อลูมิเนียมหรือสแตนเลสซึ่งจะดีกว่า โลหะผสมอลูมิเนียมและเกรดคุณสมบัติทนไฟของสแตนเลสและอลูมิเนียม

อลูมิเนียมและสแตนเลสอาจมีลักษณะคล้ายกัน แต่ในความเป็นจริงพวกเขาแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง จดจำความแตกต่างทั้ง 10 ข้อนี้และให้คำแนะนำเมื่อเลือกประเภทของโลหะสำหรับโครงการของคุณ

1. อัตราส่วนของความแข็งแรงและน้ำหนัก อลูมิเนียมมักจะไม่แข็งแรงเท่าเหล็ก แต่มีน้ำหนักเบากว่ามาก นี่คือเหตุผลหลักว่าทำไมเครื่องบินทำจากอลูมิเนียม
2. การกร่อน สแตนเลสประกอบด้วยเหล็ก, โครเมียม, นิกเกิล, แมงกานีสและทองแดง โครมถูกเพิ่มเข้ามาเป็นองค์ประกอบเพื่อให้แน่ใจว่าทนต่อการกัดกร่อน อลูมิเนียมมีความทนทานต่อการเกิดออกซิเดชั่นและการกัดกร่อนเป็นหลักเนื่องจากฟิล์มชนิดพิเศษบนพื้นผิวโลหะ เมื่ออลูมิเนียมถูกออกซิไดซ์ผิวของมันจะเปลี่ยนเป็นสีขาวและบางครั้งก็เกิดโพรงขึ้น ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดหรือด่างรุนแรงอลูมิเนียมสามารถกัดกร่อนในอัตราที่รุนแรง
3. การนำความร้อนอลูมิเนียมมีคุณสมบัตินำความร้อนได้ดีกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม นี่คือหนึ่งในเหตุผลหลักว่าทำไมมันถูกใช้สำหรับหม้อน้ำรถยนต์และเครื่องปรับอากาศ
4. ราคา อลูมิเนียมมักจะถูกกว่าสแตนเลส
5. manufacturability อลูมิเนียมค่อนข้างนุ่มและง่ายต่อการตัดและทำให้เสียโฉม สแตนเลสเป็นวัสดุที่มีความทนทานมากกว่า แต่ก็ใช้งานได้ยากกว่าเพราะมันทำให้ตัวเองเสียรูปได้ยาก
6. เชื่อม สแตนเลสค่อนข้างง่ายต่อการเชื่อมในขณะที่อลูมิเนียมสามารถทำให้เกิดปัญหาได้
7. คุณสมบัติทางความร้อน สแตนเลสสามารถใช้งานได้ที่อุณหภูมิสูงกว่าอลูมิเนียมซึ่งสามารถอ่อนตัวได้ถึง 200 องศา
8. การนำไฟฟ้า สแตนเลสเป็นตัวนำที่ไม่ดีเมื่อเทียบกับโลหะส่วนใหญ่ อลูมิเนียมเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีมาก เนื่องจากความสามารถในการนำไฟฟ้าสูงน้ำหนักต่ำและความต้านทานการกัดกร่อนแรงดันสูง สายอากาศ สายไฟมักจะทำจากอลูมิเนียม
9. ความแข็งแรง เหล็กกล้าไร้สนิมแข็งแกร่งกว่าอลูมิเนียม
10. ผลกระทบกับอาหาร สแตนเลสทำปฏิกิริยากับอาหารน้อยลง อลูมิเนียมสามารถตอบสนองกับผลิตภัณฑ์ที่สามารถส่งผลกระทบต่อสีและกลิ่นของโลหะ

ยังไม่แน่ใจว่าโลหะชนิดใดที่เหมาะกับจุดประสงค์ของคุณ? ติดต่อเราทางโทรศัพท์อีเมลหรือมาที่สำนักงานของเรา ผู้จัดการฝ่ายบริการลูกค้าของเราจะช่วยให้คุณเลือกได้อย่างถูกต้อง!

การเลือกผลิตภัณฑ์โลหะ - ราวแขวนผ้าเช็ดตัวและราวจานและราวบันไดตะแกรงหรือราว - เราเลือกก่อนอื่นวัสดุ การแข่งขันแบบดั้งเดิมคือเหล็กกล้าไร้สนิมอลูมิเนียมและเหล็กกล้าสีดำธรรมดา (คาร์บอน) อย่างไรก็ตามมีคุณสมบัติที่คล้ายคลึงกันหลายประการ แต่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ มันสมเหตุสมผลแล้วที่จะเปรียบเทียบและหาว่าตัวไหนดีกว่า: อลูมิเนียมหรือ สแตนเลส (เหล็กสีดำเนื่องจากความต้านทานการกัดกร่อนต่ำจะไม่ได้รับการพิจารณา)

อลูมิเนียม: ลักษณะข้อดีข้อเสีย

หนึ่งในโลหะที่เบาที่สุดซึ่งโดยหลักการแล้วจะใช้ในอุตสาหกรรม มันทำหน้าที่ให้ความร้อนได้ดีมากและไม่ถูกกัดกร่อนจากออกซิเจน อลูมิเนียมมีให้เลือกหลายประเภท: แต่ละชนิดมีสารเติมแต่งเพื่อเพิ่มความแข็งแรงความต้านทานการเกิดออกซิเดชัน อย่างไรก็ตามด้วยข้อยกเว้นของอลูมิเนียมการบินที่มีราคาแพงมากพวกเขาทั้งหมดมีหนึ่งข้อเสียเปรียบ: ความนุ่มนวลมากเกินไป ชิ้นส่วนจากโลหะนี้มีการเปลี่ยนรูปได้ง่าย นั่นเป็นเหตุผลที่เป็นไปไม่ได้ที่จะใช้อลูมิเนียมซึ่งในระหว่างการใช้งานผลิตภัณฑ์จะสัมผัสกับแรงดันสูง (เช่นค้อนน้ำในระบบจ่ายน้ำเป็นต้น)

ความต้านทานการกัดกร่อนในอลูมิเนียม ค่อนข้างแพงเกินไป ใช่โลหะไม่“ เน่า” แต่เนื่องจากชั้นป้องกันของออกไซด์ซึ่งเกิดขึ้นกับผลิตภัณฑ์ในอากาศในเวลาไม่กี่ชั่วโมง

เหล็กกล้าไร้สนิม

อัลลอยไม่มีข้อเสียจริงยกเว้นในราคาที่สูง เขาไม่กลัวการกัดกร่อนไม่ใช่ในทางทฤษฎีเช่นอลูมิเนียม แต่ในทางปฏิบัติ: ฟิล์มออกไซด์ไม่ปรากฏบนซึ่งหมายความว่าตลอดเวลา " สแตนเลส"ไม่จางหาย

หนักกว่าอลูมิเนียมเล็กน้อยสแตนเลสที่มีแรงกระแทก ความดันสูง และรอยขีดข่วน (โดยเฉพาะแบรนด์ที่มีแมงกานีส) การถ่ายเทความร้อนของมันนั้นแย่กว่าอลูมิเนียม: แต่ด้วยเหตุนี้โลหะจึงไม่“ เหงื่อ” จึงมีการควบแน่นน้อยลง

จากผลการเปรียบเทียบมันชัดเจน - เพื่อปฏิบัติงานที่ต้องการน้ำหนักโลหะต่ำความแข็งแรงและความน่าเชื่อถือ สแตนเลสดีกว่าอลูมิเนียม.

