Fémtermékek - fűtött törölközőtartók és korlátok, edények és kerítések, rácsok vagy kapaszkodók - kiválasztásakor mindenekelőtt az anyagot választjuk. Hagyományosan a rozsdamentes acél, az alumínium és a normál fekete acél (karbon) versenyeznek. Bár számos hasonló tulajdonsággal rendelkeznek, mégis jelentősen eltérnek egymástól. Érdemes összehasonlítani őket, és kitalálni, melyik a jobb: alumínium vagy rozsdamentes acél(a fekete acél alacsony korrózióállósága miatt nem kerül figyelembevételre).
Alumínium: jellemzők, előnyök, hátrányok
Az egyik legkönnyebb fém, amelyet általában az iparban használnak. Nagyon jól vezeti a hőt és nincs kitéve oxigénkorróziónak. Az alumíniumot több tucat típusban gyártják: mindegyik saját adalékanyagokkal rendelkezik, amelyek növelik a szilárdságot, az oxidációval szembeni ellenállást és az alakíthatóságot. A nagyon drága repülőgépalumínium kivételével azonban mindegyiknek van egy hátránya: a túlzott puhaság. Az ebből a fémből készült alkatrészek könnyen deformálódnak. Ezért nem használható alumínium olyan helyeken, ahol a termék működés közben nagy nyomásnak van kitéve (például vízkalapács vízellátó rendszerekben).
Alumínium korrózióállósága kissé túlárazott. Igen, a fém nem „rothad”. De csak az oxid védőrétegnek köszönhetően, amely néhány óra alatt képződik a terméken a levegőben.
Rozsdamentes acél
Az ötvözetnek gyakorlatilag nincs hátránya - kivéve magas ár. Nem fél a korróziótól, nem elméletileg, mint az alumínium, hanem gyakorlatilag: nem jelenik meg rajta oxidfilm, ami azt jelenti, hogy idővel rozsdamentes acél"nem fakul el.
Az alumíniumnál kissé nehezebb, a rozsdamentes acél jól bírja az ütéseket, magas nyomásúés kopás (különösen a mangánt tartalmazó márkák). A hőátadása rosszabb, mint az alumíniumé: ennek köszönhetően azonban a fém nem „izzad” és kevesebb páralecsapódás történik rajta.
Az összehasonlítás eredményei alapján világossá válik, hogy a kis fémsúlyt, szilárdságot és megbízhatóságot igénylő feladatok elvégzéséhez a rozsdamentes acél jobb, mint az alumínium.
Az alumínium leírása: Az alumíniumnak nincsenek polimorf átalakulásai, és van egy felületközpontú kockarácsa, amelynek periódusa a = 0,4041 nm. Az alumínium és ötvözetei jól alkalmazhatók meleg és hideg deformációra - hengerlés, kovácsolás, préselés, húzás, hajlítás, lemezbélyegzés és egyéb műveletek.
Minden alumíniumötvözet összeilleszthető ponthegesztés, a speciális ötvözetek pedig olvasztással és más típusú hegesztéssel hegeszthetők. A deformálható alumíniumötvözetek edzhető és hőkezeléssel nem edzhető alumíniumötvözetekre oszthatók.
Az ötvözetek minden tulajdonságát nemcsak a félkész munkadarab előállítási módja és a hőkezelés határozza meg, hanem elsősorban a kémiai összetétel és különösen az egyes ötvözeteket erősítő fázisok jellege. Az öregedő alumíniumötvözetek tulajdonságai az öregedés típusától függenek: zóna, fázis vagy koaguláció.
A koagulációs öregedés szakaszában (T2 és T3) a korrózióállóság jelentősen megnő, és a szilárdsági jellemzők, a feszültségkorrózióval szembeni ellenállás, a hámlási korrózióval szembeni ellenállás, a törési szívósság (K 1c) és a hajlékonyság (különösen függőleges irányban) legoptimálisabb kombinációja a következő. biztosított.
A félkész termékek állapotát, a bevonat jellegét és a minták vágási irányát a következők jelzik: Legenda hengerelt alumínium:
M - Puha, lágyított
T - Edzett és természetesen öregített
T1 - Edzett és mesterségesen öregített
T2 - Edzett és mesterségesen öregített olyan rendszer szerint, amely magasabb törési szilárdságot és jobb feszültség-korrózióállóságot biztosít
TZ - edzett és mesterségesen öregített olyan eljárás szerint, amely a legnagyobb ellenállást biztosítja a feszültségkorrózióval és a törési szilárdsággal szemben
N - hidegen megmunkált (ötvözetek, például duralumínium lemezek színezése körülbelül 5-7%)
P - Félig edzett
H1 - Erősen hideg színű (lap hidegmegmunkálás kb. 20%)
TPP - Edzett és természetesen öregített, megnövelt szilárdságú
GK - Melegen hengerelt (lemezek, táblák)
B - Technológiai burkolat
A - Normál bevonat
UP - vastagított burkolat (8% oldalanként)
D - Hosszanti irány (a szál mentén)
P - Keresztirány
B – magasság iránya (vastagság)
X - Akkordirány
R - Radiális irány
PD, DP, VD, VP, ХР, РХ - A mintavágás iránya a törési szívósság és a kifáradási repedés növekedési sebességének meghatározására. Az első betű a minta tengelyének irányát, a második a sík irányát jellemzi, például: PV - a minta tengelye egybeesik a félkész termék szélességével, és a repedés síkja párhuzamos a magassággal vagy vastagsággal .
Alumínium elemzése és mintavétele: Ércek. Jelenleg az alumíniumot csak egyfajta ércből - bauxitból - állítják elő. Az általánosan használt bauxitok 50-60% A 12 O 3 -ot tartalmaznak,<30% Fe 2 О 3 , несколько процентов SiО 2 , ТiО 2 , иногда несколько процентов СаО и ряд других окислов.
A bauxitból a mintákat általános szabályok szerint veszik, különös figyelmet fordítva az anyag nedvességfelvételének lehetőségére, valamint a nagy és kis részecskék eltérő arányára. A minta tömege a vizsgált minta méretétől függ: minden 20 tonnából legalább 5 kg-ot kell kiválasztani a teljes mintához.
A bauxit kúp alakú halomban történő mintavételénél minden 2 kg-nál nagyobb, 1 m sugarú körben fekvő nagyobb darabról kis darabokat törnek le, és egy lapátba szedik. A hiányzó térfogatot a vizsgált kúp oldalfelületéről vett kis anyagrészecskék töltik ki.
A kiválasztott anyagot szorosan lezárt edényekbe gyűjtik.
Az összes mintaanyagot aprítógépben 20 mm-es méretű részecskékre zúzzák, kúpba öntik, redukálják és ismét nagy részecskékre aprítják.<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.
