см 2) и высокой прочности ( >40 kN/sm 2).

Po'latning mustahkamligini oshirishga qotishma va issiqlik bilan ishlov berish orqali erishiladi.

Kimyoviy tarkibiga ko'ra po'latlar uglerodli va qotishma po'latlarga bo'linadi. Oddiy sifatli uglerodli po'latlar temir va ba'zilari bilan ugleroddan iborat

kremniy (yoki alyuminiy) va marganets qo'shilishi. Boshqa qo'shimchalar maxsus kiritilmagan va rudadan (mis, xrom va boshqalar) po'latga kirishi mumkin.

Uglerod (C) 1, po'latning mustahkamligini oshirish bilan birga, uning egiluvchanligini pasaytiradi va payvandlanishini buzadi, shuning uchun metall konstruktsiyalarni qurish uchun faqat uglerod miqdori 0,22% dan ko'p bo'lmagan past uglerodli po'latlardan foydalaniladi.

Temir va ugleroddan tashqari, qotishma po'latlarda ularning sifatini yaxshilaydigan maxsus qo'shimchalar mavjud. Ko'pgina qo'shimchalar u yoki bu darajada po'latning payvandlanishiga putur etkazishi va uning narxini oshirishi sababli, qurilishda qotishma qo'shimchalarining umumiy miqdori 5% dan ko'p bo'lmagan past qotishma po'latlardan foydalaniladi.

Asosiy qotishma qo'shimchalar kremniy (S), marganets (G), mis (D), xrom (X), nikel (N), vanadiy (F), molibden (M), alyuminiy (U), azot (A).

Silikon po'latni deoksidlaydi, ya'ni. ortiqcha kislorodni bog'laydi va uning kuchini oshiradi, lekin egiluvchanlikni pasaytiradi, ortib borayotgan tarkib bilan payvandlanish va korroziyaga chidamliligini yomonlashtiradi. Kremniyning zararli ta'siri marganetsning ko'payishi bilan qoplanishi mumkin.

Marganets kuchini oshiradi, yaxshi deoksidlovchi hisoblanadi va oltingugurt bilan birgalikda uning zararli ta'sirini kamaytiradi. Marganets miqdori 1,5% dan ortiq bo'lsa, po'lat mo'rt bo'ladi.

Mis po'latning mustahkamligini biroz oshiradi va korroziyaga chidamliligini oshiradi. Haddan tashqari mis miqdori (0,7% dan ortiq) po'latning qarishiga yordam beradi va uning mo'rtligini oshiradi.

Xrom va nikel egiluvchanlikni kamaytirmasdan po'latning mustahkamligini oshiradi va korroziyaga chidamliligini oshiradi.

Alyuminiy po'latni yaxshi deoksidlaydi, fosforning zararli ta'sirini zararsizlantiradi va zarba kuchini oshiradi.

Vanadiy va molibden egiluvchanligi deyarli kamaymasdan kuchini oshiradi va payvandlash jarayonida issiqlik bilan ishlangan po'latni yumshatilishiga yo'l qo'ymaydi.

Bog'lanmagan holatda azot po'latning qarishiga hissa qo'shadi va uni mo'rt qiladi, shuning uchun u 0,009% dan oshmasligi kerak. Alyuminiy, vanadiy, titan va boshqa elementlar bilan kimyoviy bog'langan holatda u nitridlarni hosil qiladi va qotishma elementga aylanadi, nozik taneli tuzilishga ega bo'lishga va mexanik xususiyatlarni yaxshilashga yordam beradi.

Fosfor zararli nopokdir, chunki ferrit bilan qattiq eritma hosil qilib, po'latning mo'rtligini oshiradi, ayniqsa past haroratlar(sovuq mo'rtlik). Biroq, alyuminiy borligida fosfor po'latning korroziyaga chidamliligini oshiradigan qotishma element bo'lib xizmat qilishi mumkin. Bu ob-havoga chidamli po'latlarni ishlab chiqarish uchun asosdir.

Oltingugurt, past eriydigan temir sulfid hosil bo'lganligi sababli, po'latni qizil-mo'rt qiladi (800-1000 ° S haroratda yorilishga moyil). Bu payvandlangan tuzilmalar uchun ayniqsa muhimdir. Oltingugurtning zararli ta'siri marganetsning ko'payishi bilan kamayadi. Po'latdagi oltingugurt va fosfor miqdori cheklangan va po'latning turiga (navsiga) qarab 0,03 - 0,05% dan oshmasligi kerak.

