Мұрағат сарапшысының мазмұны: мақалада болаттың құрамы мен механикалық қасиеттері туралы тарихи белгілер, кестелер және мәлімдемелер сақталған, бірақ жарамды стандарт, материалдың сипаттамасы, сертификат, құрылымдық есеп немесе термиялық өңдеу және сынау нұсқауы емес. Жобалық мәндер болаттың нақты анықталған түрі мен партиясына, өндірістік жағдайына, қалыңдығына, температурасына, дәнекерлеу қабілетіне, беріктігіне, шаршауына және қолданыстағы стандартқа байланысты. Мойынтірек материалында қадағаланатын құжаттама болуы керек және жауапты сарапшы таңдап, тексереді.
Бүгінде Саво Кусич ағаш терезелерге, ағаш-алюминий терезелер, арнайы терезелер, есік және баға ұсыныстарын сұрау. Бұл мақала тарихи мұрағат ретінде қалады және арматураны өндіруге, болат конструкцияларды жобалауға немесе сынауға ұсыныс жасамайды.
Құрылыс болатының құрамы және тарихи белгілері
Отынмен араласқан темір рудаларын балқыту арқылы және қоспаларды - әдетте әктастарды - қосу арқылы, сондай-ақ қысыммен қыздырылған ауаны домна пешіне енгізу арқылы шойын алынады. Шойынның құрамында 1,7%-ден астам көміртегі бар; оны соғуға, домалатуға, қашау немесе престеуге болмайды - сондықтан оны әртүрлі тәсілдермен пішіндеуге болмайды. Шойын шойыннан ауаны негізгі конвертерде үрлеу арқылы немесе шойын сынықтары мен шойыннан пеште (Siemens-Martin пеші) өндіріледі. Одан домалату, престеу және соғу арқылы әртүрлі пішіндер жасауға болады. Барлық соғылған темір болат деп аталады.
Тарихи кестелер: Көрсетілген кестелердегі ескі болат белгілері, стандарттары, рұқсаттары және иілу процедуралары бүгінгі материалды алу, анықтау немесе өлшемдеу үшін пайдаланылмауы керек. Келісілген және жарамды стандартқа сәйкес эквиваленттілігін тексере отырып, тек жеткізілетін партияның заттаңбасы мен құжаттамасы ғана жарамды.
Құрылыс болатының химиялық құрамы
Техникалық темір – бұл таза темір емес, негізгі элементтердің темір мен көміртегі қорытпасы, көбінесе марганец, кремний, фосфор, субор және мыс қосылған, ал азырақ алюминий, хром, никель, молибден және т.б. Ең маңызды қоспа көміртегі. Балқытылған болаттың аққыштық пен созылу беріктігі көміртегі мөлшерінің артуымен шамамен 0,9% көміртегіге жеткенше артады; көміртегі мөлшері артқан сайын үзілудегі ұзару азаяды. Құрамында көміртегі жоғары болатты түзету, майыстыру, бұрау және т.б. кезінде мұқият өңдеу керек.
Құрылыс болат St37.12әдетте оларда болады0,08-0,15%көміртегі, содан кейін шамамен0,5%марганец, дейін0,3%кремний. Құрамында фосфор мен күкірт аз болуы керек; сәйкесінше сома түседі0,09%және0,05%. Әдетте, мыс көбірек болады0,2%.
Химиялық талдаулардың нәтижелерін бағалау кезінде олардың балқымалардан алынған талдаулар немесе прокаттардың талдаулары екендігіне назар аудару керек; соңғысы үшін іріктеу деректерінің бүкіл бөлімнен алынған үлгілерге немесе белгілі бір жерден алынған үлгілерге (өзегінен, шетінен, бір шетінен) сілтеме жасауы маңызды.
Болат құрылымы, шыңдау, шынықтыру және күйдіру
Құрылымды бақылау, әдетте, қышқылдармен коррозияға ұшыраған тегіс, мұқият өңделген, ұнтақталған және жылтыратылған беттерде жүзеге асырылады. Белгілі бір жағдайларда (мысалы, қызып кеткен болатта) дайындалған үлгілерде болат түйіршіктерін жалаңаш көзбен тануға болады.