A minta további elemzésre való előkészítése 105°C-on történő szárítás után történik. Az analízisre szánt minta részecskemérete 0,09 mm-nél kisebb, az anyagmennyiség 50 kg.
Az előkészített bauxitminták nagyon hajlamosak a rétegződésre. Ha a minták méretű részecskékből állnak<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.
Az olvadt alumínium elektrolíziséhez elektrolitként használt folyékony fluorid olvadékokból mintákat vesznek a folyékony olvadékból acélkanállal, miután eltávolították a szilárd lerakódásokat a fürdő felületéről. Az olvadék folyékony mintáját öntőformába öntik, és egy 150x25x25 mm méretű kis tuskót kapnak; majd a teljes mintát 0,09 mm-nél kisebb részecskeméretűre aprítják...
Alumínium olvasztás: Az alumíniumötvözetek olvasztása a gyártás mértékétől, az öntés jellegétől és az energiateljesítménytől függően tégelyes kemencében, ellenállásos elektromos kemencében és indukciós elektromos kemencében is végezhető.
Az olvadó alumíniumötvözeteknek nemcsak a kész ötvözet kiváló minőségét kell biztosítaniuk, hanem az egységek magas termelékenységét és ezen túlmenően a minimális öntési költségeket is.
Az alumíniumötvözetek olvasztásának legfejlettebb módja az ipari frekvenciaáramokkal végzett indukciós fűtés.
Az alumíniumötvözetek előállításának technológiája ugyanazokból a technológiai lépésekből áll, mint bármely más fém alapú ötvözetek előállításának technológiája.
1. Friss sertésfémek és ötvözetek olvasztása során először az alumíniumot (egészben vagy részben) töltik fel, majd az ötvözeteket feloldják.
2. A töltetben előkezelt sertésötvözet vagy sertésszilumin felhasználásával végzett olvasztáshoz először a sertésötvözetek betöltése és megolvasztása, majd a szükséges mennyiségű alumínium és ötvözetek hozzáadása történik.
3. Abban az esetben, ha a töltet hulladékból és sertésfémekből áll, a következő sorrendben töltjük fel: sertés primer alumínium, hibás öntvények (öntvények), hulladék (első osztályú) és finomított újraolvadék és ötvözetek.
A réz nem csak ötvözet, hanem elektrolitikus réz vagy hulladék formájában is bevihető az olvadékba (bevezetés oldással).
1.2.1. Az acélok általános jellemzői. Az acél vasat és szenet tartalmazó ötvöző adalékanyagok ötvözete, amelyek javítják a fém minőségét, és káros szennyeződések, amelyek az ércből kerülnek a fémbe, vagy az olvasztási folyamat során keletkeznek.
Acélszerkezet. Szilárd állapotban az acél polikristályos test, amely sok különböző orientációjú kristályból (szemcséből) áll. Mindegyik kristályban az atomok (pontosabban pozitív töltésű ionok) rendezetten helyezkednek el a térháló csomópontjain. Az acélt testközpontú (bcc) és arcközpontú (fcc) köbös kristályrács jellemzi (1.4. ábra). Minden szemcse, mint kristályos képződmény, élesen anizotróp, és különböző irányú tulajdonságokkal rendelkezik. A nagyszámú, eltérő orientációjú szemcséknél ezek a különbségek kisimulnak, statisztikailag átlagosan minden irányban azonossá válnak a tulajdonságok és az acél kváziizotróp testként viselkedik.
Az acél szerkezete a kristályosodási körülményektől függ, kémiai összetétel, hőkezelési és hengerlési módok.
A tiszta vas olvadáspontja 1535°C, keményedéskor tiszta vas kristályai képződnek - ferrit, az ún. 8-vas testközpontú ráccsal (1.4. ábra, A); 1490 °C hőmérsékleten átkristályosodik, és az 5-vas felületközpontú ráccsal y-vassá alakul (1.4. ábra, b). 910°C és az alatti hőmérsékleten az y-vaskristályok ismét testközpontúakká alakulnak, és ez az állapot a normál hőmérsékletig megmarad. Az utolsó módosítást a-vasnak nevezik.
A szén bevezetésével az olvadáspont csökken, a 0,2%-os széntartalmú acélnál pedig körülbelül 1520°C. Lehűléskor a szén y-vasban készült szilárd oldata képződik, az úgynevezett ausztenit, amelyben a szénatomok az fcc-rács közepén helyezkednek el. 910 °C alatti hőmérsékleten az ausztenit bomlásnak indul. A kapott vas egy bcc ráccsal (ferrit) nem oldja jól a szenet. A ferrit felszabadulásával az ausztenit szénben dúsodik, és 723 °C-on perlitté alakul át - ferrit és vas-karbid Fe 3 C keverékévé, amelyet cementitnek neveznek.
Rizs. 1.4. Köbös kristályrács:
A- testközpontú;
b- arcközpontú
Így normál hőmérsékleten az acél két fő fázisból áll: ferritből és cementitből, amelyek önálló szemcséket alkotnak, és lemezek formájában a perlit részét is képezik (1.5. ábra). A világos szemcsék ferrit, a sötét szemcsék perlit).
A ferrit nagyon képlékeny és alacsony szilárdságú, míg a cementit kemény és törékeny. A perlit a ferrit és a cementit tulajdonságai között közepes tulajdonságokkal rendelkezik. A széntartalomtól függően egyik vagy másik szerkezeti komponens dominál. A ferrit és perlit szemcsék mérete a kristályosodási központok számától és a hűtési körülményektől függ, és jelentősen befolyásolja az acél mechanikai tulajdonságait (minél finomabb a szemcse, annál jobb a fém minősége).
Az ötvöző adalékok, ferrittel szilárd oldatba kerülve erősítik azt. Ezenkívül néhányuk karbidokat és nitrideket képezve növeli a kristályosodási helyek számát, és hozzájárul a finomszemcsés szerkezet kialakulásához.
A hőkezelés hatására megváltozik az ötvözőelemek szerkezete, szemcsemérete és oldhatósága, ami az acél tulajdonságainak megváltozásához vezet.
A hőkezelés legegyszerűbb típusa a normalizálás. Ez abból áll, hogy a hengerelt terméket felmelegítik az ausztenit képződésének hőmérsékletére, majd lehűtik levegőn. A normalizálás után az acélszerkezet rendezettebbé válik, ami a hengerelt acél szilárdsági és képlékeny tulajdonságainak, valamint ütőszilárdságának javulásához, valamint egyenletesebbé válásához vezet.
A fázisátalakulási hőmérsékletet meghaladó hőmérsékletre hevített acél gyors lehűtésével az acél megkeményedik.
