Cynnwys Arbenigwr Archifol: Mae’r erthygl yn cadw dynodiadau hanesyddol, tablau, a honiadau am gyfansoddiad a phriodweddau mecanyddol dur, ond nid yw’n safon ddilys, manyleb deunydd, tystysgrif, cyfrifiad adeileddol, na chyfarwyddyd triniaeth wres a phrofi. Mae gwerthoedd dylunio yn dibynnu ar y math a’r swp o ddur a nodir yn gywir, cyflwr gweithgynhyrchu, trwch, tymheredd, weldadwyedd, caledwch, blinder a safon berthnasol. Rhaid bod gan y deunydd dwyn ddogfennaeth y gellir ei olrhain a chael ei ddewis a’i wirio gan arbenigwr cyfrifol.
Heddiw, mae Savo Kusić yn canolbwyntio ar ffenestri pren, ffenestri pren-alwminiwm, ffenestri personol, drws a ceisiadau am ddyfynbris. Mae’r erthygl hon yn parhau i fod yn archif hanesyddol ac nid yw’n cynrychioli cynnig ar gyfer gweithgynhyrchu atgyfnerthu, dylunio neu brofi strwythurau dur.
Cyfansoddiad a marciau hanesyddol dur adeiladu
Trwy doddi mwynau haearn wedi’u cymysgu â thanwydd, a thrwy ychwanegu amhureddau - calchfaen fel arfer - yn ogystal â chyflwyno aer wedi’i gynhesu dan bwysau i ffwrnais chwyth, ceir haearn crai. Mae haearn mochyn yn cynnwys dros 1,7% carbon; ni ellir ei ffugio, ei rolio, ei naddu na’i wasgu - felly, ni ellir ei siapio mewn amrywiol ffyrdd. Cynhyrchir haearn gyr o haearn crai trwy chwythu aer mewn trawsnewidydd sylfaenol, neu o haearn sgrap a haearn crai mewn ffwrnais (ffwrnais Siemens-Martin). Gellir creu siapiau amrywiol ohono trwy rolio, gwasgu a ffugio. Gelwir pob haearn gyr yn steel.
Tablau Hanesyddol: Ni ddylid defnyddio’r hen raddau dur, safonau, gwerthoedd caniataol, a gweithdrefnau plygu yn y tablau a ddangosir i ddod o hyd i ddeunydd heddiw, ei adnabod na’i faint. Dim ond label a dogfennaeth y swp a ddanfonwyd sy’n ddilys, gyda gwiriad cywerthedd yn unol â’r safon y cytunwyd arni ac sy’n gymwys.
Cyfansoddiad cemegol dur adeiladu
Nid yw haearn technegol yn haearn pur, ond aloi o’r elfennau sylfaenol haearn a charbon, yn fwyaf aml trwy ychwanegu manganîs, silicon, ffosfforws, sumbor a chopr, ac yn llai aml ag alwminiwm, cromiwm, nicel, molybdenwm, ac ati. Y cymysgedd pwysicaf yw carbon. Mae cryfder cnwd a chryfder tynnol dur tawdd yn cynyddu gyda chynnwys carbon cynyddol nes cyrraedd tua 0,9% carbon; mae ehangiad adeg egwyl yn lleihau wrth i’r cynnwys carbon gynyddu. Rhaid trin dur â chynnwys carbon uchel yn fwy gofalus wrth sythu, plygu, bwclo, ac ati.
Adeiladu dur St37.12fel rheol maent yn cynnwys0,08-0,15%o garbon, yna ca0,5%manganîs, hyd at0,3%silicon. Rhaid i’r cynnwys ffosfforws a sylffwr fod yn isel; mae’n cyfateb yn y drefn honno0,09%a0,05%. Fel rheol, mae mwy o gopr0,2%.
Wrth werthuso canlyniadau dadansoddiadau cemegol, rhaid bod yn ofalus a ydynt yn ddadansoddiadau o doddiadau neu’n ddadansoddiadau o nwyddau wedi’u rholio; ar gyfer yr olaf, mae’n bwysig a yw’r data sampl yn cyfeirio at samplau sy’n tarddu o’r adran gyfan, neu at samplau a gymerwyd o le penodol (o’r craidd, o’r ymyl, o un pen).
Strwythur dur, caledu, tymheru ac anelio
Mae’r strwythur yn cael ei arsylwi ar arwynebau gwastad, wedi’u prosesu’n ofalus, wedi’u daear a’u sgleinio sydd, fel rheol, yn cael eu cyrydu gan asidau. Mewn rhai achosion (ee ar ddur wedi’i orboethi), gellir adnabod grawn dur gyda’r llygad noeth ar samplau parod.