Сурет 1 көміртегі мөлшері шамамен 0,1% болатын баяу салқындатылған болаттың құрылымын көрсетеді, ал 2 суретінде көміртегі мөлшері шамамен 0,3% болатын баяу салқындатылатын болаттың құрылымы көрсетілген. Жеңіл дәндер көміртегісіз және негізінен таза темірден тұрады (феррит атауы осыдан); жоғары үлкейту кезінде қараңғы жерлер жолақ болып көрінеді (перлит). Микроскоппен қара дақтардың қаттырақ және жұмсақ қабаттардан тұратынын тануға болады; қаттырақ қабаттар - жұмсақ ферритке енгізілген цементит деп аталатын темір карбиді (Fe3C). Жергілікті - жоғары температурада түзілген кристалдар бірте-бірте салқындаған кезде ыдырайды. Ыстық болаттың кенет салқындауы кристалдардың ыдырауына жол бермейді. Егер, керісінше, қатты ерітіндінің трансформациясы басталғанға дейін кенеттен салқындату жүргізілсе, онда ерітінді (әйтпесе жоғары температурада ғана болуы мүмкін) бөлме температурасында сақталады. Бұл жағдайда көміртегі дақтар түрінде таралған материалды емес, біркелкі бөлінген көміртегі бар материалды аламыз. Бұл жағдайда болат химиялық құрамы бірдей баяу салқындатылған болатқа қарағанда әлдеқайда жоғары аққыштық және жоғары созылу беріктігін көрсетеді, бірақ ол сонымен бірге өңдеуге қабілеттілігін көрсетеді; мұндай болат қатты болат деп аталады.
Салқындату әсері беттерде айқын көрінетіні табиғи нәрсе, ал ол ішкі жағына қарай әлсірейді, бұл болатты пайдалану үшін өте маңызды. Шыңдалған болат жоғары ішкі кернеулерден тұрады.
Зертханалық және термиялық процедуралар: металлографиялық қышқылды өңдеу, қыздыру, шынықтыру және күйдіру бақыланатын зертхананы немесе шеберхананы, анықталған материалды, сәйкес жабдықты және қорғанысты қажет етеді. Дұрыс емес термиялық өңдеу жарықтар, деформациялар, қаттылықтың жоғалуы және жоғары қалдық кернеулер тудыруы мүмкін.
Созылу кезіндегі болаттың әрекеті
1. Прокат күйіндегі қарапайым құрылымдық болаттар
Созылу сынағынан бірінші кезекте серпімділік модулін Е толық және серпімді ұзарту үшін де анықтауға болады. Болаттың серпімділік модулі 200 GPa.
Тұрақты ұзартулар төмен кернеулерде пайда болады, бірақ құрылыста олардың ерекше маңызы жоқ. Қарапайым болат өнеркәсіптік құрылыстық болат үшін St 37 және бетонды болат I негізінен 0,24 GPa асатын жүктемелер астында «ағып» бастайды, ал үлкен бөліктерде бұл мән 0,18 GPa дейін төмендеуі мүмкін. Ағынның нәтижесінде үлкен тұрақты деформациялар мен «шығу сызықтары» пайда болады. Болаттың созылу диаграммасының сызығы (төмендегі сурет) аққыштық шегінің асып кетуін көрсетеді (кернеу жүктемесінде бұл шекті аққыштық шегі деп те атайды).
Темірбетонды арқалықтар кезінде керілген аймақта арматураның созылу шегінен асып кеткенде, болатта айтарлықтай ұзартулар пайда болады, соның нәтижесінде арқалықтың тартылу аймағында жарықтар мен иілулер пайда болады, бұл арқалықтың жүк көтергіштігін нашарлатады. Құрамында көміртегі жоғары болаттарда, шыңдалған болаттарда және жалпы түсті металдарда жоғарыдағы суретте көрсетілген сипаттамалық аққыштық нүктесі көрінбейді; тұрақты ұзартулар әдетте артады және нақты шығу нүктесі болмайды. Мұндай жағдайларда, әдетте, аққыштық шегі 0,2% тұрақты ұзаруы орын алатын жүктемеге тең деп қабылданады.