Az edzés után kialakult szerkezetek nagy szilárdságot adnak az acélnak. A hajlékonysága azonban csökken, és növekszik a rideg törésre való hajlama. Az edzett acél mechanikai tulajdonságainak és a kívánt szerkezet kialakításának szabályozására edzett, azaz. melegítés olyan hőmérsékletre, amelyen a kívánt szerkezeti átalakulás megtörténik, ezen a hőmérsékleten tartva a szükséges ideig, majd lassan lehűtve 1.
Hengerléskor az acél szerkezete a nyomás hatására megváltozik. A szemcséket a hengerelt termék mentén és keresztben eltérően zúzzák és orientálják, ami a tulajdonságok bizonyos anizotrópiájához vezet. A hengerlési hőmérséklet és a hűtési sebesség is jelentős hatással van. Nagy hűtési sebesség mellett keményedő szerkezetek kialakulása lehetséges, ami az acél szilárdsági tulajdonságainak növekedéséhez vezet. Minél vastagabb a hengerelt termék, annál kisebb a tömörítés mértéke és a hűtési sebesség. Ezért a hengerelt termékek vastagságának növekedésével szilárdsági jellemzők csökkennek.
Így a kémiai összetétel, a hengerlés és a hőkezelés körülményeinek változtatásával lehetőség nyílik a szerkezet megváltoztatására és meghatározott szilárdságú és egyéb tulajdonságokkal rendelkező acél beszerzésére.
Az acélok osztályozása. Az acél szilárdsági tulajdonságai szerint hagyományosan három csoportra osztják: közönséges (<29 кН/см 2), повышенной ( = 29...40 кН/см 2) и nagy szilárdságú(>40 kN/cm2).
Az acél szilárdságának növelése ötvözéssel és hőkezeléssel érhető el.
Kémiai összetételük alapján az acélokat szén- és ötvözött acélokra osztják. A közönséges minőségű szénacélok vasból és szénből állnak
szilícium (vagy alumínium) és mangán hozzáadása. Más adalékok nincsenek kifejezetten bevezetve, és ércből kerülhetnek az acélba (réz, króm stb.).
A szén (C) 1, miközben növeli az acél szilárdságát, csökkenti annak alakíthatóságát és rontja a hegeszthetőséget, ezért fémszerkezetek építéséhez csak alacsony széntartalmú acélokat használnak, amelyek széntartalma nem haladja meg a 0,22% -ot.
Az ötvözött acélok a vason és a szénen kívül speciális adalékokat is tartalmaznak, amelyek javítják a minőségüket. Mivel a legtöbb adalékanyag valamilyen mértékben rontja az acél hegeszthetőségét, és növeli annak költségeit is, az építőiparban főként olyan gyengén ötvözött acélokat használnak, amelyek ötvöző adalékanyag-tartalma nem haladja meg az 5%-ot.
A fő ötvöző adalékok a szilícium (S), mangán (G), réz (D), króm (X), nikkel (N), vanádium (F), molibdén (M), alumínium (U), nitrogén (A).
A szilícium deoxidálja az acélt, azaz. megköti a felesleges oxigént és növeli annak szilárdságát, de csökkenti a hajlékonyságot, rontja a hegeszthetőséget és a megnövelt tartalommal a korrózióállóságot. A szilícium káros hatásait megnövelt mangántartalommal lehet kompenzálni.
A mangán növeli az erőt, jó deoxidálószer, és kénnel kombinálva csökkenti annak káros hatásait. 1,5%-ot meghaladó mangántartalommal az acél törékennyé válik.
A réz enyhén növeli az acél szilárdságát és növeli a korrózióállóságát. A túlzott réztartalom (több mint 0,7%) hozzájárul az acél öregedéséhez és növeli a ridegségét.
A króm és a nikkel növeli az acél szilárdságát anélkül, hogy csökkentené a rugalmasságot, és javítja a korrózióállóságát.
Az alumínium jól dezoxidálja az acélt, semlegesíti a foszfor káros hatásait, és növeli az ütésállóságot.
A vanádium és a molibdén növeli a szilárdságot a hajlékonyság szinte csökkenése nélkül, és megakadályozza a hőkezelt acél meglágyulását a hegesztés során.
A kötetlen állapotban lévő nitrogén hozzájárul az acél öregedéséhez és törékennyé teszi azt, ezért nem lehet több 0,009%-nál. Alumíniummal, vanádiummal, titánnal és más elemekkel kémiailag kötött állapotban nitrideket képez, és ötvözőelemmé válik, elősegítve a finomszemcsés szerkezet kialakítását és a mechanikai tulajdonságok javítását.
A foszfor káros szennyeződés, mert a ferrittel szilárd oldatot képezve növeli az acél ridegségét, különösen alacsony hőmérsékleten (hideg ridegség). Alumínium jelenlétében azonban a foszfor ötvözőelemként szolgálhat, amely növeli az acél korrózióállóságát. Ez az alapja az időjárásálló acélok gyártásának.
A kén az alacsony olvadáspontú vas-szulfid képződése miatt az acélt vörösen törékennyé teszi (800-1000 ° C hőmérsékleten hajlamos a repedésre). Ez különösen fontos a hegesztett szerkezeteknél. A kén káros hatásait a megnövekedett mangántartalom csökkenti. Az acél kén- és foszfortartalma korlátozott, és nem lehet több 0,03-0,05%-nál az acél típusától (minőségétől) függően.
Az acél mechanikai tulajdonságait hátrányosan befolyásolja a légkörből olvadt állapotban a fémbe jutó gázokkal való telítettség. Az oxigén úgy hat, mint a kén, de erősebben, és növeli az acél ridegségét. A nem rögzített nitrogén az acél minőségét is rontja. A hidrogént ugyan jelentéktelen mennyiségben (0,0007%) visszatartják, de az interkristályos régiókban zárványok közelében koncentrálódva, és főleg a szemcsehatárok mentén helyezkednek el, nagy feszültségeket okoz a mikrotérfogatokban, ami az acél rideg töréssel szembeni ellenállásának csökkenéséhez vezet. a szakítószilárdság csökkenése és a képlékeny tulajdonságok romlása. Ezért az olvadt acélt (például hegesztés közben) óvni kell a légköri hatástól.
Az ellátás típusától függően az acélokat melegen hengerelt és hőkezelt (normalizált vagy termikusan javított) acélokra osztják. Melegen hengerelt állapotban az acél nem mindig rendelkezik optimális tulajdonságokkal. A normalizálás során az acél szerkezete finomodik, homogenitása nő, viszkozitása nő, de jelentős szilárdságnövekedés nem következik be. Hőkezelés(vízben történő kioltás és magas hőmérsékletű temperálás) lehetővé teszi olyan nagy szilárdságú acélok előállítását, amelyek nagyon ellenállnak a rideg törésnek. Az acél hőkezelésének költségei jelentősen csökkenthetők, ha az edzést közvetlenül hengerlési hevítésből végezzük.