Mae’r llun 1 yn dangos adeiledd dur sy’n cael ei oeri’n araf gyda chynnwys carbon o tua 0,1%, ac mae’r llun 2 yn dangos strwythur dur sydd wedi’i oeri’n araf gyda chynnwys carbon o tua 0,3%. Mae grawn ysgafn yn ddi-garbon ac yn cynnwys haearn pur yn bennaf (felly’r enw ferrite); o dan chwyddiad uchel mae ardaloedd tywyll yn ymddangos yn streipiog (perlite). O dan y microsgop, gellir cydnabod bod y smotiau tywyll yn cynnwys haenau caletach a meddalach; yr haenau anoddach yw carbid haearn (Fe3C), a elwir yn cementite, sydd wedi’i fewnosod yn y ferrite meddalach. Pobl leol - mae crisialau a ffurfiwyd ar dymheredd uchel yn dadelfennu wrth oeri’n raddol. Mae oeri sydyn y dur poeth yn atal y crisialau rhag dadelfennu. Ar y llaw arall, os bydd oeri sydyn yn cael ei wneud cyn i drawsnewid yr hydoddiant solet ddechrau, yna bydd yr ateb - na all fodoli fel arall ond ar dymheredd uchel - yn parhau i gael ei gynnal ar dymheredd yr ystafell. Yn yr achos hwn, nid ydym yn cael deunydd y mae ei garbon yn cael ei ddosbarthu ar ffurf smotiau, ond deunydd â charbon wedi’i ddosbarthu’n gyfartal. Mae dur yn y cyflwr hwnnw yn dangos cryfder cynnyrch llawer uwch a chryfder tynnol uwch na dur wedi’i oeri’n araf o’r un cyfansoddiad cemegol, ond mae hefyd yn dangos llai o machinability; gelwir dur o’r fath yn hardened steel.
Mae’n naturiol bod yr effaith oeri yn fwyaf amlwg ar yr arwynebau, tra ei fod yn gwanhau tuag at y tu mewn, sy’n bwysig iawn ar gyfer defnyddio dur. Mae dur caled yn cynnwys straen mewnol uchel.
Gweithdrefnau Labordy a Thermol: mae angen labordy neu weithdy rheoledig ar gyfer ysgythru, gwresogi, tymheru ac anelio asid metallograffig, deunydd a nodwyd, offer priodol a diogelwch. Gall triniaeth wres amhriodol achosi craciau, anffurfiadau, colli caledwch a straen gweddilliol uchel.
Ymddygiad dur yn ystod profion tynnol
1. Dur strwythurol cyffredin mewn cyflwr rholio
O’r prawf tynnol, yn y lle cyntaf, gellir pennu modwlws hydwythedd E ar gyfer hydiadau cyfanswm ac elastig. Modwlws elastigedd dur yw 200 GPa.
Mae elongations parhaol yn digwydd ar folteddau isel, ond nid ydynt o unrhyw bwysigrwydd arbennig mewn adeiladu. Mae dur cyffredin yn dechrau “llif” o dan lwythi sydd ar gyfer dur adeiladu masnachol St 37 a dur concrit yn bennaf yn fwy na 0,24 GPa, ac mewn adrannau mawr gall y gwerth hwn fynd i lawr i 0,18 GPa. O ganlyniad i ildio, mae anffurfiadau parhaol mawr a “llinellau cynnyrch” yn digwydd. Mae llinell y diagram elongation dur (llun isod) yn dangos bod y pwynt cynnyrch wedi cael ei ragori (wrth lwytho tensiwn, gelwir y terfyn hwn hefyd yn bwynt cynnyrch).
Pan eir y tu hwnt i derfyn ymestyn yr atgyfnerthiad yn y parth tensiwn yn achos trawstiau concrit wedi’i atgyfnerthu, mae estyniadau sylweddol yn digwydd yn y dur, lle mae craciau a throadau’n cael eu creu ym mharth tensiwn y trawst, sy’n amharu ar allu’r trawst i gynnal llwyth. Ar ddur â chynnwys carbon uchel, ar ddur caled ac yn gyffredinol ar fetelau anfferrus, nid yw’r pwynt cynnyrch nodweddiadol a ddangosir yn y llun uchod yn ymddangos; yn gyffredinol mae elongations parhaol yn cynyddu, ac nid oes unrhyw bwynt cnwd penodol. Mewn achosion o’r fath, fel rheol, rhagdybir bod cryfder y cnwd yn hafal i’r llwyth lle mae ehangiad parhaol o 0,2%.
