Al elegir productos metálicos (toalleros y barandillas calefactables, platos y vallas, rejillas o pasamanos), elegimos, en primer lugar, el material. Tradicionalmente, se considera que compiten el acero inoxidable, el aluminio y el acero negro normal (carbono). Aunque tienen varias características similares, difieren significativamente entre sí. Tiene sentido compararlos y descubrir cuál es mejor: aluminio o acero inoxidable(No se considerará el acero negro, debido a su baja resistencia a la corrosión).
Aluminio: características, ventajas, desventajas.
Uno de los metales más ligeros que se utilizan generalmente en la industria. Conduce muy bien el calor y no está sujeto a la corrosión del oxígeno. El aluminio se produce en varias docenas de tipos: cada uno con sus propios aditivos que aumentan la resistencia, la resistencia a la oxidación y la maleabilidad. Sin embargo, a excepción del muy caro aluminio para aviones, todos tienen un inconveniente: una suavidad excesiva. Las piezas fabricadas con este metal se deforman fácilmente. Por eso es imposible utilizar aluminio cuando, durante el funcionamiento, el producto esté expuesto a alta presión (golpe de ariete en los sistemas de suministro de agua, por ejemplo).
Resistencia a la corrosión del aluminio. algo caro. Sí, el metal no se “pudre”. Pero sólo gracias a la capa protectora de óxido que se forma sobre el producto en el aire en cuestión de horas.
Acero inoxidable
La aleación prácticamente no tiene desventajas, excepto precio alto. No teme a la corrosión, no en teoría, como el aluminio, sino en la práctica: no aparece ninguna película de óxido, lo que significa que con el tiempo " acero inoxidable"no se desvanece.
Ligeramente más pesado que el aluminio, los mangos de acero inoxidable impactan bien, alta presión y abrasión (especialmente marcas que contienen manganeso). Su transferencia de calor es peor que la del aluminio: pero gracias a esto, el metal no “suda” y se forma menos condensación.
Según los resultados de la comparación, queda claro que para realizar tareas que requieren poco peso, resistencia y confiabilidad del metal, El acero inoxidable es mejor que el aluminio..
Descripción del aluminio: El aluminio no tiene transformaciones polimórficas y tiene una red cúbica centrada en las caras con un período a = 0,4041 nm. El aluminio y sus aleaciones se prestan bien a la deformación en frío y en caliente: laminado, forjado, prensado, trefilado, doblado, estampado de láminas y otras operaciones.
Se pueden unir todas las aleaciones de aluminio. soldadura de punto, y las aleaciones especiales se pueden soldar mediante fusión y otros tipos de soldadura. Las aleaciones de aluminio deformables se dividen en aquellas que se pueden endurecer y las que no se pueden endurecer mediante tratamiento térmico.
Todas las propiedades de las aleaciones están determinadas no sólo por el método de obtención de la pieza semiacabada y el tratamiento térmico, sino principalmente por la composición química y especialmente por la naturaleza de las fases que refuerzan cada aleación. Las propiedades del envejecimiento de las aleaciones de aluminio dependen del tipo de envejecimiento: zonal, fase o coagulación.
En la etapa de envejecimiento por coagulación (T2 y T3), la resistencia a la corrosión aumenta significativamente y se obtiene la combinación más óptima de características de resistencia, resistencia a la corrosión por tensión, corrosión por exfoliación, tenacidad a la fractura (K 1c) y ductilidad (especialmente en la dirección vertical). asegurado.
El estado de los productos semiacabados, la naturaleza del revestimiento y la dirección de corte de las muestras se indican a continuación: Leyenda aluminio laminado:
M - Suave, recocido
T - Endurecido y envejecido naturalmente
T1 - Endurecido y envejecido artificialmente
T2 - Endurecido y envejecido artificialmente según un régimen que proporciona mayores valores de tenacidad a la fractura y mejor resistencia a la corrosión bajo tensión.
TZ: endurecido y envejecido artificialmente según un régimen que proporciona la mayor resistencia a la corrosión bajo tensión y tenacidad a la fractura.
N - trabajado en frío (trabajo en color de láminas de aleaciones como duraluminio aproximadamente 5-7%)
P - Semi-endurecido
H1 - Color muy frío (laminas trabajadas en frío aproximadamente un 20%)
TPP: endurecido y envejecido naturalmente, mayor resistencia.
GK - Laminados en caliente (chapas, desbastes)
B - Revestimiento tecnológico
A - Revestimiento normal
UP - Revestimiento engrosado (8% por lado)
D - Dirección longitudinal (a lo largo de la fibra)
P - dirección transversal
B - Dirección de altitud (espesor)
X - Dirección del acorde
R - Dirección radial
PD, DP, VD, VP, ХР, РХ: dirección de corte de la muestra utilizada para determinar la tenacidad a la fractura y la tasa de crecimiento de las grietas por fatiga. La primera letra caracteriza la dirección del eje de la muestra, la segunda, la dirección del plano, por ejemplo: PV: el eje de la muestra coincide con el ancho del producto semiacabado y el plano de la grieta es paralelo a la altura o al espesor. .
Análisis y obtención de muestras de aluminio: Minerales. Actualmente, el aluminio se produce a partir de un solo tipo de mineral: la bauxita. Las bauxitas de uso común contienen entre un 50 y un 60 % de A 12 O 3,<30% Fe 2 О 3 , несколько процентов SiО 2 , ТiО 2 , иногда несколько процентов СаО и ряд других окислов.
Las muestras de bauxita se toman según reglas generales, prestando especial atención a la posibilidad de absorción de humedad por parte del material, así como a las diferentes proporciones de partículas grandes y pequeñas. El peso de la muestra depende del tamaño de la muestra a ensayar: de cada 20 toneladas es necesario seleccionar al menos 5 kg para la muestra total.
Al tomar muestras de bauxita en pilas cónicas, se separan los trozos pequeños de todos los trozos grandes que pesan >2 kg y se colocan en un círculo con un radio de 1 m y se recogen en una pala. El volumen que falta se llena con pequeñas partículas de material tomado de la superficie lateral del cono probado.
El material seleccionado se recoge en recipientes bien cerrados.
Todo el material de muestra se tritura en una trituradora hasta obtener partículas de 20 mm de tamaño, se vierte en un cono, se reduce y se tritura nuevamente hasta obtener partículas de ese mismo tamaño.<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.
La preparación adicional de la muestra para el análisis se lleva a cabo después del secado a 105°C. El tamaño de partícula de la muestra para el análisis debe ser inferior a 0,09 mm, la cantidad de material es de 50 kg.
Las muestras de bauxita preparadas son muy propensas a la estratificación. Si las muestras consisten en partículas de tamaño<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.
