Влияние С и постоянных примесей на свойство стали.

Наиболее однородной составляющей является перлит. По мере увелич % содержания цементита, вызывающего появление каемки вокруг зерен перлита, тем уменьшается прочность.

Влияние примесей: Допускается содержание примеси Mn(до 0,8%), Si(до 0,4%), P(до 0,05%), S(до 0,05%). Mn, Si практически не оказывают влияние на св-ва стали – нормальные примеси; растворяются в феррите, несколько упрочняя его. Фосфор вызывает хладноломкость-повышение хрупкости стали при низких t. В стали фосфор находится в виде твердого раствора в феррите. Он сильно искажает его крист решетку=> увелич твердость, прочность и понижение хрупкости феррита. Рост зерен ухудшает механические свойства стали. Сера образует с железом соединение FeS, || может образовываться MnS. Появление этих соединений способствует появлению красноломкости-повышенной хрупкости при повышенно t. Сера понижает коррозионную стойкость и свариваемость. Ксилород, подобно сере, не растворяется в твердом железе, и нах-ся в стали, преимущественно в веди закиси железа FeO. Закись железа образует хрупкую оболочку вокруг зерен. Сталь становится хладноломкой и красноломкой, при этом уменьшается ударная вязкость, ухудшается свариваемость. С целью улучшения структуры и увеличения механических св-в, готовые изделия подвергают термической обработке.

37.Основы термической обработки стали. Терм обработка вкл нагрев стали до критического состояния структуры с последующим режимом охлаждения, при этом изменяется структура стали=>мех. х-ки: повышается прочность, твердость, износоустойчивость. Основными видами термической обработки является: отдиг, закалка, отпуск, нормализация. Отжиг осуществляется с целью устранения внутр напряжений в металле. Измельчение зерен, снижение твердости и способности к обработке. Во время отжига, после достижения определенной t, изделие выдерживают некоторое время в печи и медленно охлаждают. Нормализация - ускоренный отжиг. Закалка – закл в нагреве Ме изделий до определенно t, изотермической выдержки и быстрого охлаждения. В зависимости от режима закалки и вида охлаждающей среды, образуются разные структуры и прочностные х-ки. Закаленные изделия с целью снятия внутр напряжений, стабилизации структуры, уменьшения твердости и увеличения вязкости подвергают отпуску. Эта операция закл в нагревании закаленной стали до t=650ºC, изотермич выдержки и медленном охлаждении. С целью поверхностного упрочнения стали, увеличения износостойкости, жаростойкости осуществляют химико-термическую обработку(цементация, азотирование, цианирование, …). Цементация -процесс насыщения стали углеродом в атомарном состоянии до концентрации 0,75-1%. Этот метод исп-ся для увеличения прочности и износостойкости пов-ти изделий. Азотирование – процесс насыщения стали азотом, при этом образуются нитриды, отличающиеся высокой прочностью. Используют, когда необходимо увеличить твердость и коррозиостойкость. Цианирование – процесс одновр насыщения поверхн углеродом и азотом. Алитирование – процесс поверхностного обогащения Аl. Для увеличения жаростойкости.

38.Легированные стали – стали, в которые для улучшения их св-в вводятся один или несколько легирующих элементов: Ni, Cr, Va, W. Легирующие Эл-ты изменяют соотношение между прочностью и твердостью, хрупкостью и пластичностью, изменяют электросопротивление. Легирующие эл-ты: 1)эл-ты группы Ni-эти эл-ты расширяют устойчивость γ-Fe; 2)Эл-ты группы Cr-сужают область устойчивости γ-Fe;. Легированные стали: 1)по назначению:конструкционные, инструментальные, с особыми св-ми(нерж стали, жаростойкие…);2)по хим составу:1)низколегированные((Добавки)D≤2,5%), среднелегированные(D2,5÷10%), высоколегированные(D>10%). Условные обозначения: Х-хром, Н-никель, А-азот, В-вольфрам, Е-селен, Г-марганец, Д-медь, Б-необий, Р-фтор, П-фосфор, Ю-алюминий, М-молибден, К-кобальт, Ц-цирконий, Ф-ванадий, Т-титан, С-кремний. Если впереди обозначения стоят 2 цифры, они указывают на среднее содержание углерода в сотых долях %. Одна цифра-в десятых долях%. Без цифры=>С≥1%. Цифры за буквами показывают на среднее содержание данного элемента в %. Если цифра отсутствует, содерж эл-та≈1%. Буква А в начале марки означает высоскокачеств сталь, содерж меньше серы и фосфора. Применение: Низколегированная сталь-фермы, ригели, балки, перекрытия, трубы, арматура d≤90мм. Малоуглеродистые стали-оконные рамы, эл-ты кровли, лестницы, огражд конструкции, колонны, сваи, стойки.

