** אַרקייוו עקספּערט אינהאַלט:** דער אַרטיקל ייַנגעמאַכץ היסטארישע דעזיגניישאַנז, טישן און קליימז וועגן דער זאַץ און מעטשאַניקאַל פּראָפּערטיעס פון שטאָל, אָבער איז נישט אַ גילטיק נאָרמאַל, מאַטעריאַל ספּעסיפיקאַטיאָן, באַווייַזן, סטראַקטשעראַל כעזשבן, אָדער היץ באַהאַנדלונג און טעסטינג לימעד. פּלאַן וואַלועס אָפענגען אויף די אַקיעראַטלי יידענאַפייד טיפּ און פּעקל פון שטאָל, מאַנופאַקטורינג צושטאַנד, גרעב, טעמפּעראַטור, וועלדאַביליטי, טאַפנאַס, מידקייַט און אָנווענדלעך נאָרמאַל. די שייַכעס מאַטעריאַל מוזן האָבן טרייסאַבאַל דאַקיומענטיישאַן און זיין אויסגעקליבן און אָפּגעשטעלט דורך אַ פאַראַנטוואָרטלעך מומחה.
הייַנט, Savo Kusić איז פאָוקיסט אויף האָלידען פֿענצטער, האָלץ-אַלומינום פֿענצטער, מנהג פֿענצטער, טיר און ריקוועס פֿאַר ציטאַט. This article remains as a historical archive and does not represent an offer for the manufacture of reinforcement, design or testing of steel structures.
Composition and historical marks of construction steel
דורך צעשמעלצן אײַזן אַרץ געמישט מיט ברענוואַרג, און מיט צוגאב פון אומריינלעכקייטן - געווענליך ליימסשטיין - ווי אויך דורכן אריינברענגען די הייסע לופט אונטער דרוק אין א בלאשאויוון, קריגט מען חזיר אייזן. חזיר אייַזן כּולל איבער 1,7% טשאַד; עס קענען ניט זיין פאָרדזשד, ראָולד, טשיזאַלד אָדער געדריקט - דעריבער, עס קענען ניט זיין פאָרעם אין פאַרשידן וועגן. געמאכט אייזן ווערט פראדוצירט פון חזיר אייזן דורך בלאזען לופט אין א גרונטליכע קאנווערטער, אדער פון ברעקל אייזן און חזיר אייזן אין א אויוון (סיעמענס-מארטין אויוון). פון עס קענען זיין באשאפן פאַרשידן שאַפּעס דורך ראָולינג, דרינגלעך און פאָרגינג. אלעס געמאכט אייזן הייסט שטאל.
** היסטארישע טישן: ** די אַלט שטאָל באַצייכענונגען, סטאַנדאַרדס, אַלאַואַנסיז און בענדינג פּראָוסידזשערז אין די טישן געוויזן מוזן נישט זיין געניצט פֿאַר סאָרסינג, ידענטיפיצירן אָדער סייזינג הייַנט ס מאַטעריאַל. בלויז די פירמע און דאַקיומענטיישאַן פון די איבערגעגעבן פּעקל זענען גילטיק, מיט אַ טשעק פון עקוויוואַלאַנס לויט די מסכים און גילטיק נאָרמאַל.
כעמישער זאַץ פון קאַנסטראַקשאַן שטאָל
טעכנישע אײַזן איז נישט ריין אײַזן, נאָר אַ צומיש פון די גרונט יסודות אײַזן און טשאַד, מערסטנס מיט צוגאב פון מאַנגאַנעס, סיליציום, פאָספאָרוס, סומבאָר און קופּער, און ווייניקער אָפט מיט אַלומינום, קראָומיאַם, ניקאַל, מאָליבדענום, אאז“ו ו די מערסט וויכטיק צומיש איז טשאַד. The yield strength and tensile strength of molten steel increase with increasing carbon content until about 0,9% carbon is reached; ילאָנגגיישאַן בייַ ברעכן דיקריסאַז ווי די טשאַד צופרידן ינקריסיז. Steel with a high carbon content must be handled more carefully when straightening, bending, buckling, etc.
קאַנסטראַקשאַן שטאָל סט37.12ווי אַ הערשן זיי אַנטהאַלטן0,08—0,15%פון טשאַד, דעמאָלט ca0,5%מאַנגאַנעס, אַרויף צו0,3%סיליציום. דער אינהאַלט פון פאָספאָרוס און שוועבל מוזן זיין נידעריק; עס אַמאַונץ ריספּעקטיוולי0,09%און0,05%. ווי אַ הערשן, עס איז מער קופּער0,2%.