Мәндер жобалық деректер болып табылмайды: икемділік модулі, аққыштық шегі, мәтіндегі беріктік және ұзарту тарихи дереккөзден алынған. Есептеу үшін сәйкес жартылай факторлармен, төзімділікпен және беріктікке, дәнекерлеуге және шаршауға қойылатын талаптармен бірге дәл қазіргі класстың, қалыңдығының және жеткізу жағдайының сипаттамалық және жобалық мәндері алынады.
2. Суық тартылған болаттар
Түзетілген немесе майысқан әрбір болат штангада жергілікті суық тартылған болат пайда болады. Бұл ретте болат аққыштық шегінен тыс жергілікті кернеуге ұшырайды; сызылған бөлікте сызу шегі артады. Егер кәдімгі болат шыбықты аққыштық шегінен асып кеткенше кернеп тиесе, қайта жүктеу кезінде аққыштық шегінің мәні жоғарылағаны байқалады. Екі жүктеме арасындағы “үзіліс” уақыт аралығы неғұрлым ұзақ болса, соғұрлым аққыштық күші артады.
Сонымен қатар, суық созу кезінде диаметрі де сырықтың ұзаруына пропорционалды түрде азаяды, сондықтан сынау алдында айтарлықтай созылу әсеріне ұшыраған болат созылмаған болатқа қарағанда айтарлықтай жоғары аққыштық пен созылу беріктігін көрсетеді; сонымен бірге соққыға төзімділігі азырақ болады.
Суық сызу IIb, IIIb және IVb бетон болаттарын өндіруде (тор-болат, болат құрылыс торлары), сондай-ақ алдын ала кернелген арматураға арналған сымдар мен аспалы көпірлердің арқандарын өндіруде қолданылады.
Суық жұмыс және арматура: Тарихи салқын сызбалар мен сипаттамалар заманауи өнімді көрсетпейді. Арматураны майыстыру, түзету, қайта бүгу, дәнекерлеу немесе қыздыру қасиеттерін өзгертуі мүмкін және өнім құжаттамасы, конструкциясы және қолданыстағы стандарты рұқсат еткенде ғана рұқсат етіледі.
Қысымды сынау кезінде болаттың әрекеті
балқытылған болаттың серпімділігі мен созылу шегі туралы айтылғандар қысым жүктемесіне сәйкес мағынада қолданылады. Конструкциялық болаттың аққыштық шегінің мәндері (қысым жағдайында оны аққыштық шегі деп атайды) қысу сынағы мен созылу сынағы кезінде алынған. Дегенмен, қысым кезінде жүктің ұсақтау шегінен асып кетуі өте қысқа элементтермен ғана мүмкін болады.
Бүгілу заңдары жіңішке өзектерге қолданылады. Бұл ретте, бірінші кезекте, шыбықтың ұштарын тіреу және қысу тәсіліне немесе өзек осінің белгіленген қалыптан ауытқуына қатысты болса да, тиісті болжамдарды ескеру қажет.
Басылған элементтер: тек материалдың беріктігі өзекшенің көтергіштігін анықтамайды. Бетон элементін есептеу кезінде жіңішкелік, бастапқы қисықтық, қалдық кернеулер, жергілікті және глобальді иілу, тіреуіштер, түйіспелер мен кемшіліктерді қосу қажет.
Иілу сынағы кезінде болаттың әрекеті
Ақулық нүктесіне қатысты (сырттан тіректердің үлкен иілулері немесе иілу сызықтары арқылы бақыланады), оның иілу сынағы кезінде сынақ шыбықтың созылу беріктігін сынау кезінде алынғанға қарағанда біршама төмен, бірақ жоғары кернеулерде орын алуы маңызды. Тіректердің созылу аймақтарында болаттың аққыштық шегінен асқаннан кейін, егер тіректер иілуден немесе бұралудан жеткілікті түрде бекітілген болса, жүктемелерді арттыруға болады.
