14.02.2019 1 МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ - арматура для железобетона,

конструкции, трубы и т.д.
Ценные свойства:
высокая прочность;

хорошая обрабатываемость;
свариваемость и др.

Недостатки:
подверженность коррозии;
деформируемость при
высоких температурах;
значительная плотность;
высокая стоимость.

содержат кремний, марганец, фосфор, серу и др. химические элементы).
От

содержания углерода их подразделяют на стали и чугуны.

Цветные металлы - медь, алюминий, магний, цинк и др.

Различают металлы химически чистые, технические и их сплавы.

Металлы различаются строением атомов, типами и параметрами кристаллических решеток.

Полиморфизм - способность изменять свою кристаллическую структуру в твердом состоянии при различной температуре.

Аллотропия - вторичная кристаллизация, (первичной понимают кристаллизацию при затвердевании охлаждаемого расплавленного металла).

Особенность многих металлов - аллотропия или полиморфизм.

хорошая теплопроводность;
значительный температурный коэффициент линейного расширения и

др.

Механические свойства металлов:
высокая прочность и твердость;
значительная ударная вязкость;
высокий модуль упругости;
способность к упругим и пластическим деформациям.

Технологические свойства металлов:
способность подергаться механической и термической обработке: давлением (ковка, штампование, прокат, волочение), резанием и сваркою.

его оксидов, содержащихся в руде, и освобождение его от пустой

породы и примесей (восстановление железа происходит под воздействием окиси углерода, выделяющейся при сжигании топлива).

При удаление излишнего углерода и части вредных примесей путем их окисления происходит передел чугуна на сталь (закись железа удаляется путем раскисления).

углерода при t = 20C ≤ 0,006%, твердость по Бринеллю

НВ 80 и предел прочности при растяжении 300 МПа. Пластичный (εt = 40%) и мягкий.

Цементит (карбид железа Fe3C) - химическое соединение с содержанием углерода 6,67%. Свойства - высокая твердость (НВ 800) и хрупкость.

Перлит - смесь феррита и цементита (содержание углерода около 0,83%). Свойства - промежуточное положение между ферритом и цементитом: твердость НВ 150…250, предел прочности при растяжении 800...850 МПа, малопластичен:
εt = 5…15%.

Аустенит - твёpдый раствор углерода в -Fe (содержаться в сплавах при повышенной температуре > 727 °С).

Ледебурит - смесь аустенита и цементита (образуется в сплаве при содержании углерода 4,3%).

= 0,83p
где p - относительное содержание в сплаве перлита.
Содержание

перлита в сплаве определяется по специальным образцам – шлифам.

Микроструктура стали (X100): а - перлит 100% (С=О,83%); б - перлит 50% + феррит 50% (С=0,4%); в - феррит 95% + перлит 5% (С =0,04%).

феррита; П - область перлита; Ц - область цементита; Л

- область ледебурита; Ж - область жидкого состояния сплава; Э - эвтектоид; Э -эвтектика; З - линия начала кристаллизации сплава; Т -линия окончания кристаллизации сплава.

твердости и прочности путем нагрева выше температуры начала структурных превращений

(750…800 °С) - линия abcd (см. рис.) и последующим быстрым и резким охлаждением.

Отпуск стали - обычно сопровождает закалку и имеет целью устранить излишнюю хрупкость закаленных изделий (снятия напряжений, возникающих в металле вследствие резкого охлаждения при закалке): нагреве предварительно закаленного изделия ниже температуры начала структурных превращений (300…600 °С) - линия ebf (см. рис.) и постепенным охлаждением на воздухе до комнатной температуры.

хрома, марганца, кремния и пр.), необходимые для улучшения их физико-механических

свойств.

Углеродистые стали содержат незначительное количество только постоянных примесей (кремний, марганец, сера и др.).

По содержанию легирующих добавок стали подразделяют: низколегированные (до 2,5%), среднелегированные (от 2,5 до 10%) и высоколегированные (более 10%).

— поставляется по механическим свойствам;
Б — поставляется по химическому

составу;
В — поставляется по механическим свойствам и химическому составу.

Сталь группы А применяется в основном в качестве арматуры для железобетона.

В группе А - три категории и семь марок (от Ст0 до Ст6),
в группе Б - две категории и семь марок (от БСт0 до БСт6),
в группе В - шесть категорий и пять марок (от ВСт1 до BCт5).

листовой (гладкий, рифленый, волнистый),
сортовой (круглого, квадратного, прямоугольного

и полосового поперечного сечения),
трубы и различные металлические изделия (скобы, заклепки, болты, гайки, поковки, гвозди, канаты и т. д.).

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ИЗДЕЛИЯ И КОНСТРУКЦИЙ

2 - квадратный;
3 - прямоугольный;
фасонный прокат: 4

- уголковый равнобокий;
5 - уголковый;
неравнобокий: 6 - тавровый; 7 - двутавровый; 8 - швеллерный;
9 - шпунтовый; 10 – рельсовый.

термомеханически;
упрочненную вытяжкой;
упрочненную вытяжкой в холодном состоянии.

б - класса А-III; в ~ класса Ас-II; г -

классов А-IV, А-V .

алюминия.
Положительные свойства АлС:
сравнительно небольшая плотность (2,7…2,8 г/см3);
значительные

прочность (700…2000 МПа) и коэффициент конструктивного качества;
высокая коррозионная стойкость (образование тонкой защитной оксидной пленки (Аl2О3));
большая пластичность (позволяющая получать любые профили простым прессованием, выдавливанием или гнутьем);
меньшая по сравнению со сталью хладноломкость (при эксплуатации в условиях пониженной температуры);
отсутствие искрообразования и немагнитность.

меньший, чем у стали);
высокая стоимость материала (в 7…8 раз

выше, чем у стали);
вдвое больший, чем у стали, температурный коэффициент линейного расширения;
необходимость специальных мер при сварке (защита свариваемых поверхностей от окисления путем сварки в атмосфере инертного газа);
возникновение электрохимической коррозии в местах контакта с другими металлами (сталь, медь).

Области применения АлС:
обрамления оконных и дверных блоков, элементы конструкций подвесных потолков, облицовки кровельных и стеновых панелей, несущие сварные и клепаные конструкции (фермы, колонны, сборно-разборные каркасы) и др.

сплавов:
1 - угольник равнобокий; 2 - бульбоугольник; 3 - угольник

неравнобокий разностенный; 4 - тавр; 5 - двутавр; 6 - зет фасонный; 7 - швеллер отбортованный; 8 - труба прямоугольная; 9 - профили для стен, перегородок и по-крытий; 10 - профили для облицовок трехслойных панелей; 11- профили для подвесных потолков, нащельников, солнцезащитных устройств.