Po'latning mexanik xususiyatlariga atmosferadan erigan holatda metallga kirishi mumkin bo'lgan gazlar bilan to'yinganligi salbiy ta'sir ko'rsatadi. Kislorod oltingugurt kabi ishlaydi, lekin kuchliroq darajada va po'latning mo'rtligini oshiradi. Belgilanmagan azot ham po'lat sifatini pasaytiradi. Vodorod unchalik katta bo'lmagan miqdorda (0,0007%) saqlanib qolgan bo'lsa-da, lekin kristallararo mintaqalarda qo'shilishlar yaqinida to'plangan va asosan don chegaralari bo'ylab joylashgan bo'lsa-da, u mikro hajmlarda yuqori kuchlanishlarni keltirib chiqaradi, bu po'latning mo'rt sinishiga chidamliligini pasayishiga olib keladi. kuchlanishning pasayishi va plastik xususiyatlarning yomonlashishi. Shuning uchun eritilgan po'lat (masalan, payvandlash paytida) atmosfera ta'siridan himoyalangan bo'lishi kerak.

Ta'minot turiga ko'ra, po'latlar issiq haddelenmiş va issiqlik bilan ishlov berilgan (normallashtirilgan yoki termal yaxshilangan) ga bo'linadi. Issiq haddelenmiş holatda po'lat har doim ham optimal xususiyatlar to'plamiga ega emas. Normalizatsiya jarayonida po'latning strukturasi tozalanadi, uning bir xilligi oshadi va yopishqoqlik oshadi, ammo kuchning sezilarli o'sishi sodir bo'lmaydi. Issiqlik bilan ishlov berish (suvda söndürme va yuqori haroratda temperatura) mo'rt sinishga juda chidamli bo'lgan yuqori quvvatli po'latlarni olish imkonini beradi. Qattiqlashuv to'g'ridan-to'g'ri prokat isitish orqali amalga oshirilsa, po'latni issiqlik bilan ishlov berish xarajatlari sezilarli darajada kamayishi mumkin.

Strukturaviy metall konstruktsiyalarda ishlatiladigan po'lat, asosan, ikki usulda ishlab chiqariladi: o'choq pechlarida va kislorodli konvertorlarda. Ochiq o'choq va kislorodli konvertor po'latlarining xususiyatlari deyarli bir xil, ammo kislorod-konvertor ishlab chiqarish usuli ancha arzon va asta-sekin ochiq o'choq usulini almashtirmoqda. Ayniqsa, yuqori sifatli metall talab qilinadigan eng muhim qismlar uchun elektroshlakni qayta eritish (ESR) orqali ishlab chiqarilgan po'latlar ham qo'llaniladi. Elektrometallurgiyaning rivojlanishi bilan elektr pechlarida ishlab chiqarilgan po'latlarni qurishda kengroq foydalanish mumkin. Elektrostal zararli aralashmalarning past miqdori va yuqori sifati bilan ajralib turadi.

Deoksidlanish darajasiga ko'ra, po'lat qaynayotgan, yarim tinch yoki tinch bo'lishi mumkin.

Deoksidlanmagan po'latlar qoliplarga quyilganda gazlar chiqishi tufayli qaynaydi. Bunday po'lat qaynab turgan po'lat deb ataladi va gazlar bilan ko'proq ifloslangan va kamroq bir hil bo'lib chiqadi.

Kimyoviy elementlarning notekis taqsimlanishi tufayli mexanik xossalar ingot uzunligi bo'ylab bir oz farq qiladi. Bu, ayniqsa, eng bo'shashgan (qisqarish va gazlar bilan eng ko'p to'yinganligi sababli) bo'lgan bosh qismiga taalluqlidir va unda zararli aralashmalar va uglerodning eng katta ajralishi sodir bo'ladi. Shuning uchun, ingot massasining taxminan 5% ni tashkil etadigan nuqsonli qism ingotdan kesiladi. Qaynayotgan po'latlar juda yaxshi oquvchanlik va tortishish kuchiga ega, mo'rt sinish va qarishga nisbatan kamroq chidamli.