Las muestras de fluoruro líquido fundido utilizado en la electrólisis del aluminio fundido como electrolitos se toman con una pala de acero del líquido fundido después de eliminar los depósitos sólidos de la superficie del baño. Se vierte una muestra líquida de la masa fundida en un molde y se obtiene un pequeño lingote de 150x25x25 mm; luego, toda la muestra se tritura hasta obtener un tamaño de partícula de muestra de laboratorio inferior a 0,09 mm...
Fundición de aluminio: Dependiendo de la escala de producción, la naturaleza de la fundición y las capacidades energéticas, la fundición de aleaciones de aluminio se puede realizar en hornos de crisol, en hornos eléctricos de resistencia y en hornos eléctricos de inducción.
La fusión de aleaciones de aluminio debe garantizar no sólo una alta calidad de la aleación terminada, sino también una alta productividad de las unidades y, además, unos costes de fundición mínimos.
El método más avanzado para fundir aleaciones de aluminio es el método de calentamiento por inducción con corrientes de frecuencia industrial.
La tecnología para preparar aleaciones de aluminio consta de los mismos pasos tecnológicos que la tecnología para preparar aleaciones a base de cualquier otro metal.
1. Al fundir metales y aleaciones de cerdos frescos, primero se carga aluminio (en su totalidad o en partes) y luego se disuelven las aleaciones.
2. Al realizar la fundición utilizando una aleación preliminar de cerdo o silumin de cerdo en la carga, primero se cargan y funden las aleaciones de cerdo, y luego se agrega la cantidad requerida de aluminio y aleaciones.
3. En el caso de que la carga esté compuesta por desechos y metales porcinos, se carga en la siguiente secuencia: aluminio primario porcino, piezas fundidas defectuosas (lingotes), desechos (primera calidad) y refundición refinada y aleaciones.
El cobre se puede introducir en la masa fundida no sólo en forma de aleación, sino también en forma de cobre electrolítico o de residuos (introducción por disolución).
1.2.1. Características generales de los aceros. El acero es una aleación de hierro y carbono que contiene aditivos de aleación que mejoran la calidad del metal e impurezas nocivas que ingresan al metal desde el mineral o se forman durante el proceso de fundición.
Estructura de acero. En estado sólido, el acero es un cuerpo policristalino formado por muchos cristales (granos) con diferentes orientaciones. En cada cristal, los átomos (más precisamente, los iones cargados positivamente) están dispuestos de manera ordenada en los nodos de la red espacial. El acero se caracteriza por tener una red cristalina cúbica centrada en el cuerpo (bcc) y centrada en las caras (fcc) (figura 1.4). Cada grano como formación cristalina es marcadamente anisotrópico y tiene diferentes propiedades en diferentes direcciones. Con un gran número de granos con diferentes orientaciones, estas diferencias se suavizan, estadísticamente, en promedio, las propiedades se vuelven iguales en todas las direcciones y el acero se comporta como un cuerpo casi isotrópico.
La estructura del acero depende de las condiciones de cristalización, composición química, tratamiento térmico y modos de laminación.
El punto de fusión del hierro puro es de 1535°C; al endurecerse se forman cristales de hierro puro: ferrita, el llamado hierro 8 con una red centrada en el cuerpo (Fig. 1.4, A); a una temperatura de 1490 °C, se produce la recristalización y el hierro 5 se transforma en hierro y con una red centrada en las caras (Fig. 1.4, b). A una temperatura de 910°C o menos, los cristales de hierro-y se transforman nuevamente en cristales centrados en el cuerpo y este estado se mantiene hasta la temperatura normal. La última modificación se llama hierro.
Con la introducción de carbono, el punto de fusión disminuye y para el acero con un contenido de carbono del 0,2% es de aproximadamente 1520°C. Al enfriarse, se forma una solución sólida de carbono en hierro-y, llamada austenita, en la que los átomos de carbono se encuentran en el centro de la red fcc. A temperaturas inferiores a 910 °C, la austenita comienza a descomponerse. El hierro resultante con una red bcc (ferrita) no disuelve bien el carbono. A medida que se libera ferrita, la austenita se enriquece en carbono y, a una temperatura de 723 ° C, se convierte en perlita, una mezcla de ferrita y carburo de hierro Fe 3 C, llamada cementita.
Arroz. 1.4. Red cristalina cúbica:
A- centrado en el cuerpo;
b- centrado en la cara
Así, a temperaturas normales, el acero consta de dos fases principales: ferrita y cementita, que forman granos independientes y también forman parte de la perlita en forma de placas (fig. 1.5). Los granos claros son ferrita, los granos oscuros son perlita).
La ferrita es muy dúctil y tiene poca resistencia, mientras que la cementita es dura y quebradiza. La perlita tiene propiedades intermedias entre las de la ferrita y la cementita. Dependiendo del contenido de carbono predomina uno u otro componente estructural. El tamaño de los granos de ferrita y perlita depende del número de centros de cristalización y de las condiciones de enfriamiento y afecta significativamente las propiedades mecánicas del acero (cuanto más fino es el grano, mayor es la calidad del metal).
Los aditivos de aleación que entran en una solución sólida con ferrita la fortalecen. Además, algunos de ellos, al formar carburos y nitruros, aumentan el número de sitios de cristalización y contribuyen a la formación de una estructura de grano fino.
Bajo la influencia del tratamiento térmico, la estructura, el tamaño de grano y la solubilidad de los elementos de aleación cambian, lo que conduce a un cambio en las propiedades del acero.
El tipo más simple de tratamiento térmico es la normalización. Consiste en recalentar el producto laminado hasta la temperatura de formación de austenita y posterior enfriamiento al aire. Después de la normalización, la estructura de acero se vuelve más ordenada, lo que conduce a una mejor resistencia y propiedades plásticas del acero laminado y su resistencia al impacto, así como a una mayor uniformidad.
Con el enfriamiento rápido del acero calentado a una temperatura que excede la temperatura de transformación de fase, el acero se endurece.
Las estructuras formadas después del endurecimiento confieren al acero una gran resistencia. Sin embargo, su ductilidad disminuye y aumenta su tendencia a la fractura frágil. Para regular las propiedades mecánicas del acero endurecido y la formación de la estructura deseada, se lo templa, es decir. calentar a una temperatura a la que se produzca la transformación estructural deseada, mantener esta temperatura durante el tiempo requerido y luego enfriar lentamente 1.