ווען מען אָפּשאַצן די רעזולטאטן פון כעמישער אַנאַליסיס, מוזן זיין אָפּגעהיט צי זיי זענען אַנאַליסיס פון מעלץ אָדער אַנאַליזעס פון ראָולד סכוירע; פֿאַר די לעצטע, עס איז וויכטיק צי די מוסטער דאַטן אָפּשיקן צו סאַמפּאַלז ערידזשאַנייטאַד פון די גאנצע אָפּטיילונג, אָדער צו סאַמפּאַלז גענומען פון אַ ספּעציפיש אָרט (פון די האַרץ, פון די ברעג, פון איין עק).
שטאָל סטרוקטור, כאַרדאַנינג, טעמפּערינג און אַנילינג
אָבסערוואַציע פון די סטרוקטור איז געפירט אויס אויף פלאַך, קערפאַלי פּראַסעסט, ערד און פּאַלישט סערפאַסיז וואָס, ווי אַ הערשן, זענען קעראָודיד דורך אַסאַדז. אין געוויסע קאַסעס (למשל אויף אָוווערכיטיד שטאָל), שטאָל גריינז קענען זיין דערקענט מיט די נאַקעט אויג אויף צוגעגרייט סאַמפּאַלז.
די בילד 1 ווייזט די סטרוקטור פון אַ סלאָולי קולד שטאָל מיט אַ טשאַד אינהאַלט פון וועגן 0,1%, און די בילד 2 ווייזט די סטרוקטור פון אַ סלאָולי קולד שטאָל מיט אַ טשאַד אינהאַלט פון וועגן 0,3%. ליכטע גריינז זענען טשאַד-פֿרייַ און צונויפשטעלנ זיך דער הויפּט פון ריין אייַזן (דעריבער דער נאָמען פעריט); אונטער הויך מאַגנאַפאַקיישאַן פינצטער געביטן דערשייַנען סטרייפּט (פּערליטע). אונטערן מיקראָסקאָפּ קען מען דערקענען, אַז די פינצטערע פלעקן באַשטייען פון שווערע און ווייכערע שיכטן; די האַרדער לייַערס זענען אייַזן קאַרבידע (Fe3C), גערופן צעמענטיטע, וואָס איז עמבעדיד אין די סאַפטער פעריט. לאָוקאַלז - קריסטאַלז געשאפן אין הויך טעמפּעראַטור דיסינטאַגרייט אויף גראַדזשואַל קאָאָלינג. פּלוצעמדיק קאָאָלינג פון די הייס שטאָל פּריווענץ די קריסטאַלז פון דיסינטאַגרייטינג. אויב, אויף די אנדערע האַנט, פּלוצעמדיק קאָאָלינג איז דורכגעקאָכט איידער די טראַנספאָרמאַציע פון די האַרט לייזונג הייבט, די לייזונג - וואָס אַנדערש קען נאָר עקסיסטירן אין הויך טעמפּעראַטורעס - וועט פאָרזעצן צו זיין מיינטיינד אין צימער טעמפּעראַטור. אין דעם פאַל, מיר טאָן ניט באַקומען אַ מאַטעריאַל וועמענס טשאַד איז פונאנדערגעטיילט אין די פאָרעם פון ספּאַץ, אָבער אַ מאַטעריאַל מיט יוואַנלי פונאנדערגעטיילט טשאַד. שטאָל אין אַז צושטאַנד ווייזט אַ פיל העכער טראָגן שטאַרקייַט און העכער טענסאַל שטאַרקייַט ווי פּאַמעלעך-קולד שטאָל פון דער זעלביקער כעמישער זאַץ, אָבער עס ווייזט אויך ווייניקער מאַשינאַביליטי; אזא שטאל הייסט פארגליווערט שטאל.
עס איז נאַטירלעך אַז די קאָאָלינג ווירקונג איז מערסט פּראַנאַונסט אויף די סערפאַסיז, בשעת עס וויקאַנז צו די ין, וואָס איז פון גרויס וויכטיקייט פֿאַר די נוצן פון שטאָל. פאַרגליווערט שטאָל כּולל הויך ינערלעך סטרעסאַז.