A szerkezeti fémszerkezetekben használt acélt főként kétféleképpen állítják elő: nyitott kandallóval és oxigénnel fújt konverterekben. A kandallós és az oxigénátalakító acélok tulajdonságai közel azonosak, azonban az oxigénátalakítós gyártási módszer jóval olcsóbb, és fokozatosan felváltja a nyitott kandallós eljárást. A legkritikusabb alkatrészekhez, ahol különösen jó minőségű fémre van szükség, elektrosalak újraolvasztással (ESR) előállított acélokat is használnak. Az elektrometallurgia fejlődésével lehetővé válik az elektromos kemencékben előállított acélok szélesebb körű felhasználása az építőiparban. Az Elektrostalt alacsony káros szennyeződés-tartalom és kiváló minőség jellemzi.
A dezoxidáció mértéke szerint az acélok lehetnek forrásban lévők, félig nyugodtak vagy nyugodtak.
A dezoxidálatlan acélok formába öntve felforrnak a gázok felszabadulása miatt. Az ilyen acélt forró acélnak nevezik, és gázokkal szennyezettebbnek és kevésbé homogénnek bizonyul.
Mechanikai tulajdonságok némileg változhat a tuskó hossza mentén a kémiai elemek egyenetlen eloszlása miatt. Ez különösen vonatkozik a fejrészre, amely a leglazábbnak bizonyul (a zsugorodás és a legnagyobb gázokkal való telítettség miatt), és ebben a legnagyobb a káros szennyeződések és a szén elkülönülése. Ezért a hibás részt, amely a tuskó tömegének körülbelül 5%-a, levágják a tuskóról. A meglehetősen jó folyáshatárral és szakítószilárdsággal rendelkező forrásban lévő acélok kevésbé ellenállnak a rideg törésnek és az öregedésnek.
Az alacsony széntartalmú acél minőségének javítása érdekében 0,12-0,3% szilícium vagy 0,1% alumínium hozzáadásával deoxidálják. A szilícium (vagy alumínium) oldott oxigénnel kombinálva csökkenti annak káros hatásait. Oxigénnel kombinálva a dezoxidálószerek finoman diszpergált fázisban szilikátokat és aluminátokat képeznek, amelyek növelik a kristályosodási helyek számát, és hozzájárulnak a finomszemcsés acélszerkezet kialakulásához, ami minőségi és mechanikai tulajdonságainak javulásához vezet. A dezoxidált acélok formába öntve nem forrnak fel, ezért hívják nyugodt acéloknak. Körülbelül 15%-os része le van vágva a lágyacél tuskó fejrészéről. A nyugodt acél homogénebb, jobban hegeszt, jobban ellenáll a dinamikus hatásoknak és a rideg törésnek. A dinamikus hatásoknak kitett kritikus szerkezetek gyártásához csendes acélokat használnak.
A lágyacélok azonban hozzávetőleg 12%-kal drágábbak, mint a forrásban lévő acélok, ami arra kényszerít bennünket, hogy korlátozzuk a felhasználásukat, és amikor műszaki és gazdasági okokból előnyös, áttérjünk a félig lágy acélból készült szerkezetek gyártására.
A félig csendes acél minősége köztes a forráspont és a nyugalom között. Kisebb mennyiségű szilíciummal - 0,05 - 0,15% - deoxidálják (ritkán alumíniummal). A tuskó fejéről le kell vágni egy kisebb részt, ami körülbelül a tuskó tömegének 8%-a. Költség szempontjából a félcsendes acélok szintén köztes helyet foglalnak el. Az gyengén ötvözött acélokat főleg nyugodt (ritkán félcsendes) változatban szállítjuk.
1.2.2. Az acélok minősítése. A fémszerkezetekhez használt acélok jellemzőit szabályozó fő szabvány az GOST 27772 - 88. A GOST szerint a formázott hengerelt termékek acélból készülnek 1 S235, S245, S255, S275, S285, S345, S345K, S375 lemez- és univerzális hengerelt termékekhez és hajlított profilokhoz, acélokhoz S390, S390K, S5940K, S5440K; , S590K is használatosak. A C345, C375, C390 és C440 acélok magasabb réztartalommal is szállíthatók (a korrózióállóság növelése érdekében), és az acél jelölése „D” betűvel egészül ki.
Az acélok kémiai összetételét és mechanikai tulajdonságait a táblázat tartalmazza. 1.2 és 1.3.
A hengerelt termékek melegen hengerelt és hőkezelt állapotban is szállíthatók. A kémiai összetétel és a hőkezelés típusának megválasztását az üzem határozza meg. A legfontosabb a szükséges tulajdonságok biztosítása. Így a C345 hengerelt acéllemezek C245 kémiai összetételű acélból készíthetők hőjavítással. Ebben az esetben a T betűt hozzá kell adni az acél megjelöléséhez, például C345T.
A szerkezetek üzemi hőmérsékletétől és a rideg törésveszély mértékétől függően a C345 és C375 acélok ütőszilárdsági vizsgálatait különböző hőmérsékleteken végezzük, így négy kategóriában szállítjuk, az acél jelölést pedig egy kategóriaszámmal egészítjük ki. például C345-1; S345-2.
Az egyes kategóriákra vonatkozó szabványosított jellemzőket a táblázat tartalmazza. 1.4.
A bérleti díjakat tételben szállítjuk. A tétel egy méretű hengerelt termékekből, egy olvasztóüstből és egy hőkezelési módból áll. A fém minőségének ellenőrzése során véletlenszerűen két mintát választanak ki egy tételből.
Minden mintából egy mintát készítenek elő a szakító- és hajlítási vizsgálatokhoz, valamint két mintát az ütési szilárdság meghatározásához minden hőmérsékleten. Ha a vizsgálati eredmények nem felelnek meg a GOST követelményeinek, akkor végezze el
második teszt kétszeres számú mintán. Ha az ismételt vizsgálatok nem kielégítő eredményeket mutatnak, a tételt elutasítják.
Az acél hegeszthetőségét szén-egyenértékben határozzák meg, %:
ahol C, Mn, Si, Cr, Ni, Cu, V, P - szén, mangán, szilícium, króm, nikkel, réz, vanádium és foszfor tömeghányada, %.
Ha azzal,<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 >0,55%-nál a repedések kockázata drámaian megnő.
A fém folytonosságának ellenőrzésére és a rétegvesztés megelőzésére szükség esetén a megrendelő kérésére ultrahangos vizsgálatot végzünk.
A GOST 27772 - 88 megkülönböztető jellemzője a statisztikai ellenőrzési módszerek alkalmazása egyes acéloknál (S275, S285, S375), amely garantálja a folyáshatár és a szakítószilárdság szabványos értékeinek biztosítását.
