Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Классификация строительных сталей и чугунов. Классификация сортового проката

министерство образования и науки РФ

федеральное агентство по образованию

Пермский государственный технический университет

строительный факультет

Кафедра сварочного производства и технологий конструкционных материалов

«Классификация строительных сталей и чугунов. Классификация сортового проката»

(реферат)

составил

студент группы Пск-10

Бикчантаев а.а.

принял профессор, доктор технических наук Игнатов М. Н.

Пермь 2012

СОДЕРЖАНИЕ

Введение.................................................................................................................. 3

Классификация сталей..........................................................................................4
Классификация чугунов........................................................................................7
Классификация сортового проката.....................................................................8

Библиографический список...................................................................................14

Введение

Цель работы: ознакомиться с разновидностями сталей по химическому составу (зависимость марки стали от химического состава); изучить сортамент прокатных изделий (материалы для изготовления, диапазон размеров каждого изделия, сфера применения в строительстве); узнать правила приема проката.

Задача: найти интересующую информацию, пользуясь государственными стандартами (ГОСТ, ТУ и СНиП) и ознакомиться с ней.

1. Классификация сталей

1.1. По химическому составу

По химическому составу различают конструкционные и инструментальные стали. Конструкционные стали - это сплавы железа с углеродом, содержащие до 2,14 % углерода (С) при малом содержании других элементов. Они обладают высокой пластичностью и хорошо деформируются. Углерод сильно влияет на свойства стали даже при незначительном изменении его содержания. Конструкционные стали можно классифицировать по нескольким параметрам:

1.2. По качеству

Стали обыкновенного качества

Изготавливаются по ГОСТ 380-71. Обозначают буквами Ст и условными номерами от 0 до 6, например: Ст 0, Ст 1, ..., Ст 6. Степень раскисления обозначают буквами сп (спокойная сталь), пс (полуспокойная), кп (кипящая), которые ставят в конце обозначения марки стали.

В зависимости от назначения различают три группы сталей обыкновенного качества: А, Б и В. В марках указывают только группы Б и В, группу А не указывают.

Группа А поставляются только по механическим свойствам, химический состав сталей этой группы не регламентируется, он только указывается в сертификатах завода-изготовителя. Стали этой группы обычно используются в изделиях в состоянии поставки без обработки давлением и сварки. Чем больше цифра условного номера стали, тем выше ее прочность и меньше пластичность.

Группа Б поставляется только с гарантируемым химическим составом. Чем больше цифра условного номера стали, тем выше содержание углерода. Эти стали в дальнейшем могут подвергаться деформации (ковке, штамповке и др.), а в отдельных случаях и термической обработке. При этом их первоначальная структура и механические свойства не сохраняются. Знание химического состава стали позволяет определить температурный режим горячей обработки давлением и термообработки.

Группа В могут подвергаться сварке. Их поставляют с гарантированным химическим составом и гарантированными свойствами. Стали этой группы маркируются буквой В и цифрой, например — В СтЗпс. Эта сталь имеет механические свойства, соответствующие ее номеру по группе А, а химический состав — номеру по группе Б с коррекцией по способу раскисления.

Качественные конструкционные стали

Этот класс углеродистых сталей изготавливается по ГОСТ 1050—74. Качественные стали поставляют и по химическому составу, и по механическим свойствам. К ним предъявляются более жесткие требования по содержанию вредных примесей (серы не более 0,04 %, фосфора не более 0,035 %), неметаллических включений и газов, макро- и микроструктуры.

Качественные конструкционные стали маркируют двузначными цифрами 08, 10, 15, ..., 85, указывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента с указанием степени раскисленности (кп, пс).

Качественные стали делят на две группы: с обычным содержанием марганца (до 0,8 %) и с повышенным содержанием (до 1,2 %). При обозначении последних в конце марки ставится буква Г, например 60 Г. Марганец повышает прокаливаемость и прочностные свойства, но несколько снижает пластичность и вязкость стали.

При обозначении кипящей или полуспокойной стали в конце марки указывается степень раскисленности: кп, пс. В случае спокойной стали степень раскисленности не указывается.

По содержанию углерода качественные конструкционные стали подразделяются:

низкоуглеродистые (до 0,25 % С),

среднеуглеродистые (0,3—0,55 % С)

высокоуглеродистые (0,6—0,85 % С).