Nid yw gwerthoedd yn ddata dylunio: trosglwyddir modwlws hydwythedd, cryfder cnwd, cryfder ac ehangiad yn y testun o ffynhonnell hanesyddol. Ar gyfer y cyfrifiad, cymerir nodweddion a gwerthoedd dylunio’r union ddosbarth modern, trwch a chyflwr cyflwyno, ynghyd â’r ffactorau rhannol, goddefiannau a gofynion caledwch, weldadwyedd a blinder.
2. Dur wedi’i dynnu’n oer
Ym mhob gwialen ddur sy’n cael ei sythu neu ei phlygu, mae dur wedi’i dynnu’n oer yn lleol yn digwydd. Wrth wneud hynny, mae’r dur yn cael ei bwysleisio’n lleol y tu hwnt i’r pwynt cynnyrch; ar y rhan wedi’i dynnu, cynyddir y terfyn tynnu. Os caiff gwialen ddur plaen ei lwytho mewn tensiwn nes ei fod yn fwy na’r cryfder cnwd, wrth ail-lwytho gwelir bod gwerth cryfder y cynnyrch wedi cynyddu. Po hiraf yr egwyl amser “saib” rhwng dau lwyth, y mwyaf y bydd cryfder y cynnyrch yn cynyddu.
Yn ogystal, oherwydd yn ystod ymestyn oer mae’r diamedr hefyd yn gostwng yn gymesur â elongation y bar, felly bydd y dur a oedd yn agored i ymestyn sylweddol cyn y prawf yn dangos cryfder cnwd sylweddol uwch a chryfder tynnol na dur nad yw wedi’i ymestyn; ar yr un pryd, bydd yn dangos llai o wrthwynebiad effaith.
Defnyddir lluniad oer wrth gynhyrchu duroedd concrit IIb, IIIb, a IVb (tor-dur, rhwyll adeiladu dur), yn ogystal ag wrth gynhyrchu gwifrau ar gyfer atgyfnerthu rhagbwysol a rhaffau pontydd crog.
Gwaith Oer ac Atgyfnerthu: Nid yw graddau a disgrifiadau a lunnir oer hanesyddol yn arwydd o gynnyrch modern. Gall plygu, sythu, ail-blygu, weldio neu wresogi’r atgyfnerthiad newid yr eiddo a dim ond pan ganiateir gan ddogfennaeth cynnyrch, dyluniad a safon berthnasol y caniateir hynny.
Ymddygiad dur yn ystod profion pwysau
Mae’r hyn a ddywedwyd am yr elastigedd ac am derfyn tynnol y dur tawdd yn berthnasol yn yr ystyr cyfatebol i’r llwyth pwysau. Nid yw gwerthoedd cryfder cynnyrch dur strwythurol (yn achos pwysau fe’i gelwir yn gryfder cynnyrch) a gafwyd yn ystod y prawf cywasgu ac nid yw’r prawf tensiwn yn wahanol iawn. Fodd bynnag, o dan bwysau, dim ond gydag elfennau byr iawn y mae cynnydd mewn llwyth y tu hwnt i’r terfyn malu yn bosibl.
Ar gyfer gwiail main, mae deddfau byclo’n berthnasol. Ar yr un pryd, yn y lle cyntaf, dylid ystyried rhagdybiaethau priodol, p’un a ydynt yn cyfeirio at y ffordd o gynnal a phinsio pennau’r gwialen, neu at wyriadau echelin y gwialen o’r sefyllfa sefydledig.
Elfennau gwasgedig: nid yw cryfder y deunydd yn unig yn pennu cynhwysedd dwyn y wialen. Rhaid cynnwys main, crymedd cychwynnol, straen gweddilliol, byclo lleol a byd-eang, cynheiliaid, cymalau ac amherffeithrwydd wrth gyfrifo’r elfen goncrid.
Ymddygiad dur yn y prawf plygu
Ynglŷn â’r pwynt cynhyrchu (a welir o’r tu allan gan wyriadau mawr y cynhalwyr neu gan y llinellau cynnyrch), mae’n bwysig ei fod yn digwydd yn ystod y prawf plygu ar straen ychydig yn is ond yn uwch na’r rhai a gafwyd wrth brofi cryfder tynnol y wialen brawf. Ar ôl mynd y tu hwnt i gryfder cnwd y dur ym mharthau tensiwn y cynhalwyr, gellir cynyddu’r llwythi os yw’r cynheiliaid wedi’u diogelu’n ddigonol rhag bwcio neu droelli.