Past karbonli po'latning sifatini yaxshilash uchun 0,12 dan 0,3% gacha kremniy yoki 0,1% gacha alyuminiy qo'shib deoksidlanadi. Silikon (yoki alyuminiy) erigan kislorod bilan birlashib, uning zararli ta'sirini kamaytiradi. Kislorod bilan birlashganda, deoksidlovchi moddalar nozik dispers fazada silikatlar va aluminatlar hosil qiladi, ular kristallanish joylari sonini ko'paytiradi va nozik taneli po'lat strukturaning shakllanishiga yordam beradi, bu uning sifati va mexanik xususiyatlarining oshishiga olib keladi. Deoksidlangan po'latlar qoliplarga quyilganda qaynamaydi, shuning uchun ularni sokin po'latlar deb atashadi. Yumshoq po'latdan yasalgan ingotning bosh qismidan taxminan 15% qismi kesiladi. Sokin po'lat bir hil, yaxshiroq payvandlanadi va dinamik ta'sirlarga va mo'rt sinishga yaxshi qarshilik ko'rsatadi. Sokin po'latlar dinamik ta'sirga duchor bo'lgan muhim tuzilmalarni ishlab chiqarishda qo'llaniladi.

Biroq, yumshoq po'latlar qaynab turgan po'latlarga qaraganda taxminan 12% qimmatroqdir, bu bizni ulardan foydalanishni cheklashga va texnik va iqtisodiy sabablarga ko'ra foydali bo'lsa, yarim yumshoq po'latdan konstruktsiyalarni ishlab chiqarishga o'tishga majbur qiladi.

Yarim sokin po'lat qaynatish va tinchlanish o'rtasidagi sifat jihatidan oraliqdir. U kamroq miqdordagi kremniy bilan deoksidlanadi - 0,05 - 0,15% (kamdan-kam hollarda alyuminiy bilan). Quyma boshidan kichikroq qismi kesiladi, bu ingot massasining taxminan 8% ga teng. Narxlari bo'yicha yarim tinch po'latlar ham oraliq o'rinni egallaydi. Kam qotishma po'latlar asosan tinch (kamdan-kam hollarda yarim jim) modifikatsiyada etkazib beriladi.

1.2.2. Cheliklarning reytingi. Metall konstruksiyalarni qurish uchun po'latlarning xususiyatlarini tartibga soluvchi asosiy standart hisoblanadi GOST 27772 - 88. GOSTga ko'ra, shaklli prokatlar 1 S235, S245, S255, S275, S285, S345, S345K, S375 po'lat va universal prokat va egilgan profillar, S390, S390K, S5 po'latlaridan tayyorlanadi; , S590K ham ishlatiladi. C345, C375, C390 va C440 po'latlari yuqori mis tarkibi bilan ta'minlanishi mumkin (korroziyaga chidamliligini oshirish uchun) va po'lat belgisiga "D" harfi qo'shiladi.

Cheliklarning kimyoviy tarkibi va mexanik xususiyatlari jadvalda keltirilgan. 1.2 va 1.3.

Roklangan mahsulotlar ham issiq haddelenmiş, ham issiqlik bilan ishlov berilgan holatda etkazib berilishi mumkin. Kimyoviy tarkibi va issiqlik bilan ishlov berish turini tanlash zavod tomonidan belgilanadi. Asosiysi, kerakli xususiyatlarni ta'minlash. Shunday qilib, C345 prokat po'lat plitalari termal yaxshilanish bilan kimyoviy tarkibi C245 bo'lgan po'latdan tayyorlanishi mumkin. Bunday holda, T harfi po'lat belgiga qo'shiladi, masalan, C345T.

Konstruksiyalarning ish haroratiga va mo'rt sinish xavfi darajasiga qarab, C345 va C375 po'latlari uchun zarba kuchi sinovlari turli haroratlarda amalga oshiriladi, shuning uchun ular to'rtta toifada etkazib beriladi va po'lat belgisiga toifa raqami qo'shiladi. , masalan, C345-1; S345-2.

Har bir toifa uchun standartlashtirilgan xususiyatlar jadvalda keltirilgan. 1.4.

Ijara to'plamlarda beriladi. Partiya bir o'lchamdagi prokatdan, bitta erituvchi po'choqdan va bitta issiqlik bilan ishlov berish rejimidan iborat. Metall sifatini tekshirishda partiyadan tasodifiy ikkita namuna tanlanadi.

Har bir namunadan valentlik va egilish sinovlari uchun bitta namuna va har bir haroratda zarba kuchini aniqlash uchun ikkita namuna tayyorlanadi. Agar test natijalari GOST talablariga javob bermasa, u holda bajaring

namunalar soni ikki baravar ko'p bo'lgan ikkinchi sinovlar. Agar takroriy testlar qoniqarsiz natijalarni ko'rsatsa, to'plam rad etiladi.