39.Конструкционные строительные стали. Углеродистую сталь обыкновенного качества изготовляют след марок: СТ0, СТ1КП, СТ1ПС, СТ1СП, СТ2КП, СТ2ПС, СТ2СП…СТ6. СТ-сталь. Цифры – условный номер марки, в зависимости от хим состава стали. КП, ПС, СП – способ раскисления стали. КП-кипящая, ПС-полуспокойная, СП-спокойная. СТ0- С≤0.23%/. СТ1->СТ6 % содержание С меняется 0,06÷0,49%. Если в СТ0 нет Mn, Si, то в СТ1-СТ6 Mn 0.25÷0.8%, а Si 0,05÷0,3%. Между индексом, который показывает степень раскисления и номером марки может стоять буква Г, которая показывает на повышенное содержание Mn (СТ3ГПС). Чем выше марка стали, тем выше прочность, твердость и ниже относительное удлинение. Стали обычного качества(S<0.05%, P<0.04%), качественные стали(S<0.04%, P<0.035-0.04%), высококачественные стали(S<0.02%, P<0.03%). Стали обыкновенного качества делят на группы: А-стали с нормируемым составом, Б-стали с нормируемыми св-вами, В-стали, у которыз нормируется сво-ва и состав. СТ1 и СТ2 х-ся выскокой пластичностью, применяются для заклепок, резервуаров, трубопроводов. СТ3, СТ5 явл осн строит сталями, для изготовл несущих конструкций, арматуры. СТ3-хорошо обрабатывается. СТ4 и СТ5-изготавливают болты, шурупы, рессоры. СТ6-прочная, для изготовл осей, валов. Для улучшения св-в стали вводят спец легирующие эл-ты.

40.Стальная арматура для ж\б конструкций. Требования к арматуре: сталь должна обладать необходимыми прочностными х-ками, должна обеспечивать надежность работы конструкции при данном виде нагрузки и при воздействии окруж среды.=>нас интересуют прочностные х-ки: предел текучести, временное сопротивление, пластичные и упруго-пластичные св-ва. Изменении осн-х мех св-в зависит от t, длительности силовых и температурных воздействий, многократности воздействий, скорость и х-р приложения нагрузки, свариваемость, склонность к хрупкому разрушению при отрицат t, коррозионная стойкость. Чаще всего для изготовления арматуры используют углеродистую и низколегированную сталь.

По технологии изготовления: Стержневая(А), проволочная(B); По условиям применения: ненапрягаемая, напрягаемая; по профилю: гладкая, периодического профиля. Ø6-40мм. АI-стержневая гладкая арматура. АII-винтовая, AIII-рифленая, АIV-термически упрочненная.\\ АIII, AIVC – стержневая арматура, исп в качестве ненапрягаемой. В качестве ненапрягаемой прим ВI и ВII Ø до 6мм.\\ Ви1-проволока со спец оцинкованным покрытием. ВрI, BpII-предняпряж арматура. Для стержневой апматуры периодичного профиля могут исп марки: 18Г2С, 10ГТ, 35ГС, 25Г2С.

41.Основы технологии сварных швов. Сварка-технологический процесс получения механически неразъемных соединений, хар-щихся непрерывностью структур, т.е. непрерывной структурной связью. Задача сварки – получение механически неразделимых соединений, подобных по св-ву свариваемому материалу. Св-ва твердых тел определ-ся их внутренними энергетическими связями. Это связи межатомные, межмолекулярные, ионные. В металле внутр связи определяются единым энергетическим полем, т.е. полем ионизированных атомов и подвижных электронов. Для получения в сварных соединениях таких же энергетических связей, как в свариваемом материале, необходимо пограничные слои 1 свариваемой детали приблизить к пограничным слоям другой на такие расстояния, при котором между ними возникнет единое энергетическое поле. Расстояние между узлами кристаллической решетки, при котором в металле образуются достаточно сильное энергетическое поле сост 4*10^-8см.

Приемы, применяемые в сварке: применение внешних сил, применение внешних сил в увеличением t. Пластичные металлы, напр: Al, Cu, Pb и их сплавы способны образовывать сварные соединения без применения внешних источников тепла, только за счет совместного пластического деформирования. Другие металлы способны образовывать сварные соединения при пластической деформации только при повышенной t. Некоторые металлы способны в определенном диапазоне t свариваться как при пластической деформации(под давлением), так и при доведении металла до расплавленного состояния. Сварка металлов: 1)Плавлением(эл. дуговая, электрошлаковая, электроннолучевая, лазерная, газоплазменная); 2)Давлением(холодная, электроконтактная, ультразвуковая, газопрессовая, диффузионная).\\ Наиболее часто применяется эл. дуговая(ручная и автоматич.).Автоматич или полуавтоматич может проходить под флюсом, а так же в среде СО₂. Наиболее широко применяется контактно-точечная, контактно-стыковая и электродуговая. Реже – электрошлаковая. При сварке конструкций из высоколегированной стали, цветных Ме и сплавов исп. аргоно-дуговую сварку.\\

Схемы сварки:1)наращивание стержней;2)пересечение стержней.\\ Электродуговая сварка применяется для изготовления арматурных каркасов и стержней большого Ø. Стыкование стержней возможно в нахлестку и с накладками. Для сваривания стержней Ø 20-80мм применяется электрошлаковая сварка с плавлением. В этом случае стыкование стержней производится в медной форме, заполн сыпучим флюсом.