Az építőipari fémszerkezetek a GOST 380 - 88 „Közönséges minőségű szénacél”, GOST 19281 -73 „Gyengén ötvözött metszet- és idomacél”, GOST 19282 - 73 „Gyengén ötvözött vastaglemez és szélessávú acél” szabványok szerint is készülnek. univerzális acél” és más szabványok.
Az azonos kémiai összetételű, de eltérő szabványok szerint szállított acélok tulajdonságai között nincsenek alapvető különbségek. A különbség az ellenőrzési módszerekben és megnevezésekben van. Így a GOST 380 - 88 szerint az acélminőség megjelölésének változásával a szállítási csoport, a deoxidációs módszer és a kategória feltüntetésre kerül.
Az A csoportba történő beszállítás esetén az üzem garantálja a mechanikai tulajdonságokat, a B csoportban a kémiai összetétel, a C csoportban a mechanikai tulajdonságokat és a kémiai összetételt.
A dezoxidáció mértékét a KP (forrás), SP (nyugodt) és PS (félig csendes) betűk jelzik.
Az acélkategória az ütőszilárdsági vizsgálatok típusát jelöli: 2. kategória - ütésállósági vizsgálatokat nem végeznek, 3 - +20 °C hőmérsékleten, 4 - -20 °C hőmérsékleten, 5 - a hőmérséklet -20 °C és mechanikai öregítés után, 6 - mechanikai öregítés után.
Az építőiparban elsősorban a VstZkp2, VstZpsb és VstZsp5 acélminőségeket, valamint a magas mangántartalmú VstZGps5 acélt használják.
A GOST 19281-73 és a GOST 19282 - 73 szerint az acélminőség megjelölés a fő elemek tartalmát jelzi. Például a 09G2S acél kémiai összetételét a következőképpen fejtjük meg: 09 - széntartalom századszázalékban, G2 - mangán 1-2%, C - szilícium legfeljebb 1 %.
Az acélminőség végén a kategória fel van tüntetve, pl. ütésvizsgálat típusa. Az alacsonyan ötvözött acélok esetében 15 kategóriát állapítanak meg, a vizsgálatokat -70 ° C-ig terjedő hőmérsékleten végzik. A különböző szabványok szerint szállított acélok felcserélhetők (lásd 1.3. táblázat).
Az acél tulajdonságai függnek a nyersanyag kémiai összetételétől, az olvasztási módszertől és az olvasztási egységek térfogatától, a hengerlés során jelentkező nyomóerőtől és hőmérséklettől, a késztermék hűtési körülményeitől stb.
Az acél minőségét befolyásoló ilyen sokféle tényező mellett teljesen természetes, hogy a szilárdsági és egyéb tulajdonságok mutatói bizonyos szórással rendelkeznek, és valószínűségi változóknak tekinthetők. A jellemzők változékonyságáról a statisztikai eloszlási hisztogramok adnak képet, amelyek egy adott jellemző érték relatív arányát (gyakoriságát) mutatják.
1.2.4.Nagyszilárdságú acél(29 kN/cm2< <40 кН/см 2). Стали повышенной прочности (С345 - С390) получают либо введением при выплавке стали легирующих
adalékanyagok, főleg mangán és szilícium, ritkábban nikkel és króm, vagy hőerősítő
alacsony széntartalmú acél (S345T).
Ebben az esetben az acél rugalmassága kissé csökken, és a hozamplató hossza 1-1,5%-ra csökken.
A nagyszilárdságú acélok valamivel kevésbé hegeszthetők (különösen a magas szilíciumtartalmú acélok), és esetenként speciális technológiai intézkedések alkalmazása szükséges a forró repedések kialakulásának megakadályozására.
A korrózióállóság szempontjából az ebbe a csoportba tartozó acélok többsége közel áll az alacsony széntartalmú acélokhoz.
A magasabb réztartalmú acélok (S345D, S375D, S390D) nagyobb korrózióállósággal rendelkeznek.
A gyengén ötvözött acélok finomszemcsés szerkezete lényegesen nagyobb ellenállást biztosít a rideg töréssel szemben.
Az ütőszilárdság magas értéke -40 °C és az alatti hőmérsékleten is megmarad, ami lehetővé teszi ezen acélok használatát az északi régiókban üzemeltetett szerkezetekben. A nagyobb szilárdsági tulajdonságok miatt a nagy szilárdságú acélok használata akár 20-25%-os fémmegtakarítást is eredményezhet.
1.2.5.Nagyszilárdságú acél(>40 kN/cm2). Hengerelt nagy szilárdságú acél
(C440 -C590) általában ötvözéssel és hőkezeléssel nyerik.
Az ötvözéshez nitridképző elemeket használnak, amelyek elősegítik a finomszemcsés szerkezet kialakulását.
A nagyszilárdságú acéloknál előfordulhat, hogy nincs folyási plató (o > 50 kN/cm 2 -nél), és duktilitásuk (relatív nyúlásuk) 14%-ra vagy az alá csökken.
Az arány 0,8 - 0,9-re nő, ami nem teszi lehetővé a képlékeny alakváltozások figyelembevételét az ezekből az acélokból készült szerkezetek számításakor.
A kémiai összetétel és a hőkezelési mód megválasztása jelentősen növelheti a rideg töréssel szembeni ellenállást és nagy ütésállóságot biztosít akár -70 °C hőmérsékleten. A szerkezetek gyártása során bizonyos nehézségek merülnek fel. A nagy szilárdság és az alacsony hajlékonyság erősebb berendezéseket igényel a vágáshoz, egyengetéshez, fúráshoz és egyéb műveletekhez.
Hőkezelt acélok hegesztésekor az egyenetlen felmelegedés és a gyors behűtés miatt különböző zónák hegesztett kötés, különféle szerkezeti átalakulások következnek be. Egyes területeken keményedő szerkezetek képződnek, amelyek szilárdsága és törékenysége megnövekedett (kemény rétegek, másutt a fém erős megeresztésnek van kitéve, és csökkent a szilárdsága és a rugalmassága (lágy rétegek).
Az acél lágyulása a hőhatászónában elérheti az 5-30%-ot, amit a hőkezelt acélból készült hegesztett szerkezetek tervezésénél figyelembe kell venni.
Bizonyos keményfémképző elemek (molibdén, vanádium) az acél összetételébe történő bevitele csökkenti a lágyító hatást.
A nagyszilárdságú acélok használata akár 25-30%-os fémmegtakarítást is eredményezhet az alacsony szén-dioxid-kibocsátású acélból készült szerkezetekhez képest, és különösen ajánlott a nagy fesztávú és nagy terhelésű szerkezeteknél.
1.2.6. Időjárásálló acélok. Fémek korrózióállóságának növelésére
ical szerkezetek, gyengén ötvözött acélok, amelyek kis mennyiségben tartalmaznak
olyan elemek mennyisége (százalékos része), mint a króm, nikkel és réz.