Po'latning payvandlanishi uglerod ekvivalenti bilan baholanadi, %:

bu erda C, Mn, Si, Cr, Ni, Cu, V, P - uglerod, marganets, kremniy, xrom, nikel, mis, vanadiy va fosforning massa ulushi, %.

Agar C,<0,4%, то сварка стали не вызывает затруднений, при 0,4 %< С,< 0,55 % сварка возможна, но требует принятия специальных мер по предотвращению возник­новения трещины. При С э >0,55% da yoriqlar xavfi keskin ortadi.

Metallning uzluksizligini tekshirish va delaminatsiyani oldini olish uchun zarur hollarda mijozning iltimosiga binoan ultratovush tekshiruvi o'tkaziladi.

GOST 27772 - 88 ning o'ziga xos xususiyati bu ba'zi po'latlar (S275, S285, S375) uchun statistik nazorat usullaridan foydalanish bo'lib, bu oqim kuchi va valentlik kuchining standart qiymatlarini ta'minlashni kafolatlaydi.

Qurilish metall konstruksiyalari, shuningdek, GOST 380 - 88 "Oddiy sifatli karbonli po'lat", GOST 19281 -73 "Kam qotishma seksiyali va shaklli po'lat", GOST 19282 - 73 "Kam qotishma qalin qatlamli va keng polosali po'latdir" bo'yicha etkazib beriladigan po'latlardan tayyorlanadi. universal po'lat» va boshqa standartlar.

Bir xil kimyoviy tarkibga ega bo'lgan, ammo turli standartlarga muvofiq etkazib beriladigan po'latlarning xususiyatlari o'rtasida fundamental farqlar yo'q. Farqi nazorat usullari va belgilashda. Shunday qilib, GOST 380 - 88 ga ko'ra, po'lat navini belgilashdagi o'zgarishlar bilan etkazib berish guruhi, deoksidlanish usuli va toifasi ko'rsatilgan.

A guruhi bo'yicha etkazib berilganda, zavod mexanik xususiyatlarni, B guruhida - kimyoviy tarkibni, C guruhida - mexanik xususiyatlar va kimyoviy tarkibni kafolatlaydi.

Deoksidlanish darajasi KP (qaynoq), SP (sokin) va PS (yarim sokin) harflari bilan ko'rsatilgan.

Po'lat toifasi zarba kuchi sinovlarining turini ko'rsatadi: 2-toifa - zarba chidamliligi sinovlari o'tkazilmaydi, 3 - +20 ° C haroratda, 4 - -20 ° C haroratda, 5 - bir haroratda. harorat -20 ° C va mexanik qarishdan keyin , 6 - mexanik qarishdan keyin.

Qurilishda asosan VstZkp2, VstZpsb va VstZsp5 po'lat navlari, shuningdek VstZGps5 tarkibida yuqori marganetsli po'latdan foydalaniladi.

GOST 19281-73 va GOST 19282 - 73 ga ko'ra, po'lat markasi asosiy elementlarning tarkibini ko'rsatadi. Masalan, 09G2S po'latining kimyoviy tarkibi quyidagicha deşifr qilinadi: 09 - uglerod miqdori yuzdan bir qismi, G2 - marganets 1 dan 2% gacha, C - kremniy 1 gacha %.

Chelik navining oxirida toifa ko'rsatiladi, ya'ni. zarba sinovi turi. Kam qotishma po'latlar uchun 15 toifa belgilanadi, sinovlar -70 ° C gacha bo'lgan haroratlarda o'tkaziladi. Turli standartlarga muvofiq etkazib beriladigan po'latlar bir-birini almashtiradi (1.3-jadvalga qarang).

Po'latning xossalari xom ashyoning kimyoviy tarkibiga, eritish usuli va eritish birliklarining hajmiga, prokat paytida siqish kuchi va haroratga, tayyor mahsulotni sovutish sharoitlariga va boshqalarga bog'liq.

Po'lat sifatiga ta'sir qiluvchi turli xil omillar bilan mustahkamlik va boshqa xususiyatlarning ko'rsatkichlari ma'lum bir tarqalishga ega bo'lishi va tasodifiy o'zgaruvchilar sifatida qaralishi tabiiydir. Xususiyatlarning o'zgaruvchanligi haqidagi g'oya ma'lum bir xarakterli qiymatning nisbiy nisbatini (chastotasini) ko'rsatadigan statistik taqsimot gistogrammalarida beriladi.