1.2.1 ลักษณะทั่วไปของเหล็กเหล็กเป็นโลหะผสมของเหล็กกับคาร์บอนที่มีสารเจือปนซึ่งช่วยปรับปรุงคุณภาพของโลหะและสิ่งสกปรกที่เป็นอันตรายที่เข้าสู่โลหะจากแร่หรือเกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการหลอม

โครงสร้างเหล็ก.ในสถานะของแข็งเหล็กเป็นโพลีคริสตัลลีนประกอบไปด้วยผลึกที่มีความแตกต่างกันหลายอย่าง ในแต่ละคริสตัลจะมีการจัดเรียงอะตอม (ไอออนที่มีประจุในเชิงบวกที่แม่นยำมากขึ้น) ไว้ตามลำดับที่บริเวณตาข่ายระนาบ เหล็กนั้นมีลักษณะเป็นโครงผลึก (ลูกบาศก์ซีซี) และศูนย์กลางผลึกลูกบาศก์ใบหน้า (fcc) (รูปที่ 1.4) เมล็ดพืชแต่ละชนิดที่ก่อตัวเป็นผลึกนั้นมีความแหลมคมอย่างมากและมีคุณสมบัติแตกต่างกันไปในทิศทางที่แตกต่างกัน ด้วยจำนวนธัญพืชที่มีความแตกต่างกันจำนวนมากความแตกต่างเหล่านี้จะถูกทำให้เรียบโดยเฉลี่ยในทุกทิศทางคุณสมบัติจะกลายเป็นเหมือนเดิมและเหล็กจะมีพฤติกรรมเหมือนตัวกึ่งแข็ง

โครงสร้างเหล็กขึ้นอยู่กับเงื่อนไขการตกผลึกองค์ประกอบทางเคมีการรักษาความร้อนและเงื่อนไขการรีด

จุดหลอมเหลวของเหล็กบริสุทธิ์คือ 1535 ° C ในระหว่างการชุบแข็งผลึกของเหล็กบริสุทธิ์จะถูกก่อตัวขึ้น - เฟอร์ไรต์หรือที่เรียกว่า 8 เหล็กซึ่งมีตาข่ายเป็นศูนย์กลางของร่างกาย (รูปที่ 1.4, และ);ที่อุณหภูมิ 1490 ° C เกิดการตกผลึกซ้ำอีกและเหล็ก 5 แปลงเป็นเหล็ก with กับโครงตาข่ายประกอบรูปหน้า (รูปที่ 1.4, ข)ที่อุณหภูมิ 910 ° C และด้านล่างผลึกγ-เหล็กจะกลายเป็นผลึกที่อยู่ตรงกลางของร่างกายอีกครั้งและสถานะนี้จะคงอยู่ที่อุณหภูมิปกติ การปรับเปลี่ยนครั้งสุดท้ายเรียกว่าเหล็ก

ด้วยการแนะนำของคาร์บอนอุณหภูมิหลอมละลายจะลดลงและสำหรับเหล็กที่มีปริมาณคาร์บอน 0.2% อยู่ที่ประมาณ 1520 ° C ในการระบายความร้อนนั้นสารละลายคาร์บอนที่เป็นของแข็งจะเกิดขึ้นใน g-iron เรียกว่า austenite ซึ่งอะตอมของคาร์บอนนั้นตั้งอยู่ในใจกลางของตาข่าย fcc ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 910 ° C การสลายตัวของออสเทนไนต์จะเริ่มขึ้น β-เหล็กที่เกิดขึ้นพร้อมกับ bcc lattice (เฟอร์ไรต์) ละลายคาร์บอนได้ไม่ดี ในฐานะที่เป็นเฟอร์ไรต์ตกตะกอนออสเทนไนท์จะถูกเสริมด้วยคาร์บอนและที่อุณหภูมิ 723 ° C มันจะกลายเป็นเพอร์ไลต์ซึ่งเป็นส่วนผสมของเฟอร์ไรต์และเหล็กคาร์ไบด์เหล็ก Fe 3 C ซึ่งเรียกว่าซีเมนต์

รูปที่. 1.4 ตาข่ายลูกบาศก์คริสตัล:

และ- ร่างกายเป็นศูนย์กลาง

ข- กึ่งกลางใบหน้า

ดังนั้นที่อุณหภูมิปกติเหล็กประกอบด้วยสองเฟสหลัก: เฟอร์ไรต์และซีเมนต์ซึ่งเป็นธัญพืชอิสระและยังเข้าสู่องค์ประกอบของ perlite ในรูปแบบของแผ่น (รูปที่ 1.5) แสงเมล็ด - เฟอร์ไรต์, มืด - perlite)

เฟอร์ไรต์มีความเหนียวและอ่อนตัวมากซีเมนต์เป็นวัสดุแข็งและเปราะ Perlite มีคุณสมบัติตรงกลางระหว่างคุณสมบัติของเฟอร์ไรต์และซีเมนต์ ส่วนประกอบนี้หรือโครงสร้างมีความสำคัญขึ้นอยู่กับปริมาณคาร์บอน ขนาดเกรนของเฟอร์ไรต์และเพอร์ไลต์ขึ้นอยู่กับจำนวนศูนย์การตกผลึกและสภาวะการทำความเย็นและมีผลต่อคุณสมบัติเชิงกลของเหล็กอย่างมีนัยสำคัญ (ยิ่งเม็ดละเอียดยิ่งเท่าไรคุณภาพของโลหะก็จะยิ่งสูงขึ้น)

เจือสารเจือปนเข้าสู่ของแข็งด้วยเฟอร์ไรต์เสริมสร้างมัน นอกจากนี้บางส่วนของพวกเขาสร้างคาร์ไบด์และไนไตรด์เพิ่มจำนวนเว็บไซต์ตกผลึกและนำไปสู่การก่อตัวของโครงสร้างที่ละเอียด

ภายใต้อิทธิพลของการรักษาความร้อนโครงสร้างขนาดของเมล็ดข้าวและความสามารถในการละลายขององค์ประกอบผสมเปลี่ยนแปลงซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของเหล็ก

การรักษาความร้อนชนิดที่ง่ายที่สุดคือการทำให้เป็นมาตรฐาน มันประกอบไปด้วยการให้ความร้อนผลิตภัณฑ์รีดกลับไปที่อุณหภูมิของการก่อออสเทนไนต์และการทำความเย็นในอากาศตามมา หลังจากการปรับสภาพโครงสร้างของเหล็กได้รับคำสั่งมากขึ้นซึ่งนำไปสู่การปรับปรุงความแข็งแรงและคุณสมบัติพลาสติกของเหล็กแผ่นรีดและความต้านทานแรงกระแทกรวมถึงการเพิ่มความสม่ำเสมอ

ด้วยการระบายความร้อนอย่างรวดเร็วของเหล็กที่ร้อนถึงอุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนเฟสเหล็กจะดับ

โครงสร้างที่เกิดขึ้นหลังจากการชุบแข็งทำให้เหล็กมีความแข็งแรงสูง อย่างไรก็ตามความเหนียวของมันลดลงและมีแนวโน้มที่จะแตกหักได้ง่ายขึ้น ในการควบคุมคุณสมบัติเชิงกลของเหล็กชุบแข็งและการก่อตัวของโครงสร้างที่ต้องการ การทำความร้อนให้กับอุณหภูมิที่การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่ต้องการเกิดขึ้นถือที่อุณหภูมินี้ตามเวลาที่กำหนดจากนั้นทำให้ความเย็นช้าลง 1

ในระหว่างการกลิ้งเนื่องจากการบีบอัดโครงสร้างเหล็กจะเปลี่ยนไป มีการเจียระไนของธัญพืชและการวางแนวที่แตกต่างกันของมันตามและข้ามผลิตภัณฑ์รีด อุณหภูมิการหมุนและอัตราการทำความเย็นก็มีผลอย่างมากเช่นกัน ที่อัตราการเย็นตัวสูงการก่อตัวของโครงสร้างการชุบเป็นไปได้ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของคุณสมบัติความแข็งแรงของเหล็ก ยิ่งกลิ้งยิ่งหนาระดับการบีบอัดและอัตราการเย็นตัวก็จะยิ่งต่ำลง ดังนั้นด้วยการเพิ่มความหนา ลักษณะความแข็งแรง กำลังลดลง

ดังนั้นโดยการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางเคมี, การหมุนและการรักษาความร้อน, มันเป็นไปได้ที่จะเปลี่ยนโครงสร้างและรับเหล็กที่มีความแข็งแรงที่ระบุและคุณสมบัติอื่น

การจำแนกประเภทเหล็กตามคุณสมบัติความแข็งแรงของเหล็กพวกเขาจะแบ่งตามอัตภาพเป็นสามกลุ่ม: สามัญ (<29 кН/см 2), повышенной ( = 29...40 кН/см 2) и высокой прочности ( >40 kN / cm 2)

การเพิ่มความแข็งแรงของเหล็กสามารถทำได้โดยการผสมและการรักษาความร้อน

องค์ประกอบทางเคมีของเหล็กถูกแบ่งออกเป็นคาร์บอนผสม เหล็กกล้าคาร์บอนที่มีคุณภาพธรรมดานั้นประกอบไปด้วยเหล็กและคาร์บอนด้วยบ้าง

นอกเหนือจากซิลิคอน (หรืออลูมิเนียม) และแมงกานีส สารเติมแต่งอื่น ๆ นั้นไม่ได้ถูกนำมาใช้โดยเฉพาะและสามารถนำไปผลิตเป็นเหล็กได้จากแร่ (ทองแดงโครเมียมและอื่น ๆ )

Carbon (U) 1, การเพิ่มความแข็งแรงของเหล็ก, ลดความเหนียวและส่งผลกระทบต่อการเชื่อมจึงใช้เฉพาะเหล็กคาร์บอนต่ำที่มีปริมาณคาร์บอนไม่เกิน 0.22% สำหรับการสร้างโครงสร้างโลหะ