Al laminar, la estructura del acero cambia como resultado de la compresión. Los granos se trituran y se orientan de forma diferente a lo largo y ancho del producto laminado, lo que conduce a una cierta anisotropía de propiedades. La temperatura de laminación y la velocidad de enfriamiento también tienen una influencia significativa. A una alta velocidad de enfriamiento, es posible la formación de estructuras endurecidas, lo que conduce a un aumento de las propiedades de resistencia del acero. Cuanto más grueso sea el producto laminado, menor será el grado de compresión y la velocidad de enfriamiento. Por lo tanto, al aumentar el espesor de los productos laminados características de fuerza están disminuyendo.
Así, variando la composición química, los modos de laminado y tratamiento térmico, es posible cambiar la estructura y obtener acero con una resistencia específica y otras propiedades.
Clasificación de aceros. Según las propiedades de resistencia del acero, se dividen convencionalmente en tres grupos: ordinario (<29 кН/см 2), повышенной ( = 29...40 кН/см 2) и alta resistencia(>40kN/cm2).
El aumento de la resistencia del acero se logra mediante aleación y tratamiento térmico.
Según su composición química, los aceros se dividen en aceros al carbono y aleados. Los aceros al carbono de calidad ordinaria se componen de hierro y carbono con algunos
la adición de silicio (o aluminio) y manganeso. Otros aditivos no se introducen específicamente y pueden entrar en el acero desde el mineral (cobre, cromo, etc.).
El carbono (C) 1, aunque aumenta la resistencia del acero, reduce su ductilidad y perjudica la soldabilidad, por lo que para la construcción de estructuras metálicas solo se utilizan aceros con bajo contenido de carbono con un contenido de carbono de no más del 0,22%.
Además de hierro y carbono, los aceros aleados contienen aditivos especiales que mejoran su calidad. Dado que la mayoría de los aditivos perjudican en un grado u otro la soldabilidad del acero y también aumentan su costo, en la construcción se utilizan principalmente aceros de baja aleación con un contenido total de aditivos de aleación de no más del 5%.
Los principales aditivos de aleación son silicio (S), manganeso (G), cobre (D), cromo (X), níquel (N), vanadio (F), molibdeno (M), aluminio (U), nitrógeno (A).
El silicio desoxida el acero, es decir une el exceso de oxígeno y aumenta su resistencia, pero reduce la ductilidad, empeora la soldabilidad y la resistencia a la corrosión con un mayor contenido. Los efectos nocivos del silicio pueden compensarse con un mayor contenido de manganeso.
El manganeso aumenta la resistencia, es un buen desoxidante y, cuando se combina con azufre, reduce sus efectos nocivos. Con un contenido de manganeso superior al 1,5%, el acero se vuelve quebradizo.
El cobre aumenta ligeramente la resistencia del acero y aumenta su resistencia a la corrosión. Un contenido excesivo de cobre (más del 0,7%) contribuye al envejecimiento del acero y aumenta su fragilidad.
El cromo y el níquel aumentan la resistencia del acero sin reducir la ductilidad y mejoran su resistencia a la corrosión.
El aluminio desoxida bien el acero, neutraliza los efectos nocivos del fósforo y aumenta la resistencia al impacto.
El vanadio y el molibdeno aumentan la resistencia casi sin disminuir la ductilidad y evitan el ablandamiento del acero tratado térmicamente durante la soldadura.
El nitrógeno en estado libre contribuye al envejecimiento del acero y lo vuelve quebradizo, por lo que no debe superar el 0,009%. En estado unido químicamente con aluminio, vanadio, titanio y otros elementos, forma nitruros y se convierte en un elemento de aleación, ayudando a obtener una estructura de grano fino y mejorar las propiedades mecánicas.
El fósforo es una impureza nociva porque, al formar una solución sólida con la ferrita, aumenta la fragilidad del acero, especialmente a bajas temperaturas (fragilidad en frío). Sin embargo, en presencia de aluminio, el fósforo puede servir como elemento de aleación que aumenta la resistencia a la corrosión del acero. Esta es la base para la producción de aceros resistentes a la intemperie.
El azufre, debido a la formación de sulfuro de hierro de bajo punto de fusión, hace que el acero se vuelva quebradizo (propenso a agrietarse a temperaturas de 800-1000 ° C). Esto es especialmente importante para estructuras soldadas. Los efectos nocivos del azufre se reducen con un mayor contenido de manganeso. El contenido de azufre y fósforo en el acero es limitado y no debe superar el 0,03 - 0,05%, según el tipo (grado) de acero.
Las propiedades mecánicas del acero se ven afectadas negativamente por la saturación de gases que pueden ingresar al metal en estado fundido desde la atmósfera. El oxígeno actúa como el azufre, pero en mayor medida, y aumenta la fragilidad del acero. El nitrógeno no fijado también reduce la calidad del acero. Aunque el hidrógeno se retiene en una cantidad insignificante (0,0007%), al concentrarse cerca de inclusiones en regiones intercristalinas y ubicarse principalmente a lo largo de los límites de los granos, causa altas tensiones en los microvolúmenes, lo que conduce a una disminución en la resistencia del acero a la fractura frágil, un Disminución de la resistencia a la tracción y deterioro de las propiedades plásticas. Por lo tanto, el acero fundido (por ejemplo, durante la soldadura) debe protegerse de la exposición a la atmósfera.
Según el tipo de suministro, los aceros se dividen en laminados en caliente y tratados térmicamente (normalizados o mejorados térmicamente). En estado laminado en caliente, el acero no siempre tiene un conjunto óptimo de propiedades. Durante la normalización, la estructura del acero se refina, su homogeneidad aumenta y su viscosidad aumenta, pero no se produce ningún aumento significativo en su resistencia. Tratamiento térmico(templado en agua y revenido a alta temperatura) permite obtener aceros de alta resistencia y muy resistentes a la fractura frágil. Los costes del tratamiento térmico del acero se pueden reducir significativamente si el endurecimiento se realiza directamente mediante calentamiento por laminación.
El acero utilizado en estructuras metálicas estructurales se produce principalmente de dos maneras: en hornos de hogar abierto y en convertidores de oxígeno. Las propiedades de los aceros de hogar abierto y de convertidor de oxígeno son casi las mismas, sin embargo, el método de producción del convertidor de oxígeno es mucho más económico y está reemplazando gradualmente al método de hogar abierto. Para las piezas más críticas, donde se requiere metal de alta calidad, también se utilizan aceros producidos por electrofusión de escoria (ESR). Con el desarrollo de la electrometalurgia, es posible un uso más amplio en la construcción de aceros producidos en hornos eléctricos. Elektrostal se caracteriza por un bajo contenido de impurezas nocivas y una alta calidad.
Según el grado de desoxidación, el acero puede estar en ebullición, semitranquilo o en calma.