** לאַבאָראַטאָריע און טערמאַל פּראָוסידזשערז: ** מעטאַלאָגראַפיק זויער עטשינג, באַהיצונג, טעמפּערינג און אַנילינג דאַרפן אַ קאַנטראָולד לאַבאָראַטאָריע אָדער וואַרשטאַט, יידענאַפייד מאַטעריאַל, צונעמען ויסריכט און שוץ. ימפּראַפּער היץ באַהאַנדלונג קענען אָנמאַכן קראַקס, דיפאָרמיישאַנז, אָנווער פון טאַפנאַס און הויך ריזידזשואַל סטרעסאַז.
נאַטור פון שטאָל בעשאַס טענסאַל טעסטינג
1. Ordinary structural steels in rolled condition
From the tensile test, in the first place the modulus of elasticity E can be determined both for total and elastic elongations. The modulus of elasticity of steel is 200 GPa.
Permanent elongations occur at low voltages, but they are of no particular importance in construction. פּראָסט שטאָל הייבט צו “לויפן” אונטער לאָודז אַז פֿאַר געשעפט קאַנסטראַקשאַן שטאָל סט 37 און באַטאָנען שטאָל איך מערסטנס יקסיד 0,24 גפּאַ, און אין גרויס סעקשאַנז קענען די ווערט אַראָפּ צו 0,18 גפּאַ. As a result of yielding, large permanent deformations and “yield lines” occur. די שורה פון די שטאָל ילאָנגגיישאַן דיאַגראַמע (בילד אונטן) ווייזט אַז די טראָגן פונט איז יקסידיד (אין שפּאַנונג לאָודינג, דעם שיעור איז אויך גערופן די טראָגן פונט).
ווען, אין די פאַל פון ריינפאָרסט באַטאָנען בימז, די סטרעטשינג שיעור פון די ריינפאָרסמאַנט איז יקסידיד אין די שפּאַנונג זאָנע, באַטייַטיק ילאָנגגיישאַנז פאַלן אין די שטאָל, וואָס קראַקס און בענדס זענען באשאפן אין די שפּאַנונג זאָנע פון די שטראַל, וואָס ימפּערז די מאַסע-שייַכעס קאַפּאַציטעט פון די שטראַל. אויף שטאָל מיט אַ הויך טשאַד אינהאַלט, אויף פאַרגליווערט שטאָל און אין אַלגעמיין אויף ניט-פעראַס מעטאַלס, די כאַראַקטעריסטיש טראָגן פונט געוויזן אין די בילד אויבן איז נישט דערשייַנען; permanent elongations generally increase, and there is no distinct yield point. אין אַזאַ קאַסעס, ווי אַ הערשן, די טראָגן שטאַרקייַט איז אנגענומען צו זיין גלייַך צו די מאַסע אין וואָס אַ שטענדיק ילאָנגגיישאַן פון 0,2%.
** וואַלועס זענען נישט פּלאַן דאַטן: ** מאָדולע פון ילאַסטיסאַטי, טראָגן שטאַרקייַט, שטאַרקייַט און ילאָנגגיישאַן אין דעם טעקסט זענען טראַנספערד פון אַ היסטארישן מקור. פֿאַר די כעזשבן, די כאַראַקטעריסטיש און פּלאַן וואַלועס פון די פּינטלעך מאָדערן קלאַס, גרעב און עקספּרעס צושטאַנד זענען גענומען, צוזאַמען מיט די באַטייַטיק פּאַרטיייש סיבות, טאָלעראַנץ און רעקווירעמענץ פֿאַר טאַפנאַס, וועלדאַביליטי און מידקייַט.
2. קאלט ציען סטעלס
In every steel rod that is straightened or bent, locally cold drawn steel occurs. In doing so, the steel is locally stressed beyond the yield point; on the drawn part, the drawing limit is increased. אויב אַ קלאָר שטאָל רוט איז לאָודיד אין שפּאַנונג ביז די טראָגן שטאַרקייַט איז יקסידיד, אויף רילאָודינג עס איז באמערקט אַז די ווערט פון די טראָגן שטאַרקייַט איז געוואקסן. The longer the “pause” time interval between two loads, the more the yield strength will increase.
אין דערצו, ווייַל בעשאַס קאַלט סטרעטשינג דער דיאַמעטער אויך דיקריסאַז אין פּראָפּאָרציע צו די ילאָנגגיישאַן פון די באַר, אַזוי די שטאָל וואָס איז געווען יקספּאָוזד צו באַטייטיק סטרעטשינג איידער די פּראָבע וועט ווייַזן אַ באטייטיק העכער טראָגן שטאַרקייַט און טענסאַל שטאַרקייַט ווי שטאָל וואָס איז נישט אויסגעשטרעקט; at the same time, it will show less impact resistance.