1.2.4.Yuqori mustahkam po'lat(29 kN/sm 2< <40 кН/см 2). Стали повышенной прочности (С345 - С390) получают либо введением при выплавке стали легирующих
qo'shimchalar, asosan marganets va kremniy, kamroq nikel va xrom yoki issiqlikni mustahkamlovchi
past karbonli po'lat (S345T).

Bunday holda, po'latning egiluvchanligi biroz pasayadi va hosil platosining uzunligi 1 -1,5% gacha kamayadi.

Yuqori quvvatli po'latlar biroz kamroq payvandlanadi (ayniqsa, yuqori kremniyli po'latlar) va ba'zida issiq yoriqlar paydo bo'lishining oldini olish uchun maxsus texnologik choralarni qo'llashni talab qiladi.

Korroziyaga chidamliligi nuqtai nazaridan, ushbu guruhdagi ko'pchilik po'latlar past karbonli po'latlarga yaqin.

Mis miqdori yuqori bo'lgan po'latlar (S345D, S375D, S390D) yuqori korroziyaga chidamliligiga ega.

Kam qotishma po'latlarning nozik taneli tuzilishi mo'rt sinishlarga nisbatan sezilarli darajada yuqori qarshilikni ta'minlaydi.

Ta'sir kuchining yuqori qiymati -40 ° C va undan past haroratlarda saqlanadi, bu esa shimoliy hududlarda ishlaydigan tuzilmalar uchun ushbu po'latlardan foydalanish imkonini beradi. Yuqori mustahkamlik xususiyatlari tufayli yuqori quvvatli po'latlardan foydalanish metallni 20-25% gacha tejashga olib keladi.

1.2.5.Yuqori mustahkam po'lat(>40 kN/sm2). Prokatlangan yuqori mustahkam po'lat
(C440 -C590) odatda qotishma va issiqlik bilan ishlov berish orqali olinadi.

Qotishma uchun nitrid hosil qiluvchi elementlar nozik taneli strukturaning shakllanishiga yordam berish uchun ishlatiladi.

Yuqori quvvatli po'latlarning oqish platosi bo'lmasligi mumkin (o > 50 kN / sm 2 da) va ularning egiluvchanligi (nisbiy cho'zilish) 14% va undan pastroqqa kamayadi.

Nisbatan 0,8 - 0,9 gacha ko'tariladi, bu esa ushbu po'latlardan yasalgan konstruktsiyalarni hisoblashda plastik deformatsiyalarni hisobga olishga imkon bermaydi.

Kimyoviy tarkibi va issiqlik bilan ishlov berish rejimini tanlash mo'rt sindirishga qarshilikni sezilarli darajada oshirishi va -70 ° C gacha bo'lgan haroratlarda yuqori zarba kuchini ta'minlashi mumkin. Tuzilmalarni ishlab chiqarishda ma'lum qiyinchiliklar paydo bo'ladi. Yuqori kuch va past egiluvchanlik kesish, to'g'rilash, burg'ulash va boshqa operatsiyalar uchun yanada kuchli uskunalarni talab qiladi.

Noto'g'ri isitish va tez sovutish tufayli issiqlik bilan ishlangan po'latlarni payvandlashda turli zonalar payvandlangan birikma, turli strukturaviy o'zgarishlar sodir bo'ladi. Ba'zi joylarda mustahkamlik va mo'rtlikka ega bo'lgan qattiqlashtiruvchi tuzilmalar hosil bo'ladi (boshqalarida qattiq qatlamlar, metall yuqori haroratga duchor bo'ladi va kuchini pasaytiradi va yuqori egiluvchanlikka ega (yumshoq qatlamlar);

Issiqlikdan ta'sirlangan zonada po'latning yumshatilishi 5-30% ga yetishi mumkin, bu issiqlik bilan ishlangan po'latlardan yasalgan payvandlangan konstruktsiyalarni loyihalashda hisobga olinishi kerak.

Po'lat tarkibiga ma'lum karbid hosil qiluvchi elementlarning (molibden, vanadiy) kiritilishi yumshatuvchi ta'sirni kamaytiradi.

Yuqori quvvatli po'latlardan foydalanish past karbonli po'latlardan yasalgan konstruktsiyalarga nisbatan 25-30% gacha metallni tejashga olib keladi va ayniqsa, uzoq muddatli va og'ir yuklangan tuzilmalarda tavsiya etiladi.

1.2.6 Ob-havoga chidamli po'latlar. Metalllarning korroziyaga chidamliligini oshirish
ikali tuzilmalar, oz miqdorda o'z ichiga olgan past qotishma po'latlar
xrom, nikel va mis kabi elementlarning miqdori (foizning ulushi).