Иілу сынағы: фотода өнімді қабылдау критерийлері емес, зертханалық процедура көрсетілген. Үлгінің геометриясы, тіректері, жылдамдығы, температурасы, илемдеу бағыты және сұрыптау критерийлері қолданылатын стандартқа және болаттың нақты түріне сәйкес келуі керек.
Болаттың шаршауға төзімділігі
Кәдімгі созылу, қысу немесе иілу сынақтары кезінде анықталған беріктік қасиеттері статикалық жүктеме кезінде болаттың әрекеті туралы толық ақпаратты береді. Бұл ретте ұзақ мерзімді статикалық жүктеме кезінде аққыштық шегі істен шыққанға дейін кәдімгі сынау нәтижесінде алынған шектен сәл төмен болатынын ескеру қажет. Егер статикалық жүктемелерден кейін жиі жүктемелер болса (мысалы, көпірлер, кран жолдары, көліктер) немесе тек жиі жүктемелер мүлдем әрекет етсе, онда материал туралы деректерді практикалық шарттарға барынша сәйкес келетін жағдайларда оның мінез-құлқы негізінде ғана алуға болады. Сондықтан, негізінен қозғалатын жүктемелерге ұшырайтын құрылыс элементтеріне арналған болаттар жиі жүктеу арқылы сыналады.
Көбінесе стационарлық және қозғалатын жүктемелер бір уақытта пайда болады. Келесі мысалдар мәселенің мәнін көрсетеді. Суретте көрсетілген таяқшалар1олар бір материалдан жасалған және бір штангадан құйылған. Төменгі стержень бірте-бірте жүктеу арқылы баяу бүгіледі; сондықтан ол бүгілуі мүмкін. Үстіңгі стержень бірнеше рет қайталанатын жүктемеге ұшырайды, кернеулер бірінші өзектегіден әлдеқайда төмен. Біраз уақыттан кейін үстіңгі өзек сынықтың айналасында тұрақты деформацияны көрсетпестен сынды. Осыған сәйкес, материалдың бұзылу кезіндегі мінез-құлқы айтарлықтай жүктемені қолдану тәсіліне байланысты. Иілу жүктемелеріне қатысты келтірілген мысал жүктің басқа түрлеріне де тән. Суреттерде2және3созылу сынақтарының мысалдары көрсетілген; сурет2жыртылу сынағының қарапайым мысалына сілтеме жасайды және сур3бір бағытты айнымалы кернеу сынақтарына.
Осы фактілерді қолдануға қатысты, - кәдімгі жырту сынағы кезінде көрсетілген мінез-құлықтан басқа - бұрғыланған немесе көлденең қимасы басқа өзгерістерге ұшыраған құрылыс элементінің құнын, атап айтқанда, бағалау маңызды. Бұрғыланған штанганың жиі жүктемелерге төзімділігі бұрғыланбаған стерженнің кедергісінен әлдеқайда төмен, өйткені кернеу шегі тесіктердің шеттерінде пайда болады. Тесіктің шетіндегі кернеу, егер жиі жүктемелерден туындаса, әрқашан орташа кернеуден айтарлықтай жоғары болады. Нәтижесінде жиі жүктемелер кезінде бұрғыланған құрылыс элементтері бұрғыланбаған элементтерге қарағанда әлдеқайда аз беріктік көрсетеді.
Шаршау туралы соңғы ескерту: шаршау крекингтері көрінетін пластикалық деформацияны тудыратын кернеулерден төменірек кернеулерде пайда болуы мүмкін. Саңылаулар, дәнекерленген бөлшектер, қиманың кенет өзгеруі, коррозия және зақымдану бөлшектердің категориясын және қызмет ету мерзімін өзгертеді. Қайталанатын жүктеме кезіндегі құрылымдар арнайы шаршау есебін, тексеру жоспарын және әрбір анықталған жарықшақтың сараптамалық бағасын талап етеді.