Los aceros no desoxidados hierven cuando se vierten en moldes debido a la liberación de gases. Este acero se llama acero en ebullición y resulta más contaminado con gases y menos homogéneo.
Propiedades mecánicas varían algo a lo largo del lingote debido a la distribución desigual de los elementos químicos. Esto se aplica especialmente a la parte de la cabeza, que resulta ser la más suelta (debido a la contracción y la mayor saturación de gases), y en ella se produce la mayor segregación de impurezas nocivas y carbono. Por lo tanto, la parte defectuosa, que representa aproximadamente el 5% de la masa del lingote, se corta del lingote. Los aceros en ebullición, que tienen un límite elástico y una resistencia a la tracción bastante buenos, son menos resistentes a la fractura frágil y al envejecimiento.
Para mejorar la calidad del acero con bajo contenido de carbono, se desoxida añadiendo silicio del 0,12 al 0,3% o aluminio hasta el 0,1%. El silicio (o aluminio), combinado con oxígeno disuelto, reduce sus efectos nocivos. Cuando se combinan con oxígeno, los desoxidantes forman silicatos y aluminatos en una fase finamente dispersa, que aumentan el número de sitios de cristalización y contribuyen a la formación de una estructura de acero de grano fino, lo que conduce a un aumento de su calidad y propiedades mecánicas. Los aceros desoxidados no hierven cuando se vierten en moldes, por eso se les llama aceros tranquilos. De la cabeza del lingote de acero dulce se corta una porción de aproximadamente el 15%. El acero en calma es más homogéneo, suelda mejor y resiste mejor las influencias dinámicas y la fractura frágil. Los aceros silenciosos se utilizan en la fabricación de estructuras críticas sujetas a influencias dinámicas.
Sin embargo, los aceros dulces son aproximadamente un 12% más caros que los aceros en ebullición, lo que nos obliga a limitar su uso y pasar, cuando sea ventajoso por razones técnicas y económicas, a la fabricación de estructuras a partir de acero semidulce.
El acero semisilencioso tiene una calidad intermedia entre el punto de ebullición y el estado de calma. Se desoxida con una cantidad menor de silicio: 0,05 - 0,15% (rara vez con aluminio). De la cabeza del lingote se corta una parte más pequeña, equivalente aproximadamente al 8% de la masa del lingote. En términos de coste, los aceros semisilenciosos también ocupan una posición intermedia. Los aceros de baja aleación se suministran principalmente en una versión tranquila (raramente semisilenciosa).
1.2.2. Clasificación de aceros. La principal norma que regula las características de los aceros para la construcción de estructuras metálicas es GOST 27772 - 88. Según GOST, los productos laminados perfilados se fabrican a partir de aceros 1 S235, S245, S255, S275, S285, S345, S345K, S375 para productos laminados en chapa y universales y perfiles curvados, aceros S390, S390K, S440, S590; , S590K también se utilizan. Los aceros C345, C375, C390 y C440 se pueden suministrar con un mayor contenido de cobre (para aumentar la resistencia a la corrosión), y se agrega la letra “D” a la designación del acero.
La composición química de los aceros y las propiedades mecánicas se presentan en la tabla. 1.2 y 1.3.
Los productos laminados se pueden suministrar tanto en estado laminado en caliente como tratado térmicamente. La elección de la composición química y el tipo de tratamiento térmico la determina la planta. Lo principal es garantizar las propiedades requeridas. Así, las chapas de acero laminadas C345 se pueden fabricar a partir de acero con la composición química C245 con mejora térmica. En este caso, se añade la letra T a la designación del acero, por ejemplo C345T.
Dependiendo de la temperatura de funcionamiento de las estructuras y del grado de peligro de fractura frágil, las pruebas de resistencia al impacto de los aceros C345 y C375 se realizan a diferentes temperaturas, por lo que se suministran en cuatro categorías, y se añade un número de categoría a la designación del acero. , por ejemplo C345-1; S345-2.
Las características estandarizadas para cada categoría se dan en la tabla. 1.4.
Los alquileres se suministran en lotes. El lote consta de productos laminados de un tamaño, una cuchara de fusión y un modo de tratamiento térmico. Al comprobar la calidad del metal, se seleccionan al azar dos muestras de un lote.
De cada muestra, se prepara una muestra para ensayos de tracción y flexión y dos muestras para determinar la resistencia al impacto a cada temperatura. Si los resultados de la prueba no cumplen con los requisitos de GOST, realice
segundas pruebas con el doble de muestras. Si las pruebas repetidas arrojan resultados insatisfactorios, se rechaza el lote.
La soldabilidad del acero se evalúa en términos de carbono equivalente, %:
donde C, Mn, Si, Cr, Ni, Cu, V, P - fracción masiva de carbono, manganeso, silicio, cromo, níquel, cobre, vanadio y fósforo, %.
Si con,<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 >Con un 0,55%, el riesgo de grietas aumenta drásticamente.
Para comprobar la continuidad del metal y evitar la delaminación, en los casos necesarios, a petición del cliente, se realizan pruebas ultrasónicas.
Una característica distintiva de GOST 27772 - 88 es el uso de métodos de control estadístico para algunos aceros (S275, S285, S375), lo que garantiza el suministro de valores estándar de límite elástico y resistencia a la tracción.
Las estructuras metálicas de construcción también se fabrican a partir de aceros suministrados de acuerdo con GOST 380 - 88 "Acero al carbono de calidad ordinaria", GOST 19281 -73 "Acero perfilado y seccional de baja aleación", GOST 19282 - 73 "Chapa gruesa y de banda ancha de baja aleación". acero universal” y otras normas.
No existen diferencias fundamentales entre las propiedades de los aceros que tienen la misma composición química, pero que se suministran según normas diferentes. La diferencia está en los métodos y designaciones de control. Por lo tanto, de acuerdo con GOST 380 - 88, con cambios en la designación del grado de acero, se indican el grupo de entrega, el método de desoxidación y la categoría.
Cuando se suministra bajo el grupo A, la instalación garantiza propiedades mecánicas, bajo el grupo B - composición química, bajo el grupo C - propiedades mecánicas y composición química.
El grado de desoxidación se indica con las letras KP (hirviendo), SP (tranquilo) y PS (semisilencioso).
La categoría de acero indica el tipo de pruebas de resistencia al impacto: categoría 2 - las pruebas de resistencia al impacto no se realizan, 3 - se realizan a una temperatura de +20 °C, 4 - a una temperatura de -20 °C, 5 - a una temperatura de -20 °C y después del envejecimiento mecánico, 6 - después del envejecimiento mecánico.