קאַלט צייכענונג איז געניצט אין דער פּראָדוקציע פון באַטאָנען סטעעלס IIb, IIIb, און IVb (טאָר-שטאָל, שטאָל קאַנסטראַקשאַן ייגל), ווי געזונט ווי אין דער פּראָדוקציע פון ווירעס פֿאַר פּרעסטרעססעד ריינפאָרסמאַנט און ראָפּעס פון סאַספּענשאַן בריקן.
Cold Work and Reinforcement: Historical cold drawn grades and descriptions are not indicative of modern product. בענדינג, סטרייטנינג, שייַעך-בענדינג, וועלדינג אָדער באַהיצונג די ריינפאָרסמאַנט קענען טוישן די פּראָפּערטיעס און איז ערלויבט בלויז ווען דערלויבט דורך די פּראָדוקט דאַקיומענטיישאַן, פּלאַן און אָנווענדלעך נאָרמאַל.
שטאָל נאַטור בעשאַס דרוק טעסטינג
וואָס איז געזאָגט וועגן די ילאַסטיסאַטי און וועגן די טענסאַל שיעור פון די מאָולטאַן שטאָל אַפּלייז אין די קאָראַספּאַנדינג זינען צו די דרוק מאַסע. די וואַלועס פון די טראָגן שטאַרקייַט פון סטראַקטשעראַל שטאָל (אין דעם פאַל פון דרוק איז גערופן די טראָגן שטאַרקייַט) באקומען בעשאַס די קאַמפּרעשאַן פּרובירן און די שפּאַנונג פּרובירן זענען נישט פיל אַנדערש. אָבער, אונטער דרוק, אַ פאַרגרעסערן אין מאַסע ווייַטער פון די קראַשינג שיעור איז מעגלעך בלויז מיט זייער קורץ עלעמענטן.
פֿאַר שלאַנק ראַדז, די געזעצן פון בוקקלינג צולייגן. אין דער זעלביקער צייַט, אין דער ערשטער אָרט, צונעמען אַסאַמפּשאַנז זאָל זיין גענומען אין חשבון, צי זיי אָפּשיקן צו די וועג פון שטיצן און פּינטשינג די ענדס פון די רוט, אָדער צו דיווייישאַנז פון די אַקס פון די רוט פון די געגרינדעט שטעלע.
** געדריקט עלעמענטן:** די שטאַרקייַט פון די מאַטעריאַל אַליין טוט נישט באַשטימען די שייַכעס קאַפּאַציטעט פון די רוט. שלאַנקקייט, ערשט קערוואַטשער, ריזידזשואַל סטרעסאַז, היגע און גלאבאלע בוקינג, שטיצן, דזשוינץ און ימפּערפעקשאַנז מוזן זיין אַרייַנגערעכנט אין די כעזשבן פון די באַטאָנען עלעמענט.
נאַטור פון שטאָל אין בענדינג פּרובירן
ווי פֿאַר די טראָגן פונט (אָבסערווירן פֿון די אַרויס דורך די גרויס דעפלעקטיאָנס פון די שטיצן אָדער דורך די טראָגן שורות), עס איז וויכטיק אַז עס וועט פאַלן בעשאַס די בענדינג פּרובירן ביי אַ ביסל נידעריקער אָבער העכער סטרעסאַז ווי די באקומען ווען טעסטינג די טענסאַל שטאַרקייַט פון די פּרובירן רוט. נאָך יקסיד די טראָגן שטאַרקייַט פון די שטאָל אין די שפּאַנונג זאָנעס פון די גערדערז, די לאָודז קענען זיין געוואקסן אויב די גערדערז זענען גענוג סיקיורד קעגן בוקקלינג אָדער טוויסטינג.
** בענדינג פּראָבע: ** פאָטאָ ווייזט לאַבאָראַטאָריע פּראָצעדור, נישט פּראָדוקט אַקסעפּטאַנס קרייטיריאַ. ספּעסאַמאַנז פון דזשיאַמאַטרי, שטיצן, גיכקייַט, טעמפּעראַטור, ראָולינג ריכטונג און גריידינג קרייטיריאַ מוזן גלייַכן די געווענדט נאָרמאַל און די פּינטלעך טיפּ פון שטאָל.