Az időjárási hatásoknak kitett szerkezetekben a foszfort tartalmazó acélok (például C345K acél) nagyon hatékonyak. Az ilyen acélok felületén vékony oxidfilm képződik, amely kellő szilárdságú és megvédi a fémet a korrózió kialakulásától. Az acél hegeszthetősége azonban foszfor jelenlétében romlik. Ezenkívül a nagy vastagságú hengerelt fémeknél a fém csökkentett hidegállósággal rendelkezik, ezért az S345K acél használata javasolt 10 mm-nél nem nagyobb vastagságnál.
A teherhordó és körülzáró funkciókat kombináló szerkezetekben (például membránburkolatok) széles körben alkalmazzák a hengerelt vékony lemezeket. Az ilyen szerkezetek tartósságának növelése érdekében célszerű OX18T1F2 rozsdamentes krómacélt használni, amely nem tartalmaz nikkelt. A ОХ18Т1Ф2 acél mechanikai tulajdonságai:
50 kN/cm 2 = 36 kN/cm 2 , >33 %. Nagy vastagságnál a krómacélból készült hengerelt termékek megnövekedett ridegséggel rendelkeznek, azonban a vékonylemez hengerelt termékek (különösen 2 mm vastagságig) tulajdonságai lehetővé teszik, hogy -40 ° C-ig terjedő tervezési hőmérsékleten is használhatók szerkezetekben.
1.2.7. Acélok kiválasztása fémszerkezetek építéséhez. Az acél kiválasztása változattervezés és műszaki-gazdasági elemzés alapján történik, figyelembe véve a szabványok ajánlásait. A fémrendelés egyszerűsítése érdekében az acél kiválasztásakor törekedni kell a kialakítások nagyobb egységesítésére, az acélok és profilok számának csökkentésére. Az acél kiválasztása attól függ következő paramétereket az anyag teljesítményét befolyásoló:
a környezet hőmérséklete, amelyben a szerkezetet felszerelik és üzemeltetik. Ez a tényező figyelembe veszi a rideg törések fokozott kockázatát alacsony hőmérsékleten;
a terhelés jellege, amely meghatározza az anyag és a szerkezetek jellemzőit dinamikus, vibrációs és változó terhelés esetén;
a feszültségi állapot típusa (egytengelyű összenyomás vagy feszítés, sík vagy térfogati feszültségállapot) és a keletkező feszültségek mértéke (erősen vagy enyhén terhelt elemek);
az elemek összekötésének módja, amely meghatározza a belső feszültségek mértékét, a feszültségkoncentráció mértékét és az anyag tulajdonságait a csatlakozási zónában;
elemekben használt hengerelt termékek vastagsága. Ez a tényező figyelembe veszi az acél tulajdonságainak változását a vastagság növekedésével.
Az anyag működési körülményeitől függően minden típusú szerkezet négy csoportra osztható.
NAK NEK első csoport Ide tartoznak a különösen nehéz körülmények között üzemelő, vagy közvetlenül dinamikus, vibrációs vagy mozgó terhelésnek kitett hegesztett szerkezetek (például darugerendák, munkaállványgerendák vagy felüljárók elemei, amelyek közvetlenül viselik a gördülőállomány terhelését, rácsos rácsok stb.). Az ilyen szerkezetek feszültségi állapotát jellemzik magas szintés magas töltési gyakoriság.
Az első csoport tervei működnek leginkább nehéz körülmények, hozzájárulva azok rideg vagy kifáradási meghibásodásának lehetőségéhez, ezért ezeknél a szerkezeteknél az acélok tulajdonságaival szemben támasztják a legmagasabb követelményeket.
Co. második csoport ide tartoznak a statikus terhelés alatt működő hegesztett szerkezetek, amelyek egytengelyű és egyértelmű kéttengelyű húzófeszültség-mező hatására működnek (például rácsok, keretkeresztrudak, padló- és tetőgerendák és egyéb húzó-, húzó-hajlító- és hajlítóelemek), valamint az első csoport hegesztett kötések hiányában .
Ami az ebbe a csoportba tartozó szerkezetekre jellemző, az a húzófeszültség-mező jelenléte miatt megnövekedett rideg törés kockázata. A fáradtság meghibásodásának valószínűsége itt kisebb, mint az első csoportba tartozó szerkezeteknél.
NAK NEK harmadik csoport Ide tartoznak a nyomófeszültségek túlnyomó hatása alatt működő hegesztett szerkezetek (például oszlopok, állványok, berendezések tartói és egyéb nyomott és nyomott-hajlító elemek), valamint a második csoportba tartozó szerkezetek hegesztett kötések hiányában.
NAK NEK negyedik csoport viszonyul segédszerkezetekés elemek (merevítők, favázas elemek, lépcsők, kerítések stb.), valamint a harmadik csoportba tartozó szerkezetek hegesztett kötések hiányában.
Ha a harmadik és negyedik csoportba tartozó szerkezeteknél elegendő a statikus terhelésekre vonatkozó szilárdsági követelményekre korlátozódni, akkor az első és második csoportba tartozó szerkezeteknél fontos az acél dinamikus hatásokkal és rideg töréssel szembeni ellenállásának felmérése.
A hegesztett szerkezetek anyagaiban értékelni kell a hegeszthetőséget. A hegesztett kötésekkel nem rendelkező szerkezeti elemekre vonatkozó követelmények csökkenthetők, mivel a hegesztési feszültségmezők hiánya, az alacsonyabb feszültségkoncentráció és egyéb tényezők javítják a teljesítményüket.
Az egyes szerkezeti csoportokon belül, az üzemi hőmérséklettől függően, az acélokra különböző hőmérsékleteken ütésállósági követelmények vonatkoznak.
A szabványok tartalmazzák az acélok listáját a szerkezetek csoportjától és az építési éghajlati régiótól függően.
Az acél végső kiválasztását az egyes csoportokon belül a műszaki és gazdasági mutatók (acél fogyasztás és a szerkezetek költsége) összehasonlítása alapján, valamint a fém sorrendjének és a gyártó technológiai lehetőségeinek figyelembevételével kell meghozni. A kompozit szerkezetekben (pl. kompozit gerendák, rácsostartók stb.) gazdaságosan két acél alkalmazása lehetséges: a nagyobb szilárdság a nagy terhelésű elemekhez (rácsos húrok, gerendák) ill. kevesebb erőt enyhén terhelt elemekhez (rácsos rács, gerendafalak).
1.2.8. Alumíniumötvözetek. Az alumínium tulajdonságai jelentősen eltérnek az acéltól. Sűrűsége = 2,7 t/m 3, i.e. majdnem 3-szor kisebb, mint az acél sűrűsége. Az alumínium hosszirányú rugalmassági modulusa E=71 000 MPa, nyírási modulus G= 27 000 MPa, ami körülbelül 3-szor kisebb, mint az acél hosszirányú rugalmassági modulusa és nyírási modulusa.
