Общие сведения о металлических материалах

                                                                                                                               2  
 
 
 

Содержание

       Введение

1. Общие сведения.
2. Стальная арматура для железобетонных конструкций.
3. Чугун.
4. Цветные металлы.
5. Заключение.
6. Ссылки.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                                     3

1. Общие сведения о металлических материалах 

          Развитию металлургической промышленности уделяется особое внимание. Характерная особенность отечественной черной металлургии — высокая концентрация производства. В доменном процессе широко применяются природный газ, аргонная продувка при производстве электростали, способ получения специальных сталей электрошлаковым переплавом (ЭШП), электролучевой плавкой (ЭЛП), плазменнодуговым переплавом (ПДП) и др. На некоторых сверхмощных доменных печах воздухонагреватели впервые в мировой практике домностроения смонтированы из рулонных заготовок, изготовленных в заводских условиях методом сворачивания.

           Эти печи представляют собой сложные сооружения с высоким уровнем механизации и автоматизации технологических процессов, с применением электроники и счетно-решающих устройств. Для дальнейшего совершенствования работы доменных печей намечена широкая автоматизация процессов производства. Большое внимание уделяется развитию кислородно-конверторного производства стали. Широко развивается эффективный способ непрерывной разливки стали, обеспечивающий получение безусадочных и бездефектных слитков. Вводятся в строй мощные современные трубопрокатные агрегаты, осваивается выпуск труб улучшенного качества для нефтепромыслов и газовых магистралей.

          Одной из важнейших проблем металлургии является процесс прямого восстановления железа из руды. За последнее время созданы новые высокопрочные так называемые мартенсито-стареющие легированные стали с высокой пластичностью и обрабатываемостью. Для упрочнения металлов широко применяют такие средства воздействия, как ультразвук, высокое давление, магнитные поля и др.

          Огромное значение имеет предохранение металла различными защитными средствами от коррозии. В ближайшем будущем прокатная продукция металлургических заводов будет выпускаться с антикоррозионными покрытиями. Несмотря на то, что синтетическим материалам и заменителям металлов уделяется в нашей стране большое внимание, значение цветных металлов и их сплавов в строительстве остается большим. Среди них особая роль принадлежит алюминию и его сплавам.

          Предприятия по производству цветных металлов оснащают установками по комплексному извлечению свинца, цинка, кадмия, германия, селена, индия, галлия и других металлов-спутников. С развитием металлургической промышленности в стране увеличивается выход металлургических шлаков. Перед металлургами и строителями поставлена задача полного использования шлаков в строительстве. 

4

2. Стальная арматура  для железобетонных  конструкций

          По функциональному назначению арматура подразделяется на рабочую, конструктивную (распределительную) и монтажную. Рабочая арматура воспринимает усилия, возникающие под действием нагрузок на конструкцию и ее собственной массы. Количество арматуры рассчитывают в соответствии с этими нагрузками. В зависимости от ориентации в железобетонной конструкции рабочая арматура может быть продольной или поперечной.

        Продольная рабочая арматура воспринимает усилия растяжения или сжатия, действующие по продольной оси элемента. Например, в изображенной на  55 балке, опирающейся по концам, продольная рабочая арматура выполнена из стержней 2, 3, 5, которые сопротивляются растягивающим усилиям в нижней зоне конструкции. Для восприятия усилий, действующих при изгибе под углом 45° к продольной оси балки, стержни 2 и 3 отгибают. В колоннах продольную арматуру устанавливают для повышения сопротивляемости усилиям сжатия.

          Поперечная арматура воспринимает усилия, действующие поперек оси балки. Такую арматуру выполняют в виде хомутов либо расположенных поперечно отрезков стержней в сварных каркасах и сетках.

          Конструктивная (распределительная) арматура обеспечивает цельность конструкции, учитываемой при расчете прочности, а также в распределении действия сосредоточенных сил или ударной нагрузки на большую площадь. Стержни рабочей и распределительной арматуры сваривают либо связывают в единый пространственный каркас или плоские сетки. Иногда распределительную арматуру используют для того, чтобы придать арматурному каркасу необходимую жесткость.

          Конструктивная арматура служит для восприятия таких усилий, на которые конструкцию не рассчитывают. В частности, сюда относятся усилия от усадки бетона, температурных деформаций. Конструктивную арматуру обязательно устанавливают в местах резкого изменения сечения конструкций, где происходит концентрация напряжений.

          Монтажную арматуру устанавливают в зависимости от конструктивных и технологических требований, она не имеет непосредственного статического значения. Монтажная арматура необходима для создания из рабочих и конструктивных стержней жесткого транспортабельного каркаса. Рабочая и конструктивная арматура одновременно могут выполнять функции монтажной.

          По способу изготовления стальную арматуру железобетонных конструкций подразделяют на горячекатаную стержневую, холоднотянутую проволочную и проволочную обыкновенную катаную.

5

          Стержневую арматуру железобетонных конструкций изготовляют следующих видов: горячекатаную - диаметром 6...80 мм; термически или термомеханически упрочненную - диаметром 6...40 мм; упрочненную вытяжкой - диаметром 20...40 мм.