Для изделий ответственного назначения применяют высококачественные стали с еще более низким содержанием серы и фосфора. Низкое содержание вредных примесей в высококачественных сталях дополнительно удорожает и усложняет их производство. Поэтому обычно высококачественными сталями бывают не конструкционные, а инструментальные стали. При обозначении высококачественных сталей в конце марки добавляется буква А, например сталь У10А.

Инструментальные стали, содержащие 0,7—1,3% С, используют для изготовления ударного и режущего инструмента. Их маркируют У7, У13, где У означает углеродистую сталь, а цифра — содержание углерода в десятых долях процента.

1.3.Строительные стали

Строительная сталь предназначается для изготовления строительных конструкций — мостов, газо- и нефтепроводов, ферм, котлов и т. д. Все строительные конструкции, как правило, являются сварными, и свариваемость — одно из основных свойств строительной стали.

Конструкционные низколегированные стали в горячекатаном или нормализованном состоянии применяют для строительных конструкций, армирования железобетона, магистральных нефте- и газопроводов. Для изготовления деталей машин их применяют сравнительно редко.

Эта группа сталей содержит относительно малые количества углерода 0,1—0,25 %. Повышение прочности достигается легированием обычно дешевыми элементами — марганцем и кремнием.

Простые углеродистые строительные стали — Ст1, Ст2 и СтЗ, поставляются по ГОСТ 380—71. Наиболее широко применяется сталь марки СтЗ, которую для сварных конструкций следует поставлять по требованиям группы В, а для несварных конструкций — по группе А.

Из полученных тремя способами раскисления сталей (спокой полуспокойная и кипящая) более надежна сталь спокойная, имеющая более низкий порог хладноломкости.

Таким образом, следует применять для несвариваемых конструкций (или свариваемых неответственных конструкций) — кипящую сталь, для сварных расчетных конструкций — полуспокойную или спокойную сталь. Для ответственных конструкций, а также для сооружений, работающих в условиях низких температур, следует применять нормализованную или термически улучшенную сталь.

Низколегированные или строительные стали повышенной прочности (СТ СЭВ 4422-83) - в отличие от конструкционных легированных сталей, строительные стали повышенной прочности у потребителей не подвергаются термической обработке, т. е. структура и служебные характеристики формируются при производстве сталей.

По сравнению с углеродистыми сталями более высокая прочность строительных низколегированных сталей достигается упрочнением феррита за счет легирования сравнительно малыми количествами кремния и марганца, а также хрома, никеля, меди и некоторых других элементов.

К низколегированным строительным сталям относятся стали марок 14Г2, 17ГС, 14ХГС, 15ХСНД, 34Г2АФ, 17Г2АФБ и другие. Сталь 15ХСНД, содержащая никель и медь, работает в конструкциях до —60°С без перехода в хрупкое состояние. Кроме того, введение этих элементов увеличивает коррозионную стойкость стали в атмосферных условиях.

Все такие стали имеют низкое содержание углерода (<0,22% С) .

Строительные стали применяют главным образом в виде листов разной толщины, а также в виде сортового проката. Применение в строительных конструкциях более прочных низколегированных сталей вместо углеродистых дает возможность снизить расход металла на 15—25 %. Несмотря на несколько более высокую стоимость их использование экономически целесообразно.