Ob-havoga duchor bo'lgan tuzilmalarda fosfor qo'shilgan po'latlar (masalan, S345K po'lat) juda samarali. Bunday po'latlarning yuzasida etarlicha mustahkamlikka ega bo'lgan va metallni korroziya rivojlanishidan himoya qiladigan nozik oksidli plyonka hosil bo'ladi. Biroq, fosfor ishtirokida po'latning payvandlanishi yomonlashadi. Bundan tashqari, katta qalinlikdagi haddelenmiş metallda metall sovuqqa chidamliligini pasaytirdi, shuning uchun S345K po'latdan 10 mm dan ortiq bo'lmagan qalinligi uchun foydalanish tavsiya etiladi.

Yuk ko'taruvchi va yopish funktsiyalarini birlashtirgan tuzilmalarda (masalan, membrana qoplamalari) rulonli yupqa plitalar keng qo'llaniladi. Bunday tuzilmalarning chidamliligini oshirish uchun tarkibida nikel bo'lmagan OX18T1F2 markali zanglamaydigan xrom po'latdan foydalanish tavsiya etiladi. OH18T1F2 po'latining mexanik xususiyatlari:

50 kN/sm 2, = 36 kN/sm 2, >33 %. Katta qalinliklarda xromli po'latlardan yasalgan prokatlar mo'rtlikni oshirdi, ammo yupqa qatlamli prokatning xususiyatlari (ayniqsa qalinligi 2 mm gacha) ularni dizayn harorati -40 ° C gacha bo'lgan tuzilmalarda ishlatishga imkon beradi.

1.2.7. Metall konstruksiyalarni qurish uchun po'latlarni tanlash. Po'latni tanlash variantni loyihalash va texnik-iqtisodiy tahlil asosida, standartlarning tavsiyalarini hisobga olgan holda amalga oshiriladi. Metallni buyurtma qilishni soddalashtirish uchun, po'latni tanlashda, po'lat va profillar sonini kamaytirish, konstruktsiyalarni ko'proq birlashtirishga intilish kerak. Po'latni tanlash materialning ishlashiga ta'sir qiluvchi quyidagi parametrlarga bog'liq:

struktura o'rnatilgan va ishlaydigan muhit harorati. Bu omil past haroratlarda mo'rt sinish xavfi ortishi hisobga olinadi;

dinamik, tebranish va o'zgaruvchan yuklar ostida material va tuzilmalarning xususiyatlarini aniqlaydigan yuklashning tabiati;

kuchlanish holatining turi (bir eksenli siqilish yoki kuchlanish, tekislik yoki hajmli kuchlanish holati) va yuzaga keladigan kuchlanish darajasi (og'ir yoki engil yuklangan elementlar);

ichki kuchlanishlar darajasini, kuchlanish kontsentratsiyasi darajasini va ulanish zonasida materialning xususiyatlarini aniqlaydigan elementlarni ulash usuli;

elementlarda ishlatiladigan prokatning qalinligi. Bu omil qalinligi ortib borayotgan po'lat xususiyatlarining o'zgarishini hisobga oladi.

Materialning ishlash shartlariga qarab, barcha turdagi tuzilmalar to'rt guruhga bo'linadi.

TO birinchi guruh Bularga, ayniqsa, qiyin sharoitlarda ishlaydigan yoki dinamik, tebranish yoki harakatlanuvchi yuklarga bevosita ta'sir qiladigan payvandlangan konstruktsiyalar (masalan, kran to'sinlari, ish platformasi to'sinlari yoki harakatlanuvchi tarkibning yukini to'g'ridan-to'g'ri ko'taruvchi yo'l o'tkazgichlar elementlari, trusslar va boshqalar). Bunday tuzilmalarning kuchlanish holati tavsiflanadi yuqori daraja va yuqori yuklanish chastotasi.

Birinchi guruh konstruktsiyalari eng og'ir sharoitlarda ishlaydi, bu ularning mo'rtlashishi yoki charchoqning buzilishi ehtimolini oshiradi, shuning uchun bu tuzilmalar uchun po'latlarning xususiyatlariga eng yuqori talablar qo'yiladi.

Co. ikkinchi guruh statik yuk ostida ishlaydigan payvandlangan konstruksiyalar bir o'qli va bir ma'noli ikki o'qli kuchlanish kuchlanishlari maydoni ta'sirida (masalan, trusslar, ramka ustunlari, pol va tom to'sinlari va boshqa valentlik, egilish va egilish elementlari), shuningdek payvandlangan bo'g'inlar yo'qligida birinchi guruh .