42.Виды чугунов. Структура, св-ва, применение. Белый чугун содержит почти весь углерод в виде цементита Fe₃C. Трудно обрабатывается, хрупкий, перерабатывается на сталь. Белый чугун 2,14-6,67%С. Существуют чугуны, где углерод содержится и в чистом виде: серый, высокопрочный, ковкий. Серый чугун получают из белого, при его охлаждении в присутствии кремния.

I-белые чугуны. Ia-серый чугун на перлитно-цементитной основе. II-серый чугун на перлитной основе. IIb-чугун на феррито-перлитной основе. III-чугун на ферритной основе.\\ Чугуны, в которых углерод находится в виде графита-наз-ся сырыми. Их можно применять для изготовления деталей методом литья=>наз-ся литейными чугунами. Серые чугуны жидкотекучие, легко заполняют форму, дают малую усадку.\\ По структуре Ме основы серых чугунов могут быть:1)на ферритной основе(Ф+Г);2)на феррито-перлитной основе(Ф, П, Г);3)на перлитной основе(П, Г);4)на перлитно-цементитной основе(П, Ц, Г).\\ Серые чугуны по размеру включений графита:крупные включения, средние, мелкие. По распределению графита:равномерное, неравномерное. Форма включений – пластичная.\\ Серые чугуны, по сравнению со сталями явл хрупкими, менее прочными, т.к. включения графита создают «надрезы». Чем больше графита, тем больше ослабл Ме основа, тем ниже прочность. Включения 2-100 мкм не ослабляют. Высокопрочные чугуны имеют графитовые включения шарообразной формы.\\ Маркировка чугунов СЧ-серый чугун. С410…СЧ35. цифры означают временное сопротивление при растяжении. ВЧ-высокопрочный чугун. ВЧ35…ВЧ100. КЧ-ковкий чугун. КЧ33-8. первая цифра-временное сопротивление. Вторая – относительное удлинение. До КЧ65.\\

46.Битумы и дёгти

Битумы представляют собой сложные смеси высокомоле­кулярных углеводородов и их соединений с серой, кислородом и азотом. По происхождению они бывают природные, нефтяные и слан­цевые, по консистенции их подразделяют на вязкие и жидкие.

нефтяные битумы в зависимости ОТ применения подразделяются на строительные, кровельные и дорожные.

Нефтяные битумы получают главным образом из тяжелых нефтя­ных остатков, богатых асфальтево-смолистыми веществами, следую­щими методами: глубокой вакуумной перегонкой тяжелых нефтяных остатков (мазутов, гудронов и др.) при 300-350 С - остаточные битумы, окислением кислородом воздуха тяжелых остатков от пере­гонки нефти (гудронов и др.) при 260-280° С - окисленные битумы; смешением окисленных битумов с неокисленными нефтепродуктами компаундированные битумы.

Основные компоненты нефтяных битумов - асфальтены, смолы и нефтяные масла. Первые обуславливают твердость битумов, вторые -цементацию и эластичность, третьи - служат разжижающей средой для смол и асфальтенов.

Нефтяные строительные битумы, наряду с рулонными кровель­ными и гидроизоляционными материалами используют, для создания мягких кровель и оклеечной гидроизоляции сооружений, а также в качестве антикоррозионной обмазки бетонных и металлических конструкций.

Кровельные нефтяные битумы - пропиточные и покровные - при­меняют для производства кровельных материалов, а дорожные би­тумы используют в качестве вяжущего материала при строительстве дорожных покрытий, оснований и для других целей.

К особо ценным строительным свойствам битумов следует

отнести их очень высокую водонепроницаемость, стойкость против действия кислот, щелочей, агрессивных жидкостей и газов, а также хорошую адгезию к дереву, металлу и бетону.

Битумы относительно морозостойки, однако при низких отрицательных температурах они становятся хрупкими. В расплавлен­ном состоянии они хорошо сочетаются со многими полимерами, эласто­мерами и минеральными наполнителями.

Битумы характеризуются:

вязкостью, условно выражающейся глубиной проникания стандарт­ной иглы при определенной температуре;

температурой размягчения;

пластичностью, которая характеризуется растяжимостью в сантиметрах специального образца при определенной, температуре;

температурой хрупкости;

температурой вспышки;

растворимостью в бензоле или хлороформе и другими свойствами.

Дата добавления: 2015-10-29