Достоинства и недостатки металлических конструкцийМеталлические конструкции обладают следующими достоинствами: 1. Надежность. Материал (сталь, алюминиевые сплавы) обладает большой однородностью структуры. 2. Легкость. Металлические конструкции самые легкие. 3. Индустриальность. Изготовление и монтаж металлических конструкций производится специализированными организациями с использованием высокопроизводительной техники. 4. Непроницаемость. Обладают высокой прочностью и плотностью, непроницаемостью для газов и жидкостей. Металлические конструкции имеют недостатки: 1. Коррозия. Незащищенность от влажной среды, атмосферы, загрязненной агрессивными газами, сталь коррозирует (окисляется) и разрушается. Поэтому в сталь включают специальные легирующие элементы, покрывают защитными пленками (лаки, краски и т.д.). 2. Небольшая огнестойкость. У стали при температуре 200˚С уменьшается модуль упругости, а при температуре 600˚С сталь полностью переходит в пластическое состояние. Алюминиевые сплавы переходят в пластическое состояние при 300˚С. Поэтому металлические конструкции защищают огнестойкими облицовками (бетон, керамика, специальные покрытия и т.д.) Требования, предъявляемые к МК - условие эксплуатации
Структура стали (перечислить компоненты стали в охлажденном состоянии и дать им характеристику) Основу стали составляет феррит. Феррит имеет малую прочность и очень пластичен, поэтому в чистом виде в строительных конструкциях не применяется. Прочность его повышают добавками углерода, легированием марганцем, кремнием, ванадием, хромом и другими элементами, легированием и термическим упрочнением. Феррит весьма пластичен и малопрочен, цементит очень тверд и хрупок. Перлит обладает свойствами, промежуточными между свойствами феррита и цементита. Зерна феррита и перлита в зависимости от числа очагов кристаллизации получаются различной величины. Величина зерен оказывает существенное влияние на механические свойства стали (чем мельче зерна, тем выше качество стали) Химический состав строительных сталей (основные химические элементы и их содержание в процентах) По химическому составу стали делятся на углеродистые и легированные. Углеродистые состоят из железа и углерода с добавкой кремния (или алюминия) и марганца. Легированные стали помимо железа и углерода имеют специальные добавки, улучшающие качество стали. Однако, добавки ухудшают свариваемость стали и удорожают ее, поэтому в строительстве используют низколегированные стали с содержанием добавки не более 5%. Кремний В малоуглеродистые стали добавляют до 0,3%, а в низколегированные стали до 1%.Кремний, так же как и углерод, увеличивает прочность стали, но ухудшает её свариваемость. Кремний раскисляет сталь, т.е. связывает избыточный кислород и повышает ее прочность, снижает пластичность, ухудшает свариваемость и коррозионную стойкость. Алюминий Входит в сталь в виде твёрдого раствора феррита, а так же в виде различных карбидов и нитридов. Хорошо раскисляет сталь, повышает ударную вязкость и нейтрализует вредное влияние фосфора. Марганец Снижает вредное влияние серы. В малоуглеродистых сталях содержится до 0,6%, а в легированных до 1,5%. При содержании более 1,5% сталь становится хрупкой. Медь Несколько повышает прочность стали и увеличивает её стойкость против коррозии. Избыточное содержание меди (более 0,7%) способствует старению стали. Повышение механических свойств низколегированной стали осуществляется присадкой металлов, вступающих в соединение с углеродом и образующих карбиды, а так же способных растворяться в феррите и замещать атомы железа. Такими легирующими элементами является марганец, хром, вольфрам, ванадий, молибден, титан. Хром и никель повышают прочность стали, без снижения пластичности и улучшают ее коррозионную стойкость Ванадий и молибден увеличивают прочность почти без снижения пластичности, предотвращают разупрочнение термообработанной стали при сварке. Прочность низколегированных сталей так же повышается с введением никеля,. меди, кремния и алюминия, которые входят в сталь в виде твёрдых растворов (феррита). Вредные примеси: Фосфор Образует раствор с ферритом и повышает хрупкость стали, особенно при низких температурах (хладноломкость стали). Сера Делает сталь красноломкой вследствие образования легкоплавкого сернистого железа. При этом образуются трещины в стали при температурах 800¸1000°С. Таким образом содержание серы и фосфора в стали ограничено. Например в углеродистой стали серы должно быть не более 0,05%, фосфора до 0,04%. Вредное влияние на механические свойства стали оказывает насыщение газами, которые могут попасть из атмосферы в металл находящийся в расплавленном состоянии (кислород, азот, водород). Газы повышают хрупкость стали. При сварке необходима защита от воздействия атмосферы. Изменение свойств стали, может произойти так же в результате термической обработки. Углерод (У) повышая прочность стали, снижает ее пластичность и ухудшает свариваемость, поэтому применяются только низкоуглеродистые стали (У < 0,22%). Азот в несвязном состоянии способствует старению стали, делает ее хрупкой, поэтому его должно быть не более 0,009%.
|