นอกจากเหล็กและคาร์บอนแล้วเหล็กกล้าผสมยังมีสารเติมแต่งพิเศษที่ปรับปรุงคุณภาพของพวกเขา เนื่องจากสารเติมแต่งส่วนใหญ่ในระดับหนึ่งหรืออีกอย่างหนึ่งจะลดความสามารถในการเชื่อมของเหล็กรวมทั้งเพิ่มต้นทุนเหล็กเหล็กกล้าผสมต่ำที่มีเนื้อหาทั้งหมดของสารผสมเจือไม่เกิน 5% ส่วนใหญ่จะใช้ในการก่อสร้าง

สารเจือปนโลหะผสมหลัก ได้แก่ ซิลิกอน (C), แมงกานีส (G), ทองแดง (D), โครเมียม (X), นิกเกิล (H), วานาเดียม (F), โมลิบดีนัม (M), อลูมิเนียม (Yu), ไนโตรเจน (A)

ซิลิคอนขจัดออกซิไดซ์เหล็กคือ ผูกออกซิเจนส่วนเกินและเพิ่มความแข็งแรง แต่ลดความเหนียวความเชื่อมที่แย่ลงและความต้านทานการกัดกร่อนในระดับสูง ผลกระทบที่เป็นอันตรายของซิลิคอนสามารถชดเชยได้ด้วยปริมาณแมงกานีสที่เพิ่มขึ้น

แมงกานีสเพิ่มความแข็งแรงเป็นสารพิษที่ดีและเมื่อรวมกับกำมะถันจะช่วยลดผลกระทบที่เป็นอันตราย ด้วยปริมาณแมงกานีสมากกว่า 1.5% เหล็กจะเปราะ

ทองแดงเพิ่มความแข็งแรงของเหล็กเล็กน้อยและเพิ่มความต้านทานต่อการกัดกร่อน เนื้อหาทองแดงที่มากเกินไป (มากกว่า 0.7%) มีส่วนช่วยในการเสื่อมสภาพของเหล็กและเพิ่มความเปราะบาง

โครเมี่ยมและนิกเกิลเพิ่มความแข็งแรงของเหล็กโดยไม่ลดความเหนียวและปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อน

อลูมิเนียมทำให้เกิดสนิมเหล็กดี, neutralizes ผลกระทบที่เป็นอันตรายของฟอสฟอรัสและเพิ่มความทนทาน

วาเนเดียมและโมลิบดีนัมช่วยเพิ่มความแข็งแรงโดยแทบไม่ลดความเหนียวและป้องกันการชุบเหล็กกล้าที่ผ่านการอบร้อนในระหว่างการเชื่อม

ไนโตรเจนที่อยู่ในสถานะไม่ได้ก่อให้เกิดอายุของเหล็กและทำให้เปราะดังนั้นจึงไม่ควรเกิน 0.009% ในสภาพที่มีพันธะทางเคมีกับอลูมิเนียมวานาเดียมไทเทเนียมและองค์ประกอบอื่น ๆ มันจะก่อให้เกิดไนไตรด์และกลายเป็นองค์ประกอบผสมที่เอื้อต่อการผลิตโครงสร้างที่ละเอียดและปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกล

ฟอสฟอรัสเป็นสิ่งสกปรกที่เป็นอันตรายเนื่องจากการสร้างของแข็งด้วยเฟอร์ไรต์มันจะเพิ่มความเปราะของเหล็กโดยเฉพาะที่อุณหภูมิต่ำ (ความเปราะเย็น) อย่างไรก็ตามในการมีอลูมิเนียมฟอสฟอรัสสามารถทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบผสมที่เพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็ก นี่คือพื้นฐานในการรับเหล็กที่ทนต่อสภาพอากาศ

กำมะถันเนื่องจากการก่อตัวของเหล็กกำมะถันละลายต่ำทำให้เหล็กเป็นผลิตภัณฑ์สีแดงแตก (มีแนวโน้มที่จะแตกที่อุณหภูมิ 800-1000 ° C) สิ่งนี้สำคัญอย่างยิ่งสำหรับโครงสร้างรอย ผลกระทบที่เป็นอันตรายของซัลเฟอร์จะลดลงเมื่อมีปริมาณแมงกานีสเพิ่มขึ้น เนื้อหาของกำมะถันและฟอสฟอรัสในเหล็กมี จำกัด และไม่ควรเกิน 0.03 - 0.05% ขึ้นอยู่กับประเภท (เกรด) ของเหล็ก

คุณสมบัติเชิงกลของเหล็กได้รับผลกระทบจากความอิ่มตัวของก๊าซที่ได้จากบรรยากาศสู่โลหะในสถานะหลอมเหลว ออกซิเจนทำหน้าที่เหมือนกำมะถัน แต่เพิ่มมากขึ้นและเพิ่มความเปราะบางของเหล็ก ไนโตรเจนที่ไม่ได้ผูกไว้ยังลดคุณภาพของเหล็ก แม้ว่าไฮโดรเจนจะยังคงอยู่ในระดับที่ไม่สำคัญ (0.0007%) แต่มุ่งเน้นไปที่การรวมอยู่ในภูมิภาคระหว่างผลึกและส่วนใหญ่อยู่ในขอบเขตของเมล็ดพืชมันทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าสูงใน microvolumes ซึ่งนำไปสู่การลดลงของการแตกหักแบบเปราะ คุณสมบัติ. ดังนั้นเหล็กหลอมเหลว (ตัวอย่างเช่นระหว่างการเชื่อม) จะต้องได้รับการปกป้องจากผลกระทบของบรรยากาศ

ขึ้นอยู่กับประเภทของอุปทานเหล็กจะถูกแบ่งออกเป็นเหล็กแผ่นรีดร้อนและการอบชุบด้วยความร้อน ในสถานะรีดร้อนเหล็กไม่ได้มีคุณสมบัติที่ดีที่สุดเสมอไป ในระหว่างการฟื้นฟูสภาพโครงสร้างเหล็กถูกบดอัดความสม่ำเสมอเพิ่มขึ้นความหนืดเพิ่มขึ้น แต่ไม่มีความแข็งแรงเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ การรักษาความร้อน (ดับในน้ำและการแบ่งเบาบรรเทาอุณหภูมิสูง) ทำให้สามารถรับเหล็กกล้าความแข็งแรงสูงที่ทนต่อการแตกหักได้ดี ค่าใช้จ่ายในการรักษาความร้อนของเหล็กสามารถลดลงอย่างมีนัยสำคัญหากชุบแข็งโดยตรงจากความร้อนกลิ้ง

เหล็กที่ใช้ในการสร้างโครงสร้างโลหะส่วนใหญ่ผลิตในสองวิธี: ในเตาเผาแบบเปิดโล่งและเครื่องกำจัดออกซิเจน คุณสมบัติของ open-hearth และ oxygen-converter steels เกือบจะเหมือนกันอย่างไรก็ตามวิธีการผลิต oxygen-converter นั้นมีราคาถูกกว่ามากและค่อยๆแทนที่ open-hearth สำหรับชิ้นส่วนที่สำคัญที่สุดซึ่งต้องการโลหะคุณภาพสูงโดยเฉพาะอย่างยิ่งเหล็กที่ได้จากการทำ electroslag remelting (ESR) ก็ถูกนำมาใช้เช่นกัน ด้วยการพัฒนาของอิเล็กโตรเมตรีคอลทำให้สามารถใช้เหล็กในการก่อสร้างเตาหลอมไฟฟ้าได้อย่างกว้างขวางขึ้น Elektrostal มีเนื้อหาที่ไม่เป็นอันตรายและมีคุณภาพสูง

โดยระดับของ deoxidation เหล็กสามารถเดือดกึ่งสงบและสงบ

เหล็กปลอดสารพิษเดือดระหว่างการหล่อเป็นแม่พิมพ์เนื่องจากวิวัฒนาการของก๊าซ เหล็กชนิดนี้เรียกว่าการต้มและมีมลพิษจากก๊าซมากขึ้นและมีความสม่ำเสมอน้อยกว่า