          Стержневую горячекатаную арматуру в зависимости от механических характеристик подразделяют на шесть классов, условно обозначаемых A-I (А240), А-П (А300), А-Ш (А400), A-IV (A600), A-V (A800), А-VI (А1000). Арматуру класса A-I (A240) выпускают гладкого профиля, остальных классов -периодического. В арматурных стержнях класса А-П (А300) профиль образован двумя диаметрально расположенными продольными ребрами и многочисленными поперечными выступами, идущими по винтовым линиям с одинаковым заходом ( 56а). В арматуре остальных классов поперечные выступы расположены «в елочку» ( 566).

          Термическому и термомеханическому упрочнению подвергают стержневую арматуру десяти классов; в ее обозначении упрочнение отмечается дополнительным индексом т: Ат400С, Ат500С, АтбОО, АтбООС, АтбООК, Ат800, Ат800К, АтЮОО, АтЮООК и Ат1200. Буква С указывает на возможность стыкования стержней сваркой, К - на повышенную стойкость арматуры против коррозионного растрескивания. Арматурную сталь изготовляют с периодическим профилем согласно ГОСТ 5781-82 или ГОСТ 10884-94.

          Стержневую арматуру, упрочненную вытяжкой, производят на предприятиях строительной индустрии. Ее выпускают классов А-Пв и А-Шв (что соответствует Ат400 и Ат500).

          Сортамент арматуры составлен по номинальным диаметрам стержней dH. Для стержней гладкого профиля (класса A-I (А240)) номинальный диаметр равен фактическому. В стержнях периодического профиля dH соответствуют диаметрам одинаковых с ними по площади поперечного сечения круглых гладких стержней. В условном обозначении арматуры указывают номер профиля, класс арматуры и номер стандарта, регламентирующего ее качество. Например, обозначение 16Ат600С ГОСТ 10884-94 следует расшифровывать так: 16 - номинальный диаметр арматуры, мм, АтбООС - арматура термически упрочненная свариваемая.

          С повышением класса арматуры возрастает ее прочность, характеризуемая пределом текучести и временным сопротивлением разрыву. Одновременно уменьшается относительное удлинение после разрыва. Наибольшее удлинение наблюдается в арматуре класса A-I (A240) - не менее 25 %.

          Арматурную сталь классов A-I (A240) и А-П (А300) диаметром до 12 мм и класса А-Ш (А400) диаметром до 10 мм включительно поставляют в мотках или прутках, а сталь этого же класса больших диаметров и остальных классов - только в прутках.

         Арматура класса A-I (A240) - гладкая, отличается наиболее высокой пластичностью. Из нее изготовляют только ненапрягаемую арматуру (преимущественно монтажную,

6

конструктивную и  поперечную рабочую). Сталь хорошо сваривается. Из стали класса A-I (A240) марок ВСтЗсп2; ВСтЗпс2 производят монтажные (подъемные) петли железобетонных элементов, а также закладные детали.

         Арматура класса А-П (АЗОО) обладает более высокими механическими свойствами. Область ее применения та же, что и арматуры класса A-I (A240). Периодический профиль улучшает сцепление арматуры с бетоном, и это позволяет считать железобетонные конструкции, армированные сталью класса А-И (АЗОО), более эффективными.

          Арматуру класса А-Ш (А400) наиболее часто применяют при изготовлении конструкций, не подвергаемых предварительному напряжению. Арматура данного класса бывает как рабочей, так и конструктивной. Кроме того, из арматуры класса А-Ш (А400) диаметром 6 и 8 мм выполняют поперечные стержни сварных сеток.

          Арматуру класса A-IV (A600) выпускают того же периодического профиля, что и арматуру класса А-Ш (А400). Чтобы их различить, концы арматурных стержней класса A-IV (A600) на участке 30...40 см окрашивают в красный цвет. Стержни класса A-IV (A600) используют для изготовления продольной рабочей арматуры сварных и вязаных каркасов и сеток. Допускается применять их также в качестве напрягаемой арматуры предварительно напряженных железобетонных элементов длиной до 12 м, эксплуатируемых под воздействием агрессивной среды.

          Стержневую арматуру класса A-IV (A600) часто используют для армирования предварительно напряженных конструкций из легкого бетона классов В7,5...В12,5 (марок 100...150).

          Арматура классов A-V (A800) и А-VI (А1000) - наиболее прочная, поэтому используется в основном для армирования предварительно напряженных конструкций. Ее применяют также в конструкциях, подвергающихся действию динамической и многократно повторяющейся нагрузки, например в пролетных строениях мостов, эстакад, подкрановых балок.

          Профиль стержней арматуры классов A-V (A800) и A-VI (А1000) такой же, как и у арматуры классов А-Ш (А400) и A-IV (A600). При поставке на стройку или завод железобетонных изделий концы стержневой арматуры класса A-V (A800) окрашивают в красный и зеленый, класса А-VI (А 1000) - в красный и синий цвета.

          Термически и термомеханически упрочненную арматуру классов Ат400~.Ат1200 периодического профиля применяют в основном для изготовления предварительно напряженных конструкций. Термическое упрочнение арматуры заключается в закалке стали с последующим высокотемпературным отпуском. Так упрочняют арматуру классов Ат600...Ат1200. Для арматуры класса Ат400 и Ат500 применяют термомеханическое упрочнение. Оно заключается в том, что арматурные стержни быстро охлаждают струями