Ushbu guruhdagi tuzilmalar uchun umumiy bo'lgan narsa, kuchlanish kuchlanish maydonining mavjudligi bilan bog'liq bo'lgan mo'rt sinish xavfining oshishi hisoblanadi. Bu erda charchoqning buzilishi ehtimoli birinchi guruh tuzilmalariga qaraganda kamroq.

TO uchinchi guruh Bularga siqish kuchlanishlarining ustun ta'siri ostida ishlaydigan payvandlangan tuzilmalar (masalan, ustunlar, tokchalar, jihozlar uchun tayanchlar va boshqa siqilgan va siqilgan bükme elementlari), shuningdek payvandlangan bo'g'inlar bo'lmaganda ikkinchi guruh konstruktsiyalari kiradi.

TO to'rtinchi guruh yordamchi tuzilmalar va elementlarni (qavslar, yarim yog'ochli elementlar, zinapoyalar, to'siqlar va boshqalar), shuningdek payvandlangan bo'g'inlar bo'lmaganda uchinchi guruh tuzilmalarini o'z ichiga oladi.

Agar uchinchi va to'rtinchi guruh konstruktsiyalari uchun statik yuk ostida kuchga bo'lgan talablar bilan cheklanish etarli bo'lsa, birinchi va ikkinchi guruh tuzilmalari uchun po'latning dinamik ta'sirlarga va mo'rt sinishga chidamliligini baholash muhimdir.

Payvandlangan tuzilmalar uchun materiallarda payvandlash qobiliyatini baholash kerak. Payvandlangan bo'g'inlarga ega bo'lmagan strukturaviy elementlarga qo'yiladigan talablar kamayishi mumkin, chunki maydonlar yo'qligi payvandlash kuchlanishlari, stressning past konsentratsiyasi va boshqa omillar ularning ish faoliyatini yaxshilaydi.

Har bir tuzilma guruhi ichida, ish haroratiga qarab, po'latlarga turli haroratlarda zarba kuchiga qo'yiladigan talablar qo'yiladi.

Standartlar konstruktsiyalar guruhiga va qurilishning iqlim mintaqasiga qarab po'latlar ro'yxatini o'z ichiga oladi.

Har bir guruh ichidagi po'latni yakuniy tanlash texnik va iqtisodiy ko'rsatkichlarni (po'lat iste'moli va konstruktsiyalarning narxi) taqqoslash, shuningdek, metallning tartibi va ishlab chiqaruvchining texnologik imkoniyatlarini hisobga olgan holda amalga oshirilishi kerak. Kompozit konstruksiyalarda (masalan, kompozit nurlar, fermalar va boshqalar) iqtisodiy jihatdan ikkita po'latdan foydalanish maqsadga muvofiqdir: og'ir yuklangan elementlar uchun yuqori mustahkamlik (truss chords, to'sinlar) va engil yuklangan elementlar uchun (truss panjarasi, to'sin devorlari) uchun kamroq quvvat. ).

1.2.8. Alyuminiy qotishmalari. Alyuminiy po'latdan sezilarli darajada farq qiladigan xususiyatlarga ega. Uning zichligi = 2,7 t / m 3, ya'ni. po'latning zichligidan deyarli 3 barobar kamroq. Alyuminiyning uzunlamasına egiluvchanligi moduli E=71 000 MPa, kesish moduli G= 27000 MPa, bu po'latning bo'ylama elastik moduli va kesish modulidan taxminan 3 baravar kam.

Alyuminiyning rentabellik platosi yo'q. Elastik deformatsiya to'g'ri chiziq to'g'ridan-to'g'ri elastoplastik deformatsiya egri chizig'iga aylanadi (1.7-rasm). Alyuminiy juda egiluvchan: uzilishda cho'zilish 40 - 50% ga etadi, lekin uning mustahkamligi juda past: = 6 ... 7 kN / sm 2, va isbotlash kuchi = 2 ... 3 kN / sm 2. Sof alyuminiy tezda bardoshli bilan qoplangan oksid plyonkasi, korroziyaning keyingi rivojlanishini oldini olish.

Juda past kuchga ega bo'lganligi sababli, savdo sof alyuminiy qurilish tuzilmalari juda kam ishlatiladi. Alyuminiyning mustahkamligini sezilarli darajada oshirish uni magniy, marganets, mis va kremniy bilan qotishma orqali erishiladi. sink va boshqa ba'zi elementlar.