2. Классификация чугунов

В зависимости от того, в какой форме присутствует углерод в сплавах, различают белые, серые) высокопрочные чугуны, чугуны с вермикулярным графитом и ковкие чугуны. Высокопрочные чугуны и чугуны с вермикулярным графитом являются разновидностью серых, но из-за повышенных механических свойств их выделяют в особые группы.
Белые чугуны из-за большого количества цементита твердые (450… 550 НВ), хрупкие и для изготовления деталей машин не используются. Ограниченное применение имеют отбеленные чугуны - отливки из серого чугуна со слоем белого чугуна в виде твердой корки на поверхности. Из них изготовляют прокатные валки, лемеха плугов, тормозные колодки и другие детали, работающие в условиях износа.
В промышленности широко применяют серые, высокопрочные и ковкие чугуны, в которых весь углерод или часть его находится в виде графита. Графит обеспечивает пониженную твердость, хорошую обрабатываемость резанием, а также высокие антифрикционные свойства вследствие низкого коэффициента трения. Вместе с тем включения графита снижают прочность и пластичность, так как нарушают сплошность металлической основы сплава. Серые, высокопрочные и ковкие чугуны различаются условиями образования графитных включений и их формой, что отражается на их механических свойствах, которые в большой степени зависят от структуры металлической основы. Проч ность, твердость и износостойкость чугунов растут е увеличением количества перлита в металлической основе, которая по всем показателям близка к сталям.
Серыми называются чугуны с пластинчатой формой графита. По химическому составу серьте чугуны разделяют на обычные (нелегированные) и легированные. Обычные серые чугуны сплавы сложного состава, содержащие основные элементы: Fе, С, Si - и постоянные примеси: Мn, Р и S. Обозначают серые чугуны индексами СЧ 20, СЧ 25, СЧ 30. Цифра в обозначении указывает на предел прочности чугуна при растяжении в 0,1 МПа.
Высокопрочными называют чугуны, которых графит имеет шаровидную форму. Их получают модифицированием магнием, который вводят в жидкий чугун в количестве 0,02 ... 0,08 %.
По структуре металлической основы высокопрочный чугун может быть ферритным или перлитным. Ферритный чугун в основном состоит из феррита и шаровидного графита, допускается до 20 % перлита. Структура перлитного чугуна - пластинчатый перлит и шаровидный графит, допускается до 20 % феррита.
Шаровидный графит - менее сильный концентратор напряжений, чем пластинчатый, поэтому он меньше снижает механические свойства металлической основы. Чугуны с шаровидным графитом обладают более высокой прочностью и некоторой пластичностью. Марка высокопрочного чугуна состоит из букв ВЧ и числа, обозначающего предел прочности чугуна при растяжении в 0,1 МПа, например ВЧ35.

Ковкие чугуны—разновидность серых чугунов, получаемая путем длительного (до 80 ч) выдерживания при высокой температуре. Такая термическая обработка называется томлением. При этом цементит распадается, и выделившийся при его распаде графит образует хлопьевидные включения, равномерно рассеянные в массе феррита. Ковкие чугуны наиболее пластичны из всех видов чугунов. Из серых чугунов изготовляют элементы строительных конструкций, в том числе и таких ответственных, как опорные части железобетонных балок, ферм, башмаки под колонны, тюбинги для тоннелей метрополитена и др.

Ковкие чугуны обозначают буквами и последующими цифрами, первая из которых характеризует прочность при растяжении в 0,1 МПа, а вторая пластичность (%) КЧ 30-6, КЧ60-3 и т.д.

3. Классификация сортового проката

3.1. Арматура

Арматура - это изделие из металла, применяемое для армирования железобетонных конструкций. Стандарт - ГОСТ 5781-82. Стандарт распространяется на горячекатаную круглую сталь гладкого и периодического профиля, предназначенную для армирования обычных железобетонных конструкций (арматурная сталь).

Арматура изготавливается:

Класса AI - гладкой;
Класса АII, AIII, AIV, AV, AVI - периодического профиля.

Арматурную сталь изготавливают из углеродистой и низколегированной стали. Стержни изготавливаются длиной от 6 до 12 м:

мерной длины;
мерной длины с немерными отрезками длиной не менее 2 м не более 15% от массы партии;
немерной длины.

3.2. Балка

Стандарт – ГОСТ 19425-74.

Балка двутавровая - это изделие из металла, применяемое в крупнопанельном, промышленном и гражданском строительстве для перекрытий, колонных металлоконструкций, мостовых сооружений, опор и подвесных путей.

Металлические балки различают по толщине стенки и полки, по расположению граней полок (с параллельными гранями, с уклоном внутренних граней), по назначению, по способу производства, по техническим характеристикам, например:

балка металлическая двутавровая стальная специальная;
балка металлическая двутавровая из углеродистой и низколегированной стали;
балка стальная горячекатаная;
балки с параллельными гранями полок:

Б - нормальные балки;
Ш - широкополочные;
К - колонные балки;

балки с уклоном граней полок:

балки обычные;
балки специальные:

М - для подвесных путей;
С- балки для армирования шахтных стволов.

3.3. Катанка

Катанка ГОСТ 30136-94 из углеродистой стали обыкновенного качества предназначена для перетяжки на проволоку и других целей. Катанку изготавливают из углеродистой стали обыкновенного качества марок ст0, ст1, ст2, ст3 всех степеней раскисления по ГОСТ 380-94.