สมบัติเชิงกลนั้นมีความแตกต่างกันไปตามความยาวของแท่งโลหะเนื่องจากการกระจายตัวขององค์ประกอบทางเคมีไม่สม่ำเสมอ นี่คือความจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับส่วนหัวซึ่งเป็น friable มากที่สุด (เนื่องจากการหดตัวและความอิ่มตัวที่ยิ่งใหญ่ที่สุดกับก๊าซ) การแยกส่วนใหญ่ของสิ่งสกปรกที่เป็นอันตรายและคาร์บอนเกิดขึ้นในนั้น ดังนั้นชิ้นส่วนที่ชำรุดซึ่งประกอบไปด้วยประมาณ 5% ของมวลของโลหะจะถูกตัดออกจากโลหะ การต้มเหล็กที่มีตัวบ่งชี้ที่ดีพอสมควรเกี่ยวกับความแข็งแรงของผลผลิตและความต้านทานชั่วคราวมีความทนทานต่อการแตกหักและการแตกหักได้น้อยกว่า

เพื่อปรับปรุงคุณภาพของเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำมันจะถูกกำจัดออกซิไดซ์ด้วยสารซิลิกอนจาก 0.12 ถึง 0.3% หรืออลูมิเนียมเป็น 0.1% ซิลิกอน (หรืออลูมิเนียม) รวมกับออกซิเจนที่ละลายในน้ำจะลดผลกระทบที่เป็นอันตราย เมื่อรวมกับออกซิเจน deoxidizers จะสร้างซิลิเกตและอะลูมิเนตในระยะที่กระจัดกระจายอย่างละเอียดซึ่งเพิ่มจำนวนศูนย์การตกผลึกและมีส่วนทำให้เกิดโครงสร้างเหล็กที่ละเอียดซึ่งนำไปสู่การเพิ่มคุณภาพและสมบัติเชิงกล เหล็กที่ผ่านการ Deoxidized จะไม่เดือดเมื่อหล่อเป็นโมลด์ดังนั้นจึงเรียกว่า ส่วนหนึ่งประมาณ 15% ถูกตัดออกจากหัวของโลหะเหล็กอ่อน เหล็กอ่อนมีความสม่ำเสมอมากขึ้นเชื่อมได้ดีขึ้นต้านทานความเครียดได้ดีขึ้นและแตกหักได้ง่ายขึ้น เหล็กที่เงียบสงบถูกนำมาใช้ในการผลิตโครงสร้างที่สำคัญภายใต้แรงกดดันแบบไดนามิก

อย่างไรก็ตามเหล็กที่เงียบจะมีราคาสูงกว่าเหล็กที่เดือดประมาณ 12% ซึ่งบังคับให้เหล็กถูก จำกัด และเมื่อมีข้อได้เปรียบสำหรับเหตุผลทางเทคนิคและเศรษฐกิจให้เปลี่ยนไปใช้โครงสร้างเหล็กกึ่งเงียบ

เหล็กที่มีคุณภาพเงียบสงบอยู่ตรงกลางระหว่างการเดือดและนิ่ง มันถูก deoxidized ด้วยซิลิคอนน้อย - 0.05 - 0.15% (อลูมิเนียมไม่ค่อย) ส่วนที่เล็กกว่าหรือเท่ากับ 8% ของมวลของโลหะถูกตัดออกจากหัวของโลหะ เหล็กกึ่งมีค่าปานกลางเช่นกัน เหล็กโลหะผสมต่ำนั้นส่วนใหญ่จะใช้ในการดัดแปลงแบบสงบ (ไม่ค่อยกึ่งเงียบ)

1.2.2 การปันส่วนของเหล็กมาตรฐานหลักที่ควบคุมคุณสมบัติของเหล็กสำหรับการสร้างโครงสร้างโลหะคือ GOST27772 - 88 ตาม GOST เหล็กรูปทำจากเหล็ก 1 С235, С245, С255, С275, С285, С345, С345К, С375แผ่นเหล็ก C390, S390K, C440, S590, S590K ยังใช้สำหรับแผ่นและผลิตภัณฑ์รีดสากล เหล็ก C345, C375, C390 และ C440 สามารถให้เนื้อหาทองแดงสูง (เพื่อเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน) ในขณะที่ตัวอักษร "D" ถูกเพิ่มเข้าไปในการกำหนดเหล็ก

องค์ประกอบทางเคมีของเหล็กและคุณสมบัติทางกลแสดงในตาราง 1.2 และ 1.3

การเช่าสามารถส่งได้ทั้งแบบรีดร้อนและแบบใช้ความร้อน ทางเลือกขององค์ประกอบทางเคมีและประเภทของการรักษาความร้อนจะถูกกำหนดโดยโรงงาน สิ่งสำคัญคือการให้คุณสมบัติที่จำเป็น ดังนั้นเหล็กแผ่น C345 สามารถทำจากเหล็กได้ด้วย องค์ประกอบทางเคมี C245 พร้อมการปรับปรุงความร้อน ในกรณีนี้ตัวอักษร T ถูกเพิ่มเข้ากับการกำหนดเหล็กเช่น C345T

การทดสอบแรงกระแทกสำหรับเหล็ก C345 และ C375 ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิการทำงานของโครงสร้างและระดับอันตรายจากการแตกหักที่แตกต่างกันดังนั้นจะถูกส่งในสี่ประเภทและหมายเลขหมวดจะถูกเพิ่มเข้าไปในการกำหนดเหล็กเช่น C345-1; S345-2

ลักษณะมาตรฐานสำหรับแต่ละหมวดหมู่จะได้รับในตาราง 1.4

การเช่าถูกส่งเป็นแบทช์ ชุดประกอบด้วยรีดหนึ่งขนาดทัพพีหนึ่งและการรักษาความร้อนหนึ่ง เมื่อตรวจสอบคุณภาพของโลหะจะมีการสุ่มตัวอย่างสองตัวอย่างจากชุด

หนึ่งตัวอย่างทำจากแต่ละตัวอย่างสำหรับการทดสอบแรงดึงและแรงดัดงอและสองตัวอย่างสำหรับพิจารณาค่าความต้านทานแรงกระแทกที่แต่ละอุณหภูมิ หากผลการทดสอบไม่เป็นไปตามข้อกำหนดของ GOST ให้ดำเนินการ

การทดสอบครั้งที่สองในสองเท่าของจำนวนตัวอย่าง หากการทดสอบซ้ำแสดงผลลัพธ์ที่ไม่น่าพอใจแสดงว่าแบทช์นั้นถูกปฏิเสธ

การประเมินความสามารถในการเชื่อมของเหล็กกล้าจะดำเนินการตามปริมาณคาร์บอนที่เท่ากัน%:

โดยที่ C, Mn, Si, Cr, Ni, Cu, V, P - มวลของคาร์บอน, แมงกานีส, ซิลิคอน, โครเมียม, นิกเกิล, ทองแดง, วานาเดียมและฟอสฟอรัส %.

ถ้าด้วย<0,4%, то сварка стали не вызывает затруднений, при 0,4 %< С,< 0,55 % сварка возможна, но требует принятия специальных мер по предотвращению возник­новения трещины. При С э >ความเสี่ยง 0.55% ของการแคร็กเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

เพื่อตรวจสอบความต่อเนื่องของโลหะและป้องกันการแยกหากจำเป็นต้องทำการทดสอบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงตามคำขอของลูกค้า

คุณสมบัติที่โดดเด่น GOST 27772 - 88 เป็นการใช้งานสำหรับเหล็กบางส่วน (C275, C285, C375) ของวิธีการควบคุมทางสถิติซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ว่าการกำหนดค่ามาตรฐานของความแข็งแรงของผลผลิตและความต้านทานชั่วคราว

การก่อสร้าง โครงสร้างเหล็ก พวกเขายังทำจากเหล็กที่จัดทำขึ้นตามมาตรฐาน GOST 380 - 88 "เหล็กกล้าคาร์บอนที่มีคุณภาพธรรมดา", GOST 19281 -73 "เหล็ก, โลหะผสมคุณภาพสูงและรูปทรงต่ำ", GOST 19282 - 73 "เหล็ก, เหล็กแผ่นหนาต่ำและบรอดแบนด์สากล" และมาตรฐานอื่น ๆ

ไม่มีความแตกต่างพื้นฐานระหว่างคุณสมบัติของเหล็กที่มีองค์ประกอบทางเคมีเหมือนกัน แต่จัดทำตามมาตรฐานที่แตกต่างกัน ความแตกต่างในวิธีการควบคุมและการกำหนด ดังนั้นตาม GOST 380 - 88 ที่มีการเปลี่ยนแปลงในการกำหนดเกรดเหล็กจะมีการระบุกลุ่มการส่งมอบวิธีการกำจัดไอออนและหมวดหมู่

เมื่อส่งมอบในกลุ่ม A โรงงานรับประกันคุณสมบัติเชิงกลในกลุ่ม B - องค์ประกอบทางเคมีในกลุ่ม C - คุณสมบัติเชิงกลและองค์ประกอบทางเคมี