Qotishma alyuminiy (alyuminiy qotishmalari) ning cho'zilish kuchi qotishma qo'shimchalarining tarkibiga qarab, savdo sof alyuminiydan 2-5 baravar yuqori; ammo nisbiy cho'zilish mos ravishda 2 - 3 baravar kam. Haroratning oshishi bilan alyuminiyning mustahkamligi pasayadi va 300 ° C dan yuqori haroratlarda u nolga yaqin bo'ladi (1.7-rasmga qarang).

A1 - Mg - Si, Al - Cu - Mg, Al - Mg - Zn bir qator ko'p komponentli qotishmalarning o'ziga xos xususiyati issiqlik bilan ishlov berishdan keyin qarish jarayonida kuchini yanada oshirish qobiliyatidir; bunday qotishmalar termal qattiqlashuvchi deyiladi.

Ba'zi yuqori quvvatli qotishmalarning (Al - Mg - Zn tizimi) issiqlik bilan ishlov berishdan so'ng kuchlanish kuchi va sun'iy qarish 40 kN / sm2 dan oshadi, nisbiy cho'zilish faqat 5-10% ni tashkil qiladi. Ikkita tarkibli qotishmalarni (Al-Mg, Al-Mn) issiqlik bilan ishlov berish qattiqlashuvga olib kelmaydi.

Ushbu qotishmalardan tayyorlangan mahsulotlarning shartli oquvchanligini 1,5 - 2 marta oshirishga sovuq deformatsiya (sovuq qattiqlashuv) bilan erishish mumkin, shu bilan birga nisbiy cho'zilish ham sezilarli darajada kamayadi. Shuni ta'kidlash kerakki, barcha asosiy ko'rsatkichlar jismoniy xususiyatlar qotishmalar, qotishma elementlarning tarkibi va holatidan qat'i nazar, sof alyuminiy uchun ko'rsatkichlardan deyarli farq qilmaydi.

Qotishmalarning korroziyaga chidamliligi qotishma qo'shimchalarning tarkibiga, etkazib berish holatiga va tashqi muhitning agressivlik darajasiga bog'liq.

Alyuminiy qotishmalaridan yarim tayyor mahsulotlar ixtisoslashtirilgan zavodlarda ishlab chiqariladi: choyshablar va chiziqlar - ko'p rulonli tegirmonlarda prokatlash orqali; quvurlar va profillar - gorizontal gidravlik presslarda ekstruziya yo'li bilan, bu turli xil kesma shakldagi, shu jumladan yopiq bo'shliqli profillarni olish imkonini beradi.

Zavoddan jo'natilgan yarim tayyor mahsulotlarda qotishma navi va etkazib berish holati ko'rsatilgan: M - yumshoq (tavlangan); N - mehnatsevar; H2 - yarim qattiqlashtirilgan; T - qotib qolgan va tabiiy ravishda xona haroratida 3 - 6 kun davomida qariydi; T1 - qotib qolgan va sun'iy ravishda bir necha soat davomida qarigan ko'tarilgan harorat; T4 - to'liq qotib qolmagan va tabiiy ravishda qarimagan; T5 - to'liq qotib qolmagan va sun'iy qarigan. Qayta ishlovsiz etkazib beriladigan yarim tayyor mahsulotlar qo'shimcha belgilarga ega emas.

Ko'p miqdordagi alyuminiy navlaridan qurilishda foydalanish tavsiya etiladi:

Termik qattiqlashmaydigan qotishmalar: AD1 va AMtsM; AMg2M va AMg2MN2 (varaqlar); AMg2M (quvurlar);

Termik qotib qoladigan qotishmalar: AD31T1; AD31T4 va AD31T5 (profillar);

1915 va 1915 T; 1925 va 1925 T; 1935, 1935T, AD31T (profillar va quvurlar).

Yuqoridagi barcha qotishmalar, faqat perchinlangan tuzilmalar uchun ishlatiladigan 1925T qotishmasidan tashqari, yaxshi payvandlanadi. Quyma qismlar uchun AL8 toifali quyma qotishmasi ishlatiladi.

Alyuminiy konstruktsiyalar o'zlarining past og'irligi, korroziyaga chidamliligi, sovuqqa chidamliligi, magnitga qarshi xususiyatlari, uchqun chiqmasligi, chidamliligi va yaxshi ko'rinish qurilishning ko'plab sohalarida keng qo'llash istiqbollariga ega. Biroq, yuqori narx tufayli, alyuminiy qotishmalarini qurilish konstruktsiyalarida ishlatish cheklangan.