По способу охлаждения катанка может быть:

охлаждена на воздухе (ВО);
подвергнута одностадийному ускоренному охлаждению (УО1);
двухстадийному ускоренному охлаждению (УО2).

По точности прокатки катанку изготавливают по ГОСТ 2590-88:

Б - повышенной точности;
В - обычной точности.

Катанку изготавливают диаметром 5.0; 5.5; 6.0; 6.5; 7.0; 8.0 и 9.0 в мотках, состоящих из одного непрерывного отрезка. По согласованию с потребителем допускается изготовление катанки диаметром более 9.0 мм в мотках.

3.4. Лист

Лист стальной делится на группы:

по толщине:

до 3.9 мм;
от 4 до 60 мм;

по типу прокатки:

лист стальной холоднокатаный;
лист стальной горячекатаный.

Лист стальной горячекатаный (ГОСТ 19903-90) и холоднокатаный углеродистый качественный общего назначения толщиной до 3,9 мм включительно и шириной не менее 500 мм подразделяется:

по видам продукции при поставке на:

листы;
рулоны;

по нормируемым характеристикам на категории:

1,2,3,4,5;

по качеству отделки поверхности на группы:

I - особо высокой отделки;
II - высокой отделки;
III - повышенной отделки;
IV - обычной отделки;

по способности к вытяжке:

Г - глубокой;
Н - нормальной.

Лист стальной холоднокатаный в части сортамента должна соответствовать ГОСТ 19904-90 .

Лист стальной холоднокатаный шириной 500 мм и более изготавливают:

в листах толщиной от 0.5 до 5.0 мм;
в рулонах толщиной от 0.5 до 3.0 мм.

Лист стальной оцинкованный (ГОСТ 14918-80)

Лист стальной оцинкованный (ОЦ) подразделяется:

по назначению на группы:

для холодной штамповки ХШ;
для холодного профилирования ХП;
под окраску (дрессированная) ПК;
общего назначения ОН;

по способности к вытяжке (группа ХШ):

нормальной вытяжки Н;
глубокой вытяжки Г;
весьма глубокой вытяжки ВГ;

по равномерности толщины цинкового покрытия:

с нормальной разнотолщинностью НР;
с уменьшенной разнотолщинностью УР.

3.5. Полоса

Полоса стальная предназначена для изготовления металлоконструкций, гнутых профилей (уголок, швеллер), а также для изготовления рессор и режущих инструментов (резцы и др.)

Стальная горячекатаная полоса общего назначения и стальная полоса для гаек шириной от 11 до 200 мм и толщиной от 4 до 60 мм соответствует ГОСТ 103-76 .

По точности прокатки полосы стальные изготавливают:

А - повышенной точности;
Б - нормальной точности.

3.6. Труба

Классификация труб производится по следующим основным признакам:

по материалу изготовления:

металлические трубы:

стальные;
чугунные;
из цветных металлов и сплавов;

неметаллические трубы:

полимерные (пластиковые);
из нерудных материалов (асбоцементные, бетонные);

по однородности материала в поперечном сечении:

однослойные трубы;
многослойные трубы (металлопластиковые трубы - пластик-металл-пластик);

по форме поперечного сечения:

обычные трубы

кольцевое сечение;

профильные трубы

квадратные;
прямоугольные;
овальные;
плоскоовальные трубы;

по способу производства:

бесшовные горячедеформированные трубы и холоднодеформированные трубы;
чугунные литые трубы;
сварные прямошовные и спиралешовные трубы;

по назначению:

трубы общего назначения;
трубы специального назначения.

Трубы стальные бесшовные горячедеформированные ГОСТ 8732-78 изготавливаются диаметром от 20 до 550 мм.

Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные ГОСТ 8734-75 изготавливаются диаметром от:

особотонкостенные диаметром от 5 до 250 мм, толщина стенки от 0.3 до 6 мм;
тонкостенные диаметром от 5 до 250 мм, толщина стенки от 0.6 до 20 мм;
толстостенные диаметром от 6 до 250 мм, толщина стенки от 1.6 до 24 мм;
особотолстостенные диаметром от 6 до 70 мм, толщина стенки от 2 до 12 мм.

Трубы стальные бесшовные горячедефомированные коррозионно-стойкие ГОСТ 9940-81 изготавливаются диаметром от 76 до 325, толщина стенки от 3.5 до 28 мм.