ระดับของการเกิด deoxidation ถูกระบุด้วยตัวอักษร KP (เดือด), SP (สงบ) และ PS (กึ่งสงบ)

หมวดหมู่เหล็กระบุประเภทของการทดสอบแรงกระแทก: หมวดที่ 2 - ไม่มีการทดสอบแรงกระแทก, 3 - ดำเนินการที่อุณหภูมิ +20 ° C, 4 - ที่อุณหภูมิ -20 ° C, 5 - ที่อุณหภูมิ -20 ° C และหลังจากอายุเครื่องจักรกล , 6 - หลังจากอายุเครื่องจักรกล

ในการก่อสร้างส่วนใหญ่จะใช้เกรดเหล็ก VstZkp2, VstZpsb และ VstZsp5 รวมถึงเหล็กที่มีแมงกานีส VstZgps5 เป็นจำนวนมาก

จากข้อมูลของ GOST 19281-73 และ GOST 19282 - 73 เนื้อหาขององค์ประกอบหลักนั้นระบุไว้ในการกำหนดเกรดเหล็ก ตัวอย่างเช่นองค์ประกอบทางเคมีของเหล็ก 09G2S ถูกถอดรหัสดังนี้: 09 - ปริมาณคาร์บอนในร้อยเปอร์เซ็นต์ของร้อยละ G2 - แมงกานีสในปริมาณ 1 ถึง 2%, C - ซิลิคอนสูงถึง 1 %.

ในตอนท้ายของเกรดเหล็กจะมีการระบุหมวดหมู่เช่น ประเภทของการทดสอบแรงกระแทก ก่อตั้งขึ้น 15 หมวดหมู่สำหรับเหล็กกล้าผสมต่ำการทดสอบจะดำเนินการที่อุณหภูมิสูงถึง -70 ° C เหล็กที่จัดหาให้ตามมาตรฐานต่าง ๆ สามารถใช้แทนกันได้ (ดูตาราง 1.3)

คุณสมบัติของเหล็กขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีของวัตถุดิบวิธีการหลอมและปริมาตรของหน่วยหลอมแรงอัดและอุณหภูมิในระหว่างการรีดสภาพการหล่อเย็นของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป ฯลฯ

ด้วยปัจจัยที่หลากหลายดังกล่าวที่มีผลต่อคุณภาพของเหล็กจึงค่อนข้างเป็นธรรมชาติที่ความแข็งแรงและคุณสมบัติอื่น ๆ มีการแพร่กระจายบางอย่างและถือได้ว่าเป็นตัวแปรสุ่ม ความคิดเกี่ยวกับความแปรปรวนของคุณลักษณะถูกกำหนดโดยฮิสโทแกรมการกระจายเชิงสถิติที่แสดงการแบ่งส่วนสัมพัทธ์ (ความถี่) ของค่าคุณลักษณะเฉพาะ

1.2.4. เหล็กที่มีความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้น(29 kN / cm 2< <40 кН/см 2). Стали повышенной прочности (С345 - С390) получают либо введением при выплавке стали легирующих
สารเติมแต่งส่วนใหญ่แมงกานีสและซิลิกอนมักจะน้อยกว่านิกเกิลและโครเมียมหรือทนความร้อน
เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ (С345Т)

ความเหนียวของเหล็กค่อนข้างลดลงและความยาวของพื้นที่ผลผลิตลดลงเหลือ 1 -1.5%

เหล็กที่มีความแข็งแรงสูงจะเชื่อมค่อนข้างแย่ (โดยเฉพาะเหล็กที่มีปริมาณซิลิคอนสูง) และบางครั้งจำเป็นต้องใช้มาตรการทางเทคโนโลยีพิเศษเพื่อป้องกันการก่อตัวของรอยแตกร้อน

ในแง่ของความต้านทานการกัดกร่อนเหล็กกล้าส่วนใหญ่ของกลุ่มนี้อยู่ใกล้กับเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ

เหล็กที่มีปริมาณทองแดงสูง (S345D, S375D, S390D) มีความต้านทานการกัดกร่อนที่สูงขึ้น

โครงสร้างที่ละเอียดของเหล็กอัลลอยด์ต่ำให้ความต้านทานต่อการแตกหักที่เปราะได้อย่างมีนัยสำคัญ

ทนแรงกระแทกสูงได้ที่อุณหภูมิ -40 ° C หรือต่ำกว่าซึ่งช่วยให้สามารถใช้เหล็กเหล่านี้สำหรับโครงสร้างที่ทำงานในพื้นที่ภาคเหนือ เนื่องจากคุณสมบัติความแข็งแรงที่สูงขึ้นการใช้เหล็กที่มีความแข็งแรงสูงทำให้ประหยัดโลหะได้สูงถึง 20 -25%

1.2.5. เหล็กกล้าที่มีความแข็งแรงสูง(\u003e 40 kN / cm 2) เหล็กกล้าความแข็งแรงสูง
(C440-C590) เป็นไปตามกฎโดยการผสมและการรักษาความร้อน

สำหรับการผสมองค์ประกอบการขึ้นรูปไนไตรด์ถูกนำมาใช้ซึ่งมีส่วนช่วยในการก่อตัวของโครงสร้างที่ละเอียด

เหล็กที่มีความแข็งแรงสูงอาจไม่มีจุดผลผลิต (ที่ o\u003e 50 kN / cm 2) และความเหนียว (การยืดตัว) ลดลงถึง 14% หรือต่ำกว่า

อัตราส่วนเพิ่มขึ้นเป็น 0.8 - 0.9 ซึ่งไม่อนุญาตให้มีการเปลี่ยนรูปแบบพลาสติกเมื่อคำนวณโครงสร้างจากเหล็กเหล่านี้

การเลือกองค์ประกอบทางเคมีและโหมดการอบชุบความร้อนสามารถเพิ่มความต้านทานต่อการแตกหักแบบเปราะได้อย่างมากและให้ความต้านทานแรงกระแทกสูงที่อุณหภูมิสูงถึง -70 ° C ความยากลำบากบางอย่างเกิดขึ้นในการผลิตโครงสร้าง ความแข็งแรงสูงและความเหนียวต่ำต้องใช้อุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้นสำหรับการตัดการแต่งตัวการเจาะและการดำเนินการอื่น ๆ

เมื่อทำการเชื่อมเหล็กที่ผ่านการชุบด้วยความร้อนเนื่องจากการให้ความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอและการระบายความร้อนอย่างรวดเร็วในโซนต่างๆของรอยต่อรอยการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างต่างๆเกิดขึ้น ในบางพื้นที่โครงสร้างการชุบจะเกิดขึ้นที่เพิ่มความแข็งแรงและความเปราะบาง (ชั้นแข็ง) ในอื่น ๆ โลหะผ่านการแบ่งเบาบรรเทาสูงและมีความแข็งแรงลดลงและความเหนียวสูง (ชั้นอ่อน)

การอ่อนตัวของเหล็กในเขตที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนสามารถเข้าถึงได้ 5-30% ซึ่งจะต้องนำมาพิจารณาเมื่อออกแบบโครงสร้างรอยที่ทำจากเหล็กที่ผ่านการอบด้วยความร้อน

การแนะนำขององค์ประกอบบางอย่างที่สร้างขึ้นจากคาร์ไบด์ (โมลิบดีนัม, วานาเดียม) ในองค์ประกอบเหล็กลดผลกระทบที่อ่อนตัว

การใช้เหล็กความแข็งแรงสูงนำไปสู่การประหยัดโลหะได้มากถึง 25-30% เมื่อเทียบกับโครงสร้างที่ทำจากเหล็กคาร์บอนต่ำและแนะนำให้ใช้โดยเฉพาะในโครงสร้างที่มีระยะยาวและหนัก

1.2.6 เหล็กทนฝนและแดดเพื่อเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะ
เหล็กกล้าผสมต่ำที่มี
จำนวน (เศษของร้อยละ) ขององค์ประกอบเช่นโครเมียมนิกเกิลและทองแดง

ในการออกแบบภายใต้ สภาพดินฟ้าอากาศเป็นเหล็กที่มีประสิทธิภาพมากด้วยการเติมฟอสฟอรัส (เช่นเหล็ก S345K) ฟิล์มออกไซด์บางเกิดขึ้นบนพื้นผิวของเหล็กดังกล่าวซึ่งมีความแข็งแรงเพียงพอและปกป้องโลหะจากการกัดกร่อน อย่างไรก็ตามความสามารถในการเชื่อมของเหล็กกล้าเมื่อมีฟอสฟอรัสลดลง นอกจากนี้ในผลิตภัณฑ์รีดที่มีความหนาขนาดใหญ่โลหะจะมีความต้านทานต่อความเย็นลดลงดังนั้นจึงแนะนำให้ใช้เหล็ก S345K สำหรับความหนาไม่เกิน 10 มม.