Az alumíniumnak nincs hozamplatója. A rugalmas alakváltozási egyenes közvetlenül átalakul az elasztoplasztikus alakváltozási görbévé (1.7. ábra). Az alumínium nagyon képlékeny: a szakadási nyúlás eléri a 40 - 50%-ot, de szilárdsága nagyon kicsi: = 6...7 kN/cm 2, és a tartószilárdság = 2...3 kN/cm 2. A tiszta alumíniumot gyorsan bevonják erős oxidfilmmel, amely megakadályozza további fejlődés korrózió.
Nagyon alacsony szilárdságának köszönhetően kereskedelmileg tiszta alumínium épületszerkezetek elég ritkán használják. Az alumínium szilárdságának jelentős növekedését magnéziummal, mangánnal, rézzel és szilíciummal való ötvözéssel érik el. cink és néhány más elem.
Az ötvözött alumínium (alumíniumötvözetek) szakítószilárdsága az ötvöző adalékanyagok összetételétől függően 2-5-ször nagyobb, mint a kereskedelemben kapható tiszta alumíniumé; azonban a relatív nyúlás ennek megfelelően 2-3-szor kisebb. A hőmérséklet növekedésével az alumínium szilárdsága csökken, és 300 ° C feletti hőmérsékleten nullához közelít (lásd az 1.7. ábrát).
Számos többkomponensű A1 - Mg - Si, Al - Cu - Mg, Al - Mg - Zn ötvözet sajátossága, hogy a hőkezelést követően tovább növelik a szilárdságot az öregedési folyamat során; az ilyen ötvözeteket termikusan edzhetőnek nevezzük.
Néhány nagy szilárdságú ötvözet (Al - Mg - Zn rendszer) szakítószilárdsága hőkezelés után, ill. mesterséges öregedés meghaladja a 40 kN/cm2-t, a relatív nyúlás csak 5-10%. A kettős összetételű ötvözetek (Al-Mg, Al-Mn) hőkezelése nem vezet keményedéshez.
Az ezekből az ötvözetekből készült termékek névleges folyáshatárának 1,5-2-szeres növelése érhető el hidegalakítással (hidegedzéssel), miközben a relatív nyúlás is jelentősen csökken. Meg kell jegyezni, hogy a mutatók minden fő fizikai tulajdonságok az ötvözetek, az ötvözőelemek összetételétől és állapotától függetlenül, gyakorlatilag nem különböznek a tiszta alumínium mutatóitól.
Az ötvözetek korrózióállósága az ötvöző adalékanyagok összetételétől, a szállítás állapotától és a külső környezet agresszivitásának mértékétől függ.
Az alumíniumötvözetekből készült félkész termékeket speciális gyárakban állítják elő: lemezek és szalagok - többhengeres malmok hengerlésével; csövek és profilok - vízszintes extrudálással hidraulikus prések, amely lehetővé teszi a legkülönfélébb keresztmetszeti formájú profilok készítését, beleértve a zárt üregűeket is.
A gyárból küldött félkész termékeken az ötvözet minősége és a szállítási állapot fel van tüntetve: M - lágy (lágyított); N - szorgalmas; H2 - félig keményített; T - edzett és természetesen érlelődik 3-6 napig szobahőmérsékleten; T1 - edzett és mesterségesen érlelték több órán át emelt hőmérsékleten; T4 - nem teljesen megkeményedett és természetesen öregedett; T5 - nem teljesen edzett és mesterségesen öregített. A feldolgozás nélkül szállított félkész termékek nem rendelkeznek további megjelöléssel.
A nagyszámú alumíniumminőség közül a következőket javasoljuk az építőiparban való használatra:
Termikusan nem keményedő ötvözetek: AD1 és AMtsM; AMg2M és AMg2MN2 (lapok); AMg2M (csövek);
Termikusan edzhető ötvözetek: AD31T1; AD31T4 és AD31T5 (profilok);
1915 és 1915T; 1925 és 1925T; 1935, 1935T, AD31T (profilok és csövek).
A fenti ötvözetek mindegyike jól hegeszt, kivéve az 1925T ötvözetet, amelyet csak szegecselt szerkezetekhez használnak. Öntött alkatrészekhez AL8 minőségű öntvényötvözetet használnak.
Alumínium szerkezetek kis súlyuk, korrózióállóságuk, hidegállóságuk, antimágneses tulajdonságaik, szikrázásmentességük, tartósságuk és jó kilátás széles körű alkalmazási lehetőségekkel rendelkezik az építőipar számos területén. A magas költségek miatt azonban az alumíniumötvözetek épületszerkezetekben való felhasználása korlátozott.
Az alumínium és a rozsdamentes acél hasonlónak tűnhet, de valójában egészen más. Ne feledje ezt a 10 különbséget, és használja őket útmutatóként, amikor kiválasztja a fém típusát a projekthez.
- Erő/súly arány. Az alumínium általában nem olyan erős, mint az acél, de sokkal könnyebb is. Ez a fő oka annak, hogy a repülőgépek alumíniumból készülnek.
- Korrózió. A rozsdamentes acél vasból, krómból, nikkelből, mangánból és rézből áll. A krómot elemként adják hozzá a korrózióállóság érdekében. Az alumínium nagymértékben ellenáll az oxidációnak és a korróziónak, elsősorban a fémfelületen található speciális filmnek (passziváló rétegnek) köszönhetően. Amikor az alumínium oxidálódik, a felülete fehér lesz, és néha gödrök jelennek meg. Egyes szélsőségesen savas vagy lúgos környezetben az alumínium katasztrofálisan korrodálhat.
- Hővezető. Az alumínium sokkal jobb hővezető képességgel rendelkezik, mint a rozsdamentes acél. Ez az egyik fő oka annak, hogy miért használják autó hűtőkés légkondicionálók.
- Ár. Az alumínium általában olcsóbb, mint a rozsdamentes acél.
- Gyárthatóság. Az alumínium meglehetősen puha, könnyebben vágható és deformálható. Rozsdamentes acél több tartós anyag, de nehezebb vele dolgozni, mivel nagy nehezen deformálható.
- Hegesztés. A rozsdamentes acél viszonylag könnyen hegeszthető, míg az alumínium problémás lehet.
- Termikus tulajdonságok. A rozsdamentes acél sokkal többre használható magas hőmérsékletek mint az alumínium, ami már 200 fokon nagyon puhává válhat.