En la construcción se utilizan principalmente los grados de acero VstZkp2, VstZpsb y VstZsp5, así como acero con alto contenido de manganeso VstZGps5.
Según GOST 19281-73 y GOST 19282 - 73, la designación del grado de acero indica el contenido de los elementos principales. Por ejemplo, la composición química del acero 09G2S se descifra de la siguiente manera: 09 - contenido de carbono en centésimas de porcentaje, G2 - manganeso en una cantidad del 1 al 2%, C - silicio hasta 1 %.
Al final del grado del acero se indica la categoría, es decir tipo de prueba de impacto. Para aceros de baja aleación se establecen 15 categorías, las pruebas se realizan a temperaturas de hasta -70 ° C. Los aceros suministrados según diferentes normas son intercambiables (ver Tabla 1.3).
Las propiedades del acero dependen de la composición química de la materia prima, el método de fundición y el volumen de las unidades de fusión, la fuerza de compresión y la temperatura durante el laminado, las condiciones de enfriamiento del producto terminado, etc.
Con factores tan diversos que influyen en la calidad del acero, es bastante natural que los indicadores de resistencia y otras propiedades tengan cierta dispersión y puedan considerarse variables aleatorias. Una idea de la variabilidad de las características la dan los histogramas de distribución estadística, que muestran la proporción relativa (frecuencia) de un valor característico particular.
1.2.4.Acero de alta resistencia(29 kN/cm2< <40 кН/см 2). Стали повышенной прочности (С345 - С390) получают либо введением при выплавке стали легирующих
aditivos, principalmente manganeso y silicio, con menos frecuencia níquel y cromo, o refuerzo térmico
Acero bajo en carbono (S345T).
En este caso, la ductilidad del acero disminuye ligeramente y la longitud de la meseta de fluencia disminuye a 1 -1,5%.
Los aceros de alta resistencia son ligeramente menos soldables (especialmente los aceros con un alto contenido de silicio) y en ocasiones requieren el uso de medidas tecnológicas especiales para evitar la formación de grietas en caliente.
En términos de resistencia a la corrosión, la mayoría de los aceros de este grupo se acercan a los aceros con bajo contenido de carbono.
Los aceros con mayor contenido de cobre (S345D, S375D, S390D) tienen mayor resistencia a la corrosión.
La estructura de grano fino de los aceros de baja aleación proporciona una resistencia significativamente mayor a la fractura frágil.
El alto valor de resistencia al impacto se mantiene a temperaturas de -40 °C e inferiores, lo que permite el uso de estos aceros para estructuras explotadas en las regiones del norte. Debido a sus propiedades de mayor resistencia, el uso de aceros de alta resistencia genera ahorros de metal de hasta un 20-25%.
1.2.5.Acero de alta resistencia(>40kN/cm2). Acero laminado de alta resistencia
(C440 -C590) generalmente se obtienen mediante aleación y tratamiento térmico.
Para la aleación, se utilizan elementos formadores de nitruro para promover la formación de una estructura de grano fino.
Los aceros de alta resistencia pueden no tener un límite elástico (a > 50 kN/cm 2) y su ductilidad (alargamiento relativo) se reduce al 14% o menos.
La relación aumenta a 0,8 - 0,9, lo que no permite tener en cuenta las deformaciones plásticas al calcular estructuras fabricadas con estos aceros.
La selección de la composición química y el régimen de tratamiento térmico puede aumentar significativamente la resistencia a la fractura frágil y proporcionar una alta resistencia al impacto a temperaturas de hasta -70 ° C. Surgen ciertas dificultades en la fabricación de estructuras. La alta resistencia y la baja ductilidad requieren equipos más potentes para cortar, enderezar, perforar y otras operaciones.
Al soldar aceros tratados térmicamente debido al calentamiento desigual y al enfriamiento rápido en diferentes zonas junta soldada, se producen diversas transformaciones estructurales. En algunas zonas se forman estructuras endurecidas que tienen mayor resistencia y fragilidad (capas duras); en otras, el metal se somete a un alto templado y tiene una resistencia reducida y una alta ductilidad (capas blandas);
El ablandamiento del acero en la zona afectada por el calor puede alcanzar entre el 5% y el 30%, lo que debe tenerse en cuenta al diseñar estructuras soldadas de aceros tratados térmicamente.
La introducción de ciertos elementos formadores de carburos (molibdeno, vanadio) en la composición del acero reduce el efecto de ablandamiento.
El uso de aceros de alta resistencia supone un ahorro de metal de hasta un 25-30% en comparación con las estructuras fabricadas con aceros con bajo contenido de carbono y es especialmente recomendable en estructuras de grandes luces y con cargas pesadas.
1.2.6. Aceros resistentes a la intemperie. Para aumentar la resistencia a la corrosión de los metales.
Estructuras físicas, aceros de baja aleación que contienen una pequeña cantidad de
cantidad (fracciones de porcentaje) de elementos como cromo, níquel y cobre.
En estructuras expuestas a la intemperie, los aceros con adición de fósforo (por ejemplo, acero C345K) son muy eficaces. En la superficie de estos aceros se forma una fina película de óxido que tiene suficiente resistencia y protege el metal del desarrollo de corrosión. Sin embargo, la soldabilidad del acero en presencia de fósforo se deteriora. Además, en laminados de grandes espesores, el metal tiene una resistencia al frío reducida, por lo que se recomienda el uso de acero S345K para espesores no superiores a 10 mm.
En estructuras que combinan funciones de soporte y de cerramiento (por ejemplo, revestimientos de membranas), se utilizan ampliamente láminas delgadas laminadas. Para aumentar la durabilidad de tales estructuras, es aconsejable utilizar acero inoxidable al cromo grado OX18T1F2, que no contiene níquel. Propiedades mecánicas del acero ОХ18Т1Ф2:
50 kN/cm2, = 36 kN/cm2, >33 %. En espesores grandes, los productos laminados fabricados con aceros al cromo tienen una mayor fragilidad; sin embargo, las propiedades de los productos laminados de láminas delgadas (especialmente de hasta 2 mm de espesor) permiten su uso en estructuras a temperaturas de diseño de hasta -40 ° C.