ในโครงสร้างที่รวมฟังก์ชั่นรับน้ำหนักและการปิดล้อม (ตัวอย่างเช่นการเคลือบเมมเบรน) แผ่นโลหะถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวาง เพื่อเพิ่มความทนทานของโครงสร้างดังกล่าวแนะนำให้ใช้เกรด OX18T1F2 สแตนเลสที่ไม่มีนิกเกิล คุณสมบัติทางกลของเหล็กОХ18Т1Ф2:

50 kN / cm 2, \u003d 36 kN / cm 2,\u003e 33 %. ที่ความหนาขนาดใหญ่ผลิตภัณฑ์รีดจากเหล็กโครเมี่ยมมีความเปราะบางสูง แต่คุณสมบัติของผลิตภัณฑ์รีดบาง (โดยเฉพาะหนาไม่เกิน 2 มม.) อนุญาตให้ใช้ในโครงสร้างที่อุณหภูมิการออกแบบสูงถึง -40 องศาเซลเซียส

1.2.7 ทางเลือกของเหล็กสำหรับการสร้างโครงสร้างโลหะการเลือกเหล็กถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของการออกแบบที่หลากหลายและการวิเคราะห์ทางเทคนิคและเศรษฐกิจโดยคำนึงถึงคำแนะนำของบรรทัดฐาน เพื่อให้การเรียงลำดับของโลหะง่ายขึ้นเมื่อเลือกเหล็กคุณควรพยายามรวมโครงสร้างให้มากขึ้นลดจำนวนเหล็กและโพรไฟล์ การเลือกเหล็กขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ต่อไปนี้ที่มีผลต่อการทำงานของวัสดุ:

อุณหภูมิของสภาพแวดล้อมที่มีการติดตั้งและใช้งานโครงสร้าง ปัจจัยนี้คำนึงถึงอันตรายที่เพิ่มขึ้นของการแตกหักแบบเปราะที่อุณหภูมิต่ำ

ธรรมชาติของการโหลดซึ่งกำหนดลักษณะเฉพาะของงานของวัสดุและโครงสร้างภายใต้การโหลดแบบไดนามิกการสั่นสะเทือนและตัวแปร

ประเภทของสภาวะความเครียด (การบีบอัดแบบแกนเดียวหรือความตึง, สภาวะระนาบหรือความเครียดเชิงปริมาตร) และระดับของความเค้นที่เกิดขึ้น

วิธีการเชื่อมต่อองค์ประกอบที่กำหนดระดับของความเค้นภายในระดับความเข้มข้นของความเครียดและคุณสมบัติของวัสดุในเขตการเชื่อมต่อ

ความหนาของผลิตภัณฑ์รีดที่ใช้ในองค์ประกอบ ปัจจัยนี้คำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของเหล็กที่มีความหนาเพิ่มขึ้น

ขึ้นอยู่กับสภาพการทำงานของวัสดุโครงสร้างทุกประเภทแบ่งออกเป็นสี่กลุ่ม

ถึง กลุ่มแรกโครงสร้างแบบเชื่อมซึ่งทำงานในสภาวะที่ยากลำบากโดยเฉพาะหรือได้รับผลกระทบโดยตรงจากการเคลื่อนที่แบบไดนามิกการสั่นสะเทือนหรือการเคลื่อนย้าย (ตัวอย่างเช่นคานเครน, คานแพลตฟอร์มงานหรือองค์ประกอบสะพานลอยดูดซับโหลดโดยตรงจากการกลิ้งหุ้น สถานะความเครียดของโครงสร้างดังกล่าวมีลักษณะเฉพาะในระดับสูงและความถี่ในการโหลดสูง

การออกแบบของกลุ่มแรกทำงานมากที่สุด เงื่อนไขที่ยากลำบากทำให้มีความเป็นไปได้ที่จะเกิดความเปราะหรือความล้มเหลวของความล้าดังนั้นข้อกำหนดสูงสุดจึงกำหนดคุณสมบัติของเหล็กสำหรับโครงสร้างเหล่านี้

ถึง กลุ่มที่สองรวมถึงโครงสร้างรอยที่ดำเนินการภายใต้ภาระคงที่เมื่อสัมผัสกับแกน biaxial ที่มีแกนเดียวและไม่มีความคลุมเครือของความเค้นแรงดึง (ตัวอย่างเช่นโครงข้อหมุนคานโครงคานพื้นและการเคลือบผิวและแรงดึงอื่น ๆ .

สามัญของสิ่งปลูกสร้างของกลุ่มนี้คือความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของการแตกหักแบบเปราะที่เกี่ยวข้องกับการปรากฏตัวของสนามของแรงดึงแรงดึง ความน่าจะเป็นของความล้มเหลวของความเหนื่อยล้าที่นี่มีค่าน้อยกว่าโครงสร้างของกลุ่มแรก

ถึง กลุ่มที่สามรวมถึงโครงสร้างรอยที่ทำงานภายใต้ผลกระทบที่เด่นชัดของแรงอัด (ตัวอย่างเช่นคอลัมน์ชั้นวางอุปกรณ์รองรับและองค์ประกอบที่ถูกบีบอัดและโค้งงออื่น ๆ ) รวมถึงโครงสร้างของกลุ่มที่สองในกรณีที่ไม่มีรอยต่อเชื่อม

ถึง กลุ่มที่สี่โครงสร้างเสริมและองค์ประกอบ (การเชื่อมต่อองค์ประกอบครึ่งไม้บันไดรั้ว ฯลฯ ) เช่นเดียวกับโครงสร้างของกลุ่มที่สามในกรณีที่ไม่มีข้อต่อเชื่อมรวมอยู่ด้วย

หากสำหรับโครงสร้างของกลุ่มที่สามและสี่มันก็เพียงพอที่จะ จำกัด ตัวเองให้เป็นข้อกำหนดสำหรับความแข็งแกร่งภายใต้โหลดคงที่แล้วสำหรับโครงสร้างของกลุ่มที่หนึ่งและสองมันเป็นสิ่งสำคัญในการประเมินความต้านทานต่อความเครียดแบบไดนามิกและการแตกหักเปราะ

ในวัสดุสำหรับโครงสร้างรอยจะต้องประเมินความสามารถในการเชื่อม ข้อกำหนดสำหรับองค์ประกอบโครงสร้างที่ไม่ได้มีรอยต่อรอยสามารถลดลงได้เนื่องจากการขาดสาขาของความเครียดจากการเชื่อมความเข้มข้นของความเครียดที่ลดลงและปัจจัยอื่น ๆ ที่ปรับปรุงการทำงานของพวกเขา

ภายในแต่ละกลุ่มของโครงสร้างขึ้นอยู่กับอุณหภูมิในการทำงานข้อกำหนดจะถูกกำหนดให้กับเหล็กสำหรับความต้านทานแรงกระแทกที่อุณหภูมิต่าง ๆ

บรรทัดฐานมีรายการของเหล็กขึ้นอยู่กับกลุ่มของโครงสร้างและภูมิภาคภูมิอากาศของการก่อสร้าง

การเลือกเหล็กขั้นสุดท้ายในแต่ละกลุ่มควรอยู่บนพื้นฐานของการเปรียบเทียบตัวชี้วัดทางเทคนิคและเศรษฐกิจ (การบริโภคเหล็กและค่าใช้จ่ายของโครงสร้าง) รวมถึงคำสั่งของความสามารถของโลหะและเทคโนโลยีของผู้ผลิต ในโครงสร้างคอมโพสิต (ตัวอย่างเช่นคอมโพสิตคาน, โครงข้อหมุน, ฯลฯ ) มันเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจที่จะใช้เหล็กสองชนิด: ความแข็งแรงที่สูงขึ้นสำหรับองค์ประกอบที่รับน้ำหนักมาก (สายพานโครงโครงคาน) และความแข็งแรงที่ต่ำกว่า

1.2.8 อลูมิเนียมอัลลอยด์อลูมิเนียมในคุณสมบัติแตกต่างจากเหล็กอย่างมีนัยสำคัญ ความหนาแน่นของมัน \u003d 2.7 t / m 3, เช่น น้อยกว่าความหนาแน่นของเหล็กเกือบ 3 เท่า โมดูลัสของความยืดหยุ่นตามยาวของอลูมิเนียม E \u003d 71000 MPa, โมดูลัสแรงเฉือน G \u003d27,000 MPa ซึ่งน้อยกว่าโมดูลัสของความยืดหยุ่นตามยาวและโมดูลัสแรงเฉือนของเหล็กประมาณ 3 เท่า