מידקייַט שטאַרקייַט פון שטאָל
שטאַרקייט פּראָפּערטיעס באשלאסן בעשאַס פּראָסט טענסאַל, קאַמפּרעסיוו אָדער בענדינג טעסץ צושטעלן דיטיילד אינפֿאָרמאַציע וועגן די נאַטור פון שטאָל אונטער סטאַטיק לאָודינג. אין דער זעלביקער צייט, עס זאָל זיין גענומען אין חשבון אַז די טראָגן שטאַרקייַט בעשאַס לאַנג-טערמין סטאַטיק לאָודינג וועט זיין אַ ביסל נידעריקער ווי די שיעור באקומען דורך פּראָסט טעסטינג ביז דורכפאַל. אויב סטאַטיק לאָודז זענען נאכגעגאנגען דורך אָפט לאָודז (למשל בריקן, קראַנע טראַקס, וועהיקלעס), אָדער אויב נאָר אָפט לאָודז אַקט אין אַלע, דאַן קענען זיין באקומען דאַטן וועגן דעם מאַטעריאַל בלויז באזירט אויף זייַן נאַטור אונטער טנאָים וואָס רובֿ ענג גלייַכן פּראַקטיש טנאָים. דעריבער, שטאָל פֿאַר קאַנסטראַקשאַן עלעמענטן, וואָס וועט זיין דער הויפּט יקספּאָוזד צו מאָווינג לאָודז, זענען טעסטעד דורך אָפט לאָודינג.
רובֿ אָפט, סטיישאַנערי און מאָווינג לאָודז פאַלן אין דער זעלביקער צייט. די פאלגענדע ביישפילן באַשרייַבן די עסאַנס פון די פּראָבלעם. ראַדז געוויזן אין די בילד1זיי זענען געמאכט פון דעם זעלבן מאַטעריע, און געשטאַלט פון די זעלבע רוט. דער נידעריקער רוט איז סלאָולי בענט דורך גראַדזשואַל לאָודינג; דעריבער, עס קען זיין בייגן. דער אויבערשטער רוט איז ריפּיטידלי אונטערטעניק צו ריפּיטיד לאָודינג, מיט סטרעסאַז פיל נידעריקער ווי די פּריוויילינג אין דער ערשטער רוט. נאָך עטלעכע מאָל, דער אויבערשטער רוט צעבראכן אָן ווייַזונג קיין שטענדיק דיפאָרמיישאַן אַרום די בראָך. לויט צו דעם, די נאַטור פון דעם מאַטעריאַל ביי דורכפאַל דעפּענדס באטייטיק אויף די וועג אין וואָס די מאַסע איז געווענדט. די אויבן בייַשפּיל, וואָס רעפערס צו די בענדינג מאַסע, איז אויך טיפּיש פֿאַר אנדערע טייפּס פון לאָודז. אין די בילדער2און3ביישפילן פון טענסאַל טעסץ זענען געוויזן; בילד2רעפערס צו אַ פּשוט בייַשפּיל פון אַ טרער פּרובירן, און פיג3צו ונידירעקטיאָנאַל בייַטעוודיק שפּאַנונג טעסץ.
Regarding the application of these facts, it is important that - apart from the behavior shown during the ordinary tearing test - the value of the construction element, which has been drilled or whose cross-section has undergone other changes, must be evaluated in particular. די קעגנשטעל פון אַ דרילד רוט צו אָפט לאָודז איז פיל נידעריקער ווי די קעגנשטעל פון אַן אַנדרילד רוט, ווייַל וואָולטידזש טרעשאַלז דערשייַנען אין די עדזשאַז פון די לאָך. די דרוק בייַ די ברעג פון די לאָך, אויב געפֿירט דורך אָפט לאָודז, וועט שטענדיק זיין באטייטיק העכער ווי די דורכשניטלעך דרוק. די קאַנסאַקוואַנס איז אַז דרילד בנין עלעמענטן אונטער אָפט לאָודז ווייַזן פיל ווייניקער שטאַרקייט ווי ניט-דרילד עלעמענטן.
** א לעצט טאָן אויף מידקייַט: ** מידקייַט קראַקינג קענען פּאַסירן ביי סטרעסאַז נידעריקער ווי די וואָס פאַרשאַפן קענטיק פּלאַסטיק דיפאָרמיישאַן. האָלעס, וועלדעד פרטים, פּלוצעמדיק ענדערונגען אין אָפּטיילונג, קעראָוזשאַן און שעדיקן טוישן די קאַטעגאָריע פון דעטאַילס און לעבן. סטראַקטשערז אונטער ריפּיטיד לאָודינג דאַרפן אַ ספּעציעל מידקייַט כעזשבן, אַ דורכקוק פּלאַן און אַ מומחה אַסעסמאַנט פון יעדער דיטעקטאַד פּלאַצן.