1.2.7. Selección de aceros para la construcción de estructuras metálicas. La elección del acero se realiza sobre la base de variantes de diseño y análisis técnico y económico, teniendo en cuenta las recomendaciones de las normas. Para simplificar el pedido de metales, a la hora de elegir acero conviene esforzarse por lograr una mayor unificación de diseños, reduciendo el número de aceros y perfiles. La elección del acero depende de siguientes parámetros afectando el rendimiento del material:
Temperatura del ambiente en el que se instala y opera la estructura. Este factor tiene en cuenta el mayor riesgo de fractura frágil a bajas temperaturas;
la naturaleza de la carga, que determina las características del material y las estructuras bajo cargas dinámicas, vibratorias y variables;
tipo de estado de tensión (compresión o tensión uniaxial, estado de tensión plano o volumétrico) y el nivel de tensiones que surgen (elementos con cargas pesadas o ligeras);
el método de conexión de elementos, que determina el nivel de tensiones intrínsecas, el grado de concentración de tensiones y las propiedades del material en la zona de conexión;
espesor de los productos laminados utilizados en los elementos. Este factor tiene en cuenta el cambio en las propiedades del acero al aumentar el espesor.
Dependiendo de las condiciones de funcionamiento del material, todos los tipos de estructuras se dividen en cuatro grupos.
A primer grupo Estos incluyen estructuras soldadas que operan en condiciones particularmente difíciles o directamente expuestas a cargas dinámicas, vibratorias o en movimiento (por ejemplo, vigas de grúa, vigas de plataformas de trabajo o elementos de pasos elevados que soportan directamente la carga del material rodante, refuerzos de armadura, etc.). El estado de tensión de tales estructuras se caracteriza. nivel alto y alta frecuencia de carga.
Los diseños del primer grupo trabajan en la forma más condiciones difíciles, contribuyendo a la posibilidad de su falla por fragilidad o fatiga, por lo que se imponen las más altas exigencias a las propiedades de los aceros para estas estructuras.
Co. segundo grupo incluyen estructuras soldadas que operan bajo carga estática bajo la influencia de un campo uniaxial y biaxial inequívoco de tensiones de tracción (por ejemplo, cerchas, travesaños de marcos, vigas de piso y techo y otros elementos de tracción, tracción y flexión), así como estructuras de el primer grupo en ausencia de uniones soldadas.
Lo que es común a las estructuras de este grupo es el mayor riesgo de fractura frágil asociado con la presencia de un campo de tensión de tracción. La probabilidad de falla por fatiga aquí es menor que para las estructuras del primer grupo.
A tercer grupo Estos incluyen estructuras soldadas que operan bajo la influencia predominante de tensiones de compresión (por ejemplo, columnas, bastidores, soportes para equipos y otros elementos comprimidos y de flexión comprimidos), así como estructuras del segundo grupo en ausencia de uniones soldadas.
A cuarto grupo relatar estructuras auxiliares y elementos (tirantes, entramados de madera, escaleras, vallas, etc.), así como estructuras del tercer grupo en ausencia de uniones soldadas.
Si para las estructuras del tercer y cuarto grupo es suficiente limitarse a los requisitos de resistencia bajo cargas estáticas, entonces para las estructuras del primer y segundo grupo es importante evaluar la resistencia del acero a las influencias dinámicas y a la fractura frágil.
En materiales para estructuras soldadas se debe evaluar la soldabilidad. Se pueden reducir los requisitos para elementos estructurales que no tienen uniones soldadas, ya que la ausencia de campos de tensiones de soldadura, una menor concentración de tensiones y otros factores mejoran su rendimiento.
Dentro de cada grupo de estructuras, dependiendo de la temperatura de funcionamiento, los aceros están sujetos a requisitos de resistencia al impacto a diferentes temperaturas.
Las normas contienen una lista de aceros según el grupo de estructuras y la región climática de construcción.
La elección final del acero dentro de cada grupo debe realizarse basándose en una comparación de indicadores técnicos y económicos (consumo de acero y coste de las estructuras), además de tener en cuenta el pedido de metales y las capacidades tecnológicas del fabricante. En estructuras compuestas (por ejemplo, vigas mixtas, cerchas, etc.), es económicamente viable utilizar dos aceros: mayor resistencia para elementos muy cargados (cuerdas de cerchas, vigas) y menos fuerza para elementos con cargas ligeras (celosías, muros de vigas).
1.2.8. Aleaciones de aluminio. El aluminio tiene propiedades significativamente diferentes a las del acero. Su densidad = 2,7 t/m 3, es decir casi 3 veces menos que la densidad del acero. Módulo de elasticidad longitudinal del aluminio. E=71 000 MPa, módulo de corte GRAMO= 27.000 MPa, que es aproximadamente 3 veces menor que el módulo elástico longitudinal y el módulo de corte del acero.
El aluminio no tiene un límite de rendimiento. La línea recta de deformación elástica se transforma directamente en la curva de deformación elastoplástica (Fig. 1.7). El aluminio es muy dúctil: el alargamiento de rotura alcanza el 40 - 50%, pero su resistencia es muy baja: = 6...7 kN/cm 2, y resistencia a la rotura = 2...3 kN/cm 2. El aluminio puro se recubre rápidamente con una fuerte película de óxido que evita mayor desarrollo corrosión.
Debido a su muy baja resistencia, el aluminio comercialmente puro estructuras de construccion usado muy raramente. Se logra un aumento significativo en la resistencia del aluminio aleándolo con magnesio, manganeso, cobre y silicio. zinc y algunos otros elementos.
La resistencia a la tracción del aluminio aleado (aleaciones de aluminio), dependiendo de la composición de los aditivos de aleación, es de 2 a 5 veces mayor que la del aluminio comercialmente puro; sin embargo, el alargamiento relativo es correspondientemente 2 - 3 veces menor. Al aumentar la temperatura, la resistencia del aluminio disminuye y a temperaturas superiores a 300 ° C es cercana a cero (ver Fig. 1.7).
Una característica de varias aleaciones multicomponente A1 - Mg - Si, Al - Cu - Mg, Al - Mg - Zn es su capacidad para aumentar aún más la resistencia durante el proceso de envejecimiento después del tratamiento térmico; Estas aleaciones se denominan termoendurecibles.
Resistencia a la tracción de algunas aleaciones de alta resistencia (sistema Al - Mg - Zn) después del tratamiento térmico y envejecimiento artificial excede los 40 kN/cm2, el alargamiento relativo es sólo del 5 al 10%. El tratamiento térmico de aleaciones de doble composición (Al-Mg, Al-Mn) no conduce al endurecimiento; dichas aleaciones se denominan térmicamente no endurecibles.
Se puede lograr un aumento del límite elástico nominal de los productos fabricados con estas aleaciones entre 1,5 y 2 veces mediante deformación en frío (endurecimiento en frío), mientras que el alargamiento relativo también se reduce significativamente. Cabe señalar que los indicadores de todos los principales. propiedades físicas Las aleaciones, independientemente de la composición de los elementos de aleación y el estado, prácticamente no difieren de los indicadores del aluminio puro.
La resistencia a la corrosión de las aleaciones depende de la composición de los aditivos de la aleación, del estado de entrega y del grado de agresividad del entorno externo.