อลูมิเนียมไม่มีจุดคราก เส้นตรงของสายยางยืดนั้นจะเข้าสู่เส้นโค้งของสายยางยืดที่ทำจากพลาสติก (รูปที่ 1.7) อลูมิเนียมเป็นพลาสติกมาก: การยืดตัวที่จุดขาดถึง 40 - 50% แต่ความแข็งแรงของมันนั้นต่ำมาก: \u003d 6 ... 7 kN / cm 2 และความแข็งแรงของผลตอบแทนตามเงื่อนไข \u003d 2 ... 3 kN / cm 2 อลูมิเนียมบริสุทธิ์ถูกเคลือบอย่างรวดเร็วด้วยฟิล์มออกไซด์ที่แข็งแกร่งซึ่งป้องกันการกัดกร่อนได้อีก

เนื่องจากความแข็งแรงต่ำมากทำให้อลูมิเนียมบริสุทธิ์ในทางเทคนิค โครงสร้างอาคาร ไม่ค่อยใช้ การเพิ่มความแข็งแรงของอลูมิเนียมอย่างมีนัยสำคัญนั้นเกิดจากการผสมกับแมกนีเซียมแมงกานีสทองแดงซิลิกอน สังกะสีและองค์ประกอบอื่น ๆ

ความต้านทานชั่วคราวของอลูมิเนียมอัลลอยด์ (อลูมิเนียมอัลลอยด์) ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของสารเจือปนซึ่งสูงกว่าเทคนิคบริสุทธิ์ถึง 2 -5 เท่า อย่างไรก็ตามการยืดตัวที่สัมพันธ์กันจะลดลง 2 ถึง 3 เท่า เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นความแข็งแรงของอลูมิเนียมจะลดลงและที่อุณหภูมิสูงกว่า 300 ° C มันจะใกล้กับศูนย์ (ดูรูปที่ 1.7)

คุณสมบัติของโลหะผสมหลายองค์ประกอบ A1 - Mg - Si, Al - Cu - Mg, Al - Mg - Zn คือความสามารถในการเพิ่มความแข็งแรงในกระบวนการชราหลังจากการรักษาความร้อน; โลหะผสมดังกล่าวเรียกว่าสามารถชุบแข็งได้ทางความร้อน

ความต้านทานชั่วคราวของโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง (ระบบ Al - Mg - Zn) หลังจากการอบชุบด้วยความร้อนและการแก่ชราเทียมเกินกว่า 40 kN / cm 2 ในขณะที่การยืดตัวเพียง 5-10% การรักษาความร้อนของโลหะผสมขององค์ประกอบคู่ (Al-Mg, Al-Mn) ไม่นำไปสู่การชุบแข็ง; โลหะผสมดังกล่าวเรียกว่าความร้อนไม่แข็ง

การเพิ่มขึ้นของความแข็งแรงในการให้ผลผลิตตามเงื่อนไขของผลิตภัณฑ์จากโลหะผสมเหล่านี้โดยใช้ปัจจัย 1.5-2 สามารถทำได้โดยการเปลี่ยนรูปแบบเย็น (capping) และการยืดตัวก็ลดลงเช่นกัน มันควรจะสังเกตว่าตัวชี้วัดของทุกหลัก คุณสมบัติทางกายภาพ โลหะผสมโดยไม่คำนึงถึงองค์ประกอบขององค์ประกอบผสมและสถานะที่ปฏิบัติไม่แตกต่างจากตัวบ่งชี้สำหรับอลูมิเนียมบริสุทธิ์

ความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของสารเจือปน, สถานะของการจ่ายและระดับของความก้าวร้าวของสภาพแวดล้อม

ผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปจากโลหะผสมอลูมิเนียมถูกผลิตขึ้นที่โรงงานเฉพาะ: แผ่นและเทป - โดยกลิ้งไปที่โรงสีหลายม้วน ท่อและโพรไฟล์ - โดยการอัดขึ้นรูปบนแท่นพิมพ์ไฮดรอลิกแนวนอนซึ่งช่วยให้สามารถรับโปรไฟล์ของรูปร่างส่วนที่หลากหลายที่สุดรวมถึงที่มีฟันผุ

ผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปที่ส่งมาจากโรงงานบ่งบอกถึงระดับของโลหะผสมและสถานะการจัดส่ง: M - อ่อน (อบอ่อน); N - เช่าเหมาลำ; H2 - กึ่งรับประกัน T - แข็งและอายุตามธรรมชาติเป็นเวลา 3-6 วันที่อุณหภูมิห้อง T1 - แข็งและอายุเทียมเป็นเวลาหลายชั่วโมงที่อุณหภูมิสูง T4 - ไม่แข็งตัวเต็มที่และมีอายุตามธรรมชาติ T5 - ไม่แข็งและมีอายุเกินจริงอย่างสมบูรณ์ ผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปส่งมอบโดยไม่มีการประมวลผลไม่มีการกำหนดเพิ่มเติม

จากเกรดอลูมิเนียมจำนวนมากแนะนำให้ใช้ในการก่อสร้างดังต่อไปนี้:

อัลลอยด์ที่ไม่ผ่านความร้อน: AD1 และ AMtsM; AMg2M และ AMg2MN2 (แผ่นงาน); AMg2M (ท่อ);

โลหะผสมชุบแข็งด้วยความร้อน: AD31T1; AD31T4 และ AD31T5 (โปรไฟล์);

2458 และ 2458T; พ.ศ. 2468 และ พ.ศ. 2468 1935, 1935T, AD31T (โปรไฟล์และท่อ)

โลหะผสมทั้งหมดข้างต้นยกเว้นโลหะผสม 1925T ซึ่งใช้สำหรับโครงสร้างที่ตรึงอยู่เท่านั้นเชื่อมได้ดี สำหรับชิ้นส่วนที่หล่อนั้นจะใช้อัลลอยหล่อของแบรนด์ AL8

โครงสร้างอลูมิเนียมเนื่องจากมีน้ำหนักเบาความต้านทานการกัดกร่อนความต้านทานความเย็นคุณสมบัติต่อต้านแม่เหล็กการขาดประกายไฟความทนทานและ ดูดี พวกเขามีแนวโน้มการใช้งานที่กว้างขวางในหลายพื้นที่ของการก่อสร้าง อย่างไรก็ตามเนื่องจากค่าใช้จ่ายสูงการใช้อลูมิเนียมอัลลอยด์ในโครงสร้างอาคารจึงมี จำกัด

คำอธิบายของอลูมิเนียม: อลูมิเนียมไม่มีการเปลี่ยนรูปแบบ polymorphic แต่ก็มีตาข่ายลูกบาศก์ใบหน้าเป็นศูนย์กลางที่มีระยะเวลา \u003d 0.4041 นาโนเมตร อลูมิเนียมและโลหะผสมของมันให้ยืมตัวดีกับการเสียรูปร้อนและเย็น - กลิ้ง, การปลอม, การกด, การวาด, การดัด, การปั๊มแผ่นและการดำเนินงานอื่น ๆ

โลหะผสมอลูมิเนียมทั้งหมดสามารถเข้าร่วมได้ จุดเชื่อมและโลหะผสมพิเศษสามารถเชื่อมได้โดยการหลอมและการเชื่อมชนิดอื่น ๆ โลหะผสมอลูมิเนียม Wrought จะแบ่งออกเป็นแข็งและไม่แข็งโดยการรักษาความร้อน

คุณสมบัติทั้งหมดของโลหะผสมไม่ได้ถูกกำหนดโดยวิธีการรับผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปและการรักษาความร้อน แต่ส่วนใหญ่มาจากองค์ประกอบทางเคมีและโดยเฉพาะอย่างยิ่งลักษณะของขั้นตอน - การแข็งตัวของโลหะผสมแต่ละชนิด คุณสมบัติของโลหะผสมอลูมิเนียมอายุขึ้นอยู่กับชนิดของอายุ: โซนเฟสหรือการแข็งตัว

ในขั้นตอนของการแข็งตัวของอายุ (T2 และ TK) ความต้านทานการกัดกร่อนจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญและการรวมกันที่ดีที่สุดของลักษณะความแข็งแรงความต้านทานการกัดกร่อนความเครียดการกัดกร่อน delaminating กัดกร่อนความเหนียวแตกหัก (K 1s) และความเหนียว

สถานะของผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปลักษณะของการชุบและทิศทางของการตัดตัวอย่างมีดังนี้ สัญลักษณ์ของอลูมิเนียมรีด:

M - เบาอบอ่อน

T - แข็งและอายุตามธรรมชาติ

T1 - อายุแข็งและดุ้งดิ้ง

T2 - แข็งและอายุเทียมตามระบอบการปกครองให้ค่าความเหนียวแตกหักที่สูงขึ้นและทนต่อการกัดกร่อนได้ดีขึ้นภายใต้ความเครียด

TK - แข็งและอายุเทียมตามระบอบการปกครองให้ความต้านทานการกัดกร่อนความเครียดสูงสุดและความเหนียวแตกหัก

N - คาร์บอเนต (capping แผ่นโลหะผสมประเภท duralumin ประมาณ 5-7%)

P - รับประกันครึ่งหนึ่ง

H1 - แข็งตัว (แผ่นสูงสุดประมาณ 20%)

CCI - แข็งและอายุตามธรรมชาติมีความแข็งแรงสูง

GK - แผ่นรีดร้อน (แผ่น, แผ่น)

B - ชุบเทคโนโลยี

เอ - ชุบปกติ

ขึ้น - การหุ้มแบบหนา (8% ต่อด้าน)

D - ทิศทางยาว (ตามแนวเส้นใย)

P - ทิศทางข้าม

B - ทิศทางระดับความสูง (ความหนา)

X - ทิศทางคอร์ด

P - ทิศทางเรเดียล

ПД, ДП, ВД, ВП, ХР, РХ - ทิศทางของการตัดชิ้นงานทดสอบที่ใช้ในการกำหนดความเหนียวแตกหักและอัตราการเติบโตของความเมื่อยล้าแตก ตัวอักษรตัวแรกอธิบายทิศทางของแกนของตัวอย่างที่สอง - ทิศทางของเครื่องบินตัวอย่างเช่น: PV - แกนของตัวอย่างตรงกับความกว้างของผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปและระนาบของรอยแตกขนานกับความสูงหรือความหนา

การวิเคราะห์และการจัดทำตัวอย่างอลูมิเนียม: แร่ปัจจุบันอลูมิเนียมได้มาจากแร่ประเภทเดียว - บอกไซต์ แร่อะลูมิเนียมที่ใช้กันทั่วไปมี 50-60% A 12 O 3<30% Fe 2 О 3 , несколько процентов SiО 2 , ТiО 2 , иногда несколько процентов СаО и ряд других окислов.

ตัวอย่างจากแร่อะลูมิเนียมถูกนำมาใช้ตามกฎทั่วไปโดยเฉพาะอย่างยิ่งความสนใจกับความเป็นไปได้ของการดูดซับความชื้นโดยวัสดุเช่นเดียวกับอัตราส่วนที่แตกต่างกันของเศษส่วนของอนุภาคขนาดใหญ่และขนาดเล็ก มวลของตัวอย่างขึ้นอยู่กับขนาดของการส่งมอบทดสอบ: อย่างน้อย 5 กิโลกรัมจะต้องนำเข้าไปในตัวอย่างทั้งหมดจากทุก ๆ 20 ตัน

เมื่อสุ่มตัวอย่างบอกไซต์ในรูปทรงสแต็ครูปทรงจากชิ้นส่วนขนาดใหญ่ที่มีน้ำหนัก\u003e 2 กิโลกรัมนอนอยู่ในวงกลมที่มีรัศมี 1 เมตรชิ้นเล็ก ๆ จะถูกบิ่นออกและนำไปไว้ในพลั่ว ปริมาตรที่หายไปนั้นเต็มไปด้วยอนุภาคขนาดเล็กของวัสดุที่นำมาจากพื้นผิวด้านข้างของกรวยทดสอบ

วัสดุที่เลือกจะถูกรวบรวมในภาชนะที่ปิดสนิท

วัสดุตัวอย่างทั้งหมดถูกบดในเครื่องบดกับอนุภาคที่มีขนาด 20 มม. เทลงในกรวยลดและบดอีกครั้งเพื่อให้อนุภาคมีขนาด<10 мм. Затем материал еще раз перемешивают и отбирают пробы для определения содержания влаги. Оставшийся материал высушивают, снова сокращают и измельчают до частиц размером < 1 мм. Окончательный материал пробы сокращают до 5 кг и дробят без остатка до частиц мельче 0,25 мм.

การเตรียมตัวอย่างเพิ่มเติมสำหรับการวิเคราะห์จะดำเนินการหลังจากการอบแห้งที่ 105 ° C ขนาดอนุภาคของตัวอย่างสำหรับการวิเคราะห์ควรน้อยกว่า 0.09 มม. ปริมาณของวัสดุคือ 50 กิโลกรัม

ตัวอย่างอะลูมิเนียมที่เตรียมไว้นั้นมีแนวโน้มที่จะหลุดออกได้ง่าย หากตัวอย่างประกอบด้วยอนุภาคขนาด<0,25 мм, транспортируют в сосудах, то перед отбором части материала необходимо перемешать весь материал до получения однородного состава. Отбор проб от криолита и фторида алюминия не представляет особых трудностей. Материал, поставляемый в мешках и имеющий однородный состав, опробуют с помощью щупа, причем подпробы отбирают от каждого пятого или десятого мешка. Объединенные подпробы измельчают до тех пор, пока они не будут проходить через сито с размером отверстий 1 мм, и сокращают до массы 1 кг. Этот сокращенный материал пробы измельчают, пока он не будет полностью проходить через сито с размером отверстий 0,25 мм. Затем отбирают пробу для анализа и дробят до получения частиц размером 0,09 мм.

ตัวอย่างจากฟลูออไรด์เหลวละลายที่ใช้ในอิเล็กโทรไลซิสของอลูมิเนียมละลายเมื่ออิเล็กโทรไลต์ถูกนำมาใช้กับตักเหล็กจากของเหลวที่หลอมเหลวหลังจากกำจัดเปลือกแข็งออกจากพื้นผิวของอ่าง ตัวอย่างของเหลวของการหลอมถูกเทลงในแม่พิมพ์และรับก้อนโลหะขนาดเล็กที่มีขนาด 150x25x25 มม. จากนั้นตัวอย่างทั้งหมดจะถูกบดอัดให้มีขนาดอนุภาคของตัวอย่างห้องปฏิบัติการที่มีขนาดน้อยกว่า 0.09 มม. ...

อลูมิเนียมถลุง: ธรรมชาติของความสามารถในการหล่อและพลังงานอัลลอยด์อลูมิเนียมสามารถหลอมในเตาหลอมเบ้าหลอมในเตาหลอมแบบต้านทานและเตาหลอมแบบเหนี่ยวนำไฟฟ้าขึ้นอยู่กับขนาดของการผลิต

การหลอมอลูมิเนียมอัลลอยด์ไม่เพียง แต่จะต้องมีคุณภาพสูงของโลหะผสมสำเร็จรูปเท่านั้น แต่ยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตของหน่วยและนอกจากนี้ค่าใช้จ่ายในการหล่อต่ำสุด

วิธีการหลอมโลหะผสมอลูมิเนียมที่ก้าวหน้าที่สุดคือวิธีการเหนี่ยวนำความร้อนโดยกระแสความถี่อุตสาหกรรม

เทคโนโลยีสำหรับการเตรียมโลหะผสมอลูมิเนียมประกอบด้วยขั้นตอนทางเทคโนโลยีเช่นเดียวกับเทคโนโลยีสำหรับการเตรียมโลหะผสมจากโลหะอื่น ๆ

1. เมื่อทำการหลอมโลหะหมูสดและหนังสติ๊กอลูมิเนียมจะถูกโหลดครั้งแรก (ทั้งหมดหรือบางส่วน) จากนั้นเส้นเอ็นจะถูกละลาย

2. เมื่อทำการหลอมโดยใช้โลหะผสมหมูเบื้องต้นหรือหมู silumin ในการชาร์จโลหะผสมหมูจะถูกโหลดและละลายก่อนจากนั้นจึงเพิ่มอลูมิเนียมและโลหะผสมในปริมาณที่จำเป็น

3. ในกรณีที่ค่าใช้จ่ายประกอบด้วยของเสียและโลหะหมูมันจะถูกโหลดตามลำดับต่อไปนี้: อลูมิเนียมหมูหลักหล่อที่มีข้อบกพร่อง (แท่ง), ของเสีย (ชั้นแรก) และ remelting และหนังสติ๊กกลั่น

ทองแดงสามารถนำเข้าสู่การหลอมไม่เพียง แต่ในรูปแบบของการมัด แต่ยังอยู่ในรูปแบบของทองแดงหรือของเสียด้วยไฟฟ้า (แนะนำโดยการละลาย)