Трубы стальные бесшовные горячедеформированные ГОСТ 8732-78 изготавливаются из сталей: 10, 20, 35, 45, 10Г2, 20Х, 40Х, 30ХГСА, 15ХМ, 15Х5, 15Х5М, 12Х8 и др.

Трубы стальные бесшовные предназначены для трубопроводов, котельных установок, конструкций, деталей машин и других технических целей.

Трубы стальные электросварные прямошовные диаметром от 10 до 530 мм из углеродистой и низколегированной стали изготавливаются по ГОСТ 10705-80.

Трубы стальные сварные водогазопроводные ГОСТ 3262-75. К данной группе относятся неоцинкованные и оцинкованные стальные сварные трубы, применяемые для водопроводов и газопроводов, а также для систем отопления и деталей конструкций.

Трубы и фасонные изделия могут быть двух типов по толщине изоляции:

тип 1 - стандартный;
тип 2 - усиленный.

3.7. Уголок

Характеристика сортамента и классификация уголка:

Прокатная угловая равнополочная сталь (уголок равнополочный) ГОСТ 8509-93
Прокатная угловая неравнополочная сталь (уголок неравнополочный) ГОСТ 8510-86
Гнутые стальные равнополочные уголки ГОСТ 19771-93
Гнутые стальные неравнополочные уголки ГОСТ 19772-93

По точности прокатки уголок стальной изготавливают:

А - уголок высокой точности;
В - уголок обычной точности.

3.8. Швеллер

Швеллеры подразделяются на:

швеллеры стальные горячекатаные ГОСТ 8240-89;
швеллеры стальные специальные ГОСТ 19425-74;
швеллеры стальные гнутые равнополочные ГОСТ 8278-83;
швеллеры стальные гнутые неравнополочные ГОСТ 8281-80.

Швеллер ГОСТ 8240-89 делится на:

швеллер с уклоном внутренних граней полок: №5, 6.5, 8, 10, 12, 14, 16, 16а, 18, 18а, 20, 22, 24, 27, 30, 33, 36, 40.
швеллер с параллельными гранями полок П: №5П, 6.5П, 8П, 10П, 12П, 14П, 16П, 16аП, 18П, 18аП, 20П, 22П, 24П, 27П, 30П, 33П, 36П, 40П.

Библиографический список

Металлические конструкции/Под ред. Н.П.Мельникова.—2-е изд., перераб. и доп.—М.: Стройиздат, 1980.—776 с.— (Справочник проектировщика);
Строительные материалы Г.И.Горчаков, Ю.М.Баженов—М.:Стройиздат, 1986. —688с.
ГОСТ 535-88: Прокат сортовой и фасонный из стали углеродистой обыкновенного качества. Общие технические условия;
ГОСТ 380-94: Сталь углеродистая обыкновенного качества;
ГОСТ 380-71: Сталь тонколистовая оцинкованная с непрерывных линий;
ГОСТ 1050-74: Прокат сортовой, калиброванный, со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали;
ГОСТ 5781-82: Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций;
ГОСТ 2590-88: Прокат стальной горячекатаный круглый;
ГОСТ 30136-94: Катанка из углеродистой стали обыкновенного качества;
ГОСТ 19904-90: Прокат листовой холоднокатаный;
ГОСТ 14918-80: Сталь тонколистовая оцинкованная с непрерывных линий;
ГОСТ 103-76: Полоса стальная горячекатаная;
ГОСТ 8732-78: Трубы стальные бесшовные горячедеформированные;
ГОСТ 8734-75: Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные;
ГОСТ 9940-81: Трубы бесшовные горячедеформированные из коррозионно-стойкой стали;
ГОСТ 3262-75: Трубы стальные водогазопроводные;
ГОСТ 8509-93: Уголки стальные горячекатаные равнополочные;
ГОСТ 8510-86: Уголки стальные горячекатаные неравнополочные;
ГОСТ 19771-93: Уголки стальные гнутые равнополочные;
ГОСТ 19772-93: Уголки стальные гнутые неравнополочные;
ГОСТ 8240-89: Швеллеры стальные горячекатаные;
ГОСТ 1412-85: Чугун с пластинчатым графитом для отливок. Марки.
ГОСТ 7293-85 - Чугун с шаровидным графитом для отливок. Марки.

Классификация строительных сталей и чугунов. Классификация сортового проката 📙 Реферат → 🆔 119712