Los productos semiacabados a partir de aleaciones de aluminio se producen en fábricas especializadas: láminas y tiras, laminadas en laminadores de varios rodillos; tubos y perfiles - por extrusión en horizontal prensas hidráulicas, lo que permite obtener perfiles de una amplia variedad de formas de sección transversal, incluidos aquellos con cavidades cerradas.
En los productos semiacabados enviados desde fábrica, se indica el grado de aleación y el estado de entrega: M - blando (recocido); N - trabajador; H2 - semiendurecido; T - endurecido y envejecido naturalmente durante 3 a 6 días a temperatura ambiente; T1: endurecido y envejecido artificialmente durante varias horas a temperaturas elevadas; T4: no completamente endurecido y envejecido naturalmente; T5: no completamente endurecido y envejecido artificialmente. Los productos semiacabados suministrados sin procesamiento no tienen ninguna designación adicional.
De la gran cantidad de grados de aluminio, se recomiendan los siguientes para su uso en la construcción:
Aleaciones térmicamente no endurecibles: AD1 y AMtsM; AMg2M y AMg2MN2 (láminas); AMg2M (tuberías);
Aleaciones termoendurecibles: AD31T1; AD31T4 y AD31T5 (perfiles);
1915 y 1915T; 1925 y 1925T; 1935, 1935T, AD31T (perfiles y tuberías).
Todas las aleaciones anteriores, con la excepción de la aleación 1925T, que se usa solo para estructuras remachadas, se sueldan bien. Para piezas fundidas, se utiliza aleación de fundición de grado AL8.
Estructuras de aluminio por su bajo peso, resistencia a la corrosión, resistencia al frío, propiedades antimagnéticas, antichispas, durabilidad y buena Vista tienen amplias perspectivas de aplicación en muchas áreas de la construcción. Sin embargo, debido al alto coste, el uso de aleaciones de aluminio en estructuras de construcción es limitado.
El aluminio y el acero inoxidable pueden parecer similares, pero en realidad son bastante diferentes. Recuerda estas 10 diferencias y úsalas como guía a la hora de elegir el tipo de metal para tu proyecto.
- Relación fuerza-peso. Generalmente el aluminio no es tan resistente como el acero, pero también es mucho más ligero. Ésta es la razón principal por la que los aviones están hechos de aluminio.
- Corrosión. El acero inoxidable está compuesto de hierro, cromo, níquel, manganeso y cobre. Se añade cromo como elemento para proporcionar resistencia a la corrosión. El aluminio es muy resistente a la oxidación y la corrosión, principalmente debido a una película especial sobre la superficie del metal (capa de pasivación). Cuando el aluminio se oxida, su superficie se vuelve blanca y en ocasiones aparecen picaduras. En algunos ambientes extremadamente ácidos o alcalinos, el aluminio puede corroerse a velocidades catastróficas.
- Conductividad térmica. El aluminio tiene una conductividad térmica mucho mejor que el acero inoxidable. Esta es una de las principales razones por las que se utiliza para radiadores de coche y aires acondicionados.
- Precio. El aluminio suele ser menos costoso que el acero inoxidable.
- Fabricabilidad. El aluminio es bastante blando y más fácil de cortar y deformar. Acero inoxidable más material duradero, pero es más difícil trabajar con él, ya que se puede deformar con gran dificultad.
- Soldadura. El acero inoxidable es relativamente fácil de soldar, mientras que el aluminio puede resultar problemático.
- Propiedades termales. El acero inoxidable se puede utilizar para mucho más altas temperaturas que el aluminio, que puede volverse muy blando ya a 200 grados.
- Conductividad eléctrica. El acero inoxidable es un conductor realmente pobre en comparación con la mayoría de los metales. El aluminio, por el contrario, es un muy buen conductor de la electricidad. Debido a su alta conductividad, bajo peso y resistencia a la corrosión, las líneas eléctricas aéreas de alto voltaje suelen estar hechas de aluminio.
- Fortaleza. El acero inoxidable es más resistente que el aluminio.
- Efecto sobre los alimentos. El acero inoxidable reacciona menos con los alimentos. El aluminio puede reaccionar a los alimentos que pueden afectar el color y el olor del metal.
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Actualmente, lo más común mercado ruso Los sistemas IAF se pueden dividir en tres grandes grupos:
- sistemas con estructuras de sub-revestimiento de aleaciones de aluminio;
- sistemas con estructura de sub-revestimiento de acero galvanizado con revestimiento de polímero;
- Sistemas con estructura de sub-revestimiento de acero inoxidable.
Sin lugar a dudas, las estructuras de sub-revestimiento de acero inoxidable tienen las mejores propiedades de resistencia y térmicas.
Análisis comparativo de propiedades físicas y mecánicas de materiales.
*Las propiedades del acero inoxidable y del acero galvanizado difieren ligeramente.
Características térmicas y de resistencia del acero inoxidable y el aluminio.
1. Teniendo en cuenta la capacidad de carga 3 veces menor y la conductividad térmica 5,5 veces menor del aluminio, el soporte de aleación de aluminio es un "puente frío" más fuerte que el soporte de acero inoxidable. Un indicador de esto es el coeficiente de uniformidad térmica de la estructura de cerramiento. Según los datos de la investigación, el coeficiente de uniformidad térmica de la estructura de cerramiento cuando se utiliza un sistema de acero inoxidable fue de 0,86-0,92, y para sistemas de aluminio es de 0,6-0,7, lo que hace necesario colocar un mayor espesor de aislamiento y, en consecuencia, aumentar el coste de la fachada.
Para Moscú, la resistencia a la transferencia de calor requerida de las paredes, teniendo en cuenta el coeficiente de uniformidad térmica, es para un soporte de acero inoxidable - 3,13/0,92=3,4 (m2.°C)/W, para un soporte de aluminio - 3,13/0,7= 4,47 (m 2 .°C)/W, es decir 1,07 (m 2 .°C)/W mayor. Por lo tanto, cuando se utilizan soportes de aluminio, el espesor del aislamiento (con un coeficiente de conductividad térmica de 0,045 W/(m°C) debe tomarse casi 5 cm más (1,07 * 0,045 = 0,048 m).