Prawf plygu: llun yn dangos gweithdrefn labordy, nid meini prawf derbyn cynnyrch. Rhaid i’r geometreg enghreifftiol, cynhalwyr, cyflymder, tymheredd, cyfeiriad treigl a meini prawf graddio gyfateb i’r safon gymhwysol a’r union fath o ddur.
Cryfder blinder dur
Mae eiddo cryfder a bennir yn ystod profion tensiwn, cywasgu neu blygu cyffredin yn darparu gwybodaeth fanwl am ymddygiad dur o dan lwytho statig. Ar yr un pryd, dylid cymryd i ystyriaeth y bydd cryfder y cynnyrch yn ystod llwytho statig hirdymor ychydig yn is na’r terfyn a geir trwy brofion cyffredin nes bydd methiant. Os dilynir llwythi statig gan lwythi aml (e.e. pontydd, traciau craen, cerbydau), neu os mai dim ond llwythi aml sy’n gweithredu o gwbl, yna dim ond yn seiliedig ar ei ymddygiad y gellir cael data am y deunydd ar sail ei ymddygiad o dan amodau sy’n cyd-fynd agosaf ag amodau ymarferol. Felly, mae duroedd ar gyfer elfennau adeiladu, a fydd yn agored i lwythi symud yn bennaf, yn cael eu profi trwy eu llwytho’n aml.
Yn fwyaf aml, mae llwythi llonydd a symudol yn digwydd ar yr un pryd. Mae’r enghreifftiau canlynol yn amlinellu hanfod y broblem. Gwialenni a ddangosir yn y llun1y maent wedi eu gwneyd o’r un defnydd, ac wedi eu bwrw o’r un wialen. Mae’r gwialen isaf yn cael ei blygu’n araf trwy lwytho’n raddol; felly, gellid ei blygu. Mae’r wialen uchaf yn destun llwytho dro ar ôl tro, gyda straen yn llawer is na’r rhai sy’n bodoli yn y wialen gyntaf. Ar ôl peth amser, torrodd y wialen uchaf heb ddangos unrhyw anffurfiad parhaol o amgylch y toriad. Yn ôl hyn, mae ymddygiad y deunydd ar fethiant yn dibynnu’n sylweddol ar y ffordd y caiff y llwyth ei gymhwyso. Mae’r enghraifft uchod, sy’n cyfeirio at y llwyth plygu, hefyd yn nodweddiadol ar gyfer mathau eraill o lwythi. Yn y lluniau2a3dangosir enghreifftiau o brofion tynnol; llun2yn cyfeirio at enghraifft syml o brawf rhwygo, a Ffig3i brofion tensiwn newidiol uncyfeiriad.
Cymhariaeth o dorri asgwrn mewn prawf rhwygo statig a phrawf blinder tynnol
Ynglŷn â chymhwyso’r ffeithiau hyn, mae’n bwysig - ar wahân i’r ymddygiad a ddangosir yn ystod y prawf rhwygo arferol - bod yn rhaid gwerthuso’n arbennig werth elfen adeiladu, sydd wedi’i drilio neu y mae ei thrawstoriad wedi cael newidiadau eraill. Mae ymwrthedd gwialen wedi’i drilio i lwythi aml yn llawer is na gwrthiant gwialen heb ei drilio, gan fod trothwyon foltedd yn ymddangos ar ymylon y twll. Bydd y straen ar ymyl y twll, os caiff ei achosi gan lwythi aml, bob amser yn sylweddol uwch na’r straen cyfartalog. Y canlyniad yw bod elfennau adeiladu wedi’u drilio o dan lwythi aml yn dangos llawer llai o gryfder nag elfennau nad ydynt yn cael eu drilio.
Nodyn olaf ar flinder: gall cracio blinder ddigwydd ar straen is na’r rhai sy’n achosi anffurfiad plastig gweladwy. Mae tyllau, manylion wedi’u weldio, newidiadau sydyn yn yr adran, cyrydiad a difrod yn newid y categori o fanylion a bywyd. Mae angen cyfrifiad blinder arbennig, cynllun archwilio ac asesiad arbenigol o bob crac a ganfyddir ar gyfer strwythurau sy’n cael eu llwytho dro ar ôl tro.