2. Debido al mayor espesor y conductividad térmica de los soportes de aluminio, según cálculos realizados en el Instituto de Investigación de Física de la Construcción, a una temperatura del aire exterior de -27 °C, la temperatura del anclaje puede descender a -3,5 °C. y aún más bajo, porque en los cálculos, se asumió que el área de la sección transversal del soporte de aluminio era de 1,8 cm 2, mientras que en realidad es de 4-7 cm 2. Cuando se utilizó un soporte de acero inoxidable, la temperatura en el anclaje fue de +8 °C. Es decir, cuando se utilizan soportes de aluminio, el anclaje opera en una zona de temperaturas alternas, donde es posible la condensación de humedad en el anclaje con posterior congelación. Esto destruirá gradualmente el material de la capa estructural de la pared alrededor del anclaje y, en consecuencia, reducirá su capacidad de carga, lo cual es especialmente importante para paredes hechas de material con baja capacidad de carga(hormigón celular, ladrillo hueco y etc.). Al mismo tiempo, las almohadillas de aislamiento térmico debajo del soporte, debido a su pequeño espesor (3-8 mm) y su alta conductividad térmica (en relación con el aislamiento), reducen la pérdida de calor solo en un 1-2%, es decir. Prácticamente no rompen el “puente frío” y tienen poco efecto sobre la temperatura del ancla.
3. Baja expansión térmica de guías. La deformación por temperatura de la aleación de aluminio es 2,5 veces mayor que la del acero inoxidable. El acero inoxidable tiene un coeficiente de expansión térmica más bajo (10 10 -6 °C -1) en comparación con el aluminio (25 10 -6 °C -1). En consecuencia, el alargamiento de las guías de 3 metros con una diferencia de temperatura de -15 °C a +50 °C será de 2 mm para el acero y de 5 mm para el aluminio. Por tanto, para compensar la dilatación térmica de la guía de aluminio, es necesario linea completa eventos:
es decir, una introducción al subsistema elementos adicionales- correderas móviles (para soportes en forma de U) u orificios ovalados con casquillos para remaches - fijación no rígida (para soportes en forma de L).
Esto conduce inevitablemente a un subsistema más complejo y costoso o a una instalación incorrecta (ya que a menudo sucede que los instaladores no utilizan casquillos o fijan incorrectamente el conjunto con elementos adicionales).
Como resultado de estas medidas, la carga del peso recae únicamente sobre los soportes portantes (superior e inferior) y los demás sirven solo como soporte, lo que hace que los anclajes no se carguen de manera uniforme y esto debe tenerse en cuenta al diseñar. documentación del proyecto, lo que a menudo simplemente no se hace. En los sistemas de acero, toda la carga se distribuye uniformemente: todos los nodos están fijados rígidamente; las dilataciones térmicas menores se compensan mediante el funcionamiento de todos los elementos en la etapa de deformación elástica.
El diseño de la abrazadera permite que el espacio entre las placas en los sistemas de acero inoxidable sea de 4 mm, mientras que en los sistemas de aluminio, de al menos 7 mm, lo que tampoco conviene a muchos clientes y estropea. apariencia edificio. Además, la abrazadera debe garantizar el libre movimiento de las losas de revestimiento en la medida en que se extiendan las guías; de lo contrario, las losas se destruirán (especialmente en la unión de las guías) o la abrazadera se desdoblará (ambas situaciones pueden provocar la rotura). caída de losas de revestimiento). En un sistema de acero no hay peligro de que las patas de la abrazadera se doblen, lo que puede ocurrir con el tiempo en sistemas de aluminio debido a grandes deformaciones por temperatura.
Propiedades al fuego del acero inoxidable y el aluminio.
El punto de fusión del acero inoxidable es de 1800 °C y el del aluminio de 630/670 °C (dependiendo de la aleación). La temperatura en caso de incendio en la superficie interior de la loseta (según los resultados de las pruebas del Centro Regional de Certificación "OPYTNOE") alcanza los 750 °C. Así, al utilizar estructuras de aluminio Puede producirse la fusión de la subestructura y el colapso de una parte de la fachada (en la zona de la abertura de la ventana), y a una temperatura de 800-900°C, el propio aluminio favorece la combustión. El acero inoxidable no se derrite con el fuego, por lo que es más preferible según los requisitos. seguridad contra incendios. Por ejemplo, en Moscú durante la construcción. edificios de gran altura No está permitido en absoluto el uso de subestructuras de aluminio.
Propiedades corrosivas
Hoy en día, la única fuente fiable sobre la resistencia a la corrosión de una determinada estructura de sub-revestimiento y, en consecuencia, sobre su durabilidad, es la opinión experta de ExpertKorr-MISiS.
Las estructuras más duraderas están hechas de acero inoxidable. La vida útil de dichos sistemas es de al menos 40 años en una atmósfera industrial urbana de agresividad media y de al menos 50 años en una atmósfera condicionalmente limpia de baja agresividad.
Las aleaciones de aluminio, gracias a la película de óxido, tienen una alta resistencia a la corrosión, pero en condiciones de altos niveles de cloruros y azufre en la atmósfera, puede ocurrir una corrosión intergranular de rápido desarrollo, lo que conduce a una disminución significativa en la resistencia de los elementos estructurales y su destrucción. . Así, la vida útil de una estructura fabricada en aleaciones de aluminio en un ambiente industrial urbano de agresividad media no supera los 15 años. Sin embargo, de acuerdo con los requisitos de Rosstroy, en el caso de utilizar aleaciones de aluminio para la fabricación de elementos de la subestructura de un NVF, todos los elementos deben tener necesariamente un revestimiento anódico. La presencia de un revestimiento anódico aumenta la vida útil de la subestructura de aleación de aluminio. Pero al instalar una subestructura, sus distintos elementos se conectan con remaches, para los cuales se perforan orificios, lo que provoca una violación del recubrimiento anódico en la zona de fijación, es decir, inevitablemente se crean áreas sin recubrimiento anódico. Además, el núcleo de acero de un remache de aluminio forma junto con el medio de aluminio del elemento un par galvánico, lo que también conduce al desarrollo de procesos activos de corrosión intergranular en los lugares de fijación de los elementos de la base. Vale la pena señalar que a menudo el bajo costo de un sistema NVF en particular con una subestructura de aleación de aluminio se debe precisamente a la falta de una capa anódica protectora en los elementos del sistema. Los fabricantes sin escrúpulos de este tipo de estructuras ahorran en costosos procesos de anodizado electroquímico de sus productos.
El acero galvanizado tiene una resistencia a la corrosión insuficiente desde el punto de vista de la durabilidad estructural. Pero después de aplicar el recubrimiento polimérico, la vida útil de una subestructura de acero galvanizado con recubrimiento polimérico será de 30 años en una atmósfera industrial urbana de agresividad media y de 40 años en una atmósfera condicionalmente limpia de baja agresividad.
Habiendo comparado los indicadores anteriores de subestructuras de aluminio y acero, podemos concluir que las subestructuras de acero son significativamente superiores a las de aluminio en todos los aspectos.