- Elektromos vezetőképesség. A rozsdamentes acél a legtöbb fémhez képest nagyon rossz vezető. Az alumínium éppen ellenkezőleg, nagyon jó elektromos vezető. Nagy vezetőképességük, kis tömegük és korrózióállóságuk miatt a nagyfeszültségű légvezetékek jellemzően alumíniumból készülnek.
- Erő. A rozsdamentes acél erősebb, mint az alumínium.
- Hatás az élelmiszerekre. A rozsdamentes acél kevésbé reagál az élelmiszerekkel. Az alumínium reagálhat olyan élelmiszerekre, amelyek befolyásolhatják a fém színét és szagát.
Még mindig nem tudja, melyik fém felel meg az Ön igényeinek? Vegye fel velünk a kapcsolatot telefonon, e-mailben vagy jöjjön el irodánkba. Ügyfélszolgálati vezetőink segítenek a megfelelő választásban!
Jelenleg a leggyakoribb orosz piac Az IAF rendszerek három nagy csoportra oszthatók:
- rendszerek alumíniumötvözetből készült aljzatburkolattal;
- horganyzott acélból készült aljzatburkoló szerkezettel rendelkező rendszerek polimer bevonat;
- rendszerek rozsdamentes acél burkolati szerkezettel.
Kétségtelenül a rozsdamentes acélból készült aljzatburkoló szerkezetek rendelkeznek a legjobb szilárdsági és termikus tulajdonságokkal.
Anyagok fizikai és mechanikai tulajdonságainak összehasonlító elemzése
*A rozsdamentes acél és a horganyzott acél tulajdonságai kissé eltérnek.
A rozsdamentes acél és alumínium hő- és szilárdsági jellemzői
1. Figyelembe véve az alumínium 3-szor kisebb teherbíró képességét és 5,5-szeres hővezető képességét, az alumíniumötvözet konzol erősebb „hideghíd”, mint a rozsdamentes acél konzol. Ennek mutatója a burkolat termikus egyenletességének együtthatója. A kutatási adatok szerint a burkolat hőegyenletességi együtthatója rozsdamentes acél rendszer használatakor 0,86-0,92, alumínium rendszerek esetén 0,6-0,7, ami szükségessé teszi a szigetelés nagyobb vastagságát, és ennek megfelelően növeli a homlokzat költségeit.
Moszkvánál a falak előírt hőátadási ellenállása, figyelembe véve a hőegyenletességi együtthatót, rozsdamentes konzolnál - 3,13/0,92=3,4 (m2,°C)/W, alumínium konzolnál - 3,13/0,7= 4,47 (m 2 .°C)/W, azaz 1,07 (m 2 .°C)/W magasabb. Ezért alumínium konzolok használatakor a szigetelés vastagságát (0,045 W/(m°C) hővezetési együttható mellett) közel 5 cm-rel többre kell venni (1,07 * 0,045 = 0,048 m).
2. Az Alumínium tartókonzolok nagyobb vastagsága és hővezető képessége miatt az Épületfizikai Kutatóintézetben végzett számítások szerint -27 °C-os külső levegő hőmérsékleten a horgonyon -3,5 °C-ra csökkenhet a hőmérséklet. és még lejjebb, mert A számítások során az alumínium konzol keresztmetszeti területét 1,8 cm 2-nek feltételeztük, míg a valóságban ez 4-7 cm 2. Rozsdamentes acél tartó használatakor a horgony hőmérséklete +8 °C volt. Ez azt jelenti, hogy alumínium konzolok használatakor a horgony változó hőmérsékletű zónában működik, ahol lehetséges a nedvesség lecsapódása a horgonyon és az azt követő fagyás. Ez fokozatosan tönkreteszi a fal szerkezeti rétegének anyagát a horgony körül, és ennek megfelelően csökkenti annak teherbíró képességét, ami különösen fontos az alacsony anyagú falak esetében. teherbíró képesség(hab beton, üreges tégla satöbbi.). Ugyanakkor a konzol alatti hőszigetelő párnák kis vastagságuk (3-8 mm) és magas (szigeteléshez viszonyított) hővezető képességük miatt mindössze 1-2%-kal csökkentik a hőveszteséget, azaz. gyakorlatilag nem törik meg a „hideghidat”, és csekély hatással vannak a horgony hőmérsékletére.
3. Vezetők alacsony hőmérsékletű tágulása. Az alumíniumötvözet hőmérsékleti deformációja 2,5-szer nagyobb, mint a rozsdamentes acélé. A rozsdamentes acél alacsonyabb hőtágulási együtthatóval rendelkezik (10 10 -6 °C -1), mint az alumínium (25 10 -6 °C -1). Ennek megfelelően a 3 méteres vezetékek nyúlása -15 °C és +50 °C közötti hőmérséklet-különbséggel acél esetében 2 mm, alumínium esetében 5 mm lesz. Ezért az alumínium vezető hőtágulásának kompenzálásához szükséges egész sor események:
mégpedig az alrendszer bevezetése további elemek- mozgatható csúszdák (az U alakú konzolok) vagy ovális lyukak hüvelyekkel szegecsekhez - nem merev rögzítés (L-alakú konzolokhoz).
Ez elkerülhetetlenül bonyolultabb és drágább alrendszerhez vagy helytelen telepítéshez vezet (mivel gyakran előfordul, hogy a telepítők nem használnak perselyeket, vagy helytelenül rögzítik a szerelvényt további elemekkel).
Ezen intézkedések eredményeként a súlyterhelés csak a teherhordó konzolokra (felső és alsó) esik, a többi pedig csak támasztóként szolgál, ami azt jelenti, hogy a horgonyok nem egyenletesen terhelődnek és ezt a tervezésnél figyelembe kell venni. projektdokumentáció, ami gyakran egyszerűen nem történik meg. Az acélrendszerekben a teljes terhelés egyenletesen oszlik el - minden csomópont mereven rögzítve van - a kisebb hőtágulásokat az összes elem működése kompenzálja a rugalmas deformáció szakaszában.
A bilincs kialakítása lehetővé teszi, hogy a lemezek közötti hézag a rozsdamentes acél rendszerekben 4 mm-től, míg az alumínium rendszerekben - legalább 7 mm legyen, ami szintén nem sok vásárlónak és tönkretesznek felel meg. kinézetépület. Ezenkívül a szorítónak biztosítania kell a burkolólapok szabad mozgását a vezetők meghosszabbításának mértékével, ellenkező esetben a födémek tönkremennek (különösen a vezetők találkozásánál), vagy a bilincs kihajlik (mindkettő a burkolólapok kihullása). Egy acélrendszerben nem áll fenn annak a veszélye, hogy a bilincs lábai elhajlanak, ami alumínium rendszerekben idővel a nagy hőmérsékleti deformációk miatt előfordulhat.
Rozsdamentes acél és alumínium tűzállósági tulajdonságai
A rozsdamentes acél olvadáspontja 1800 °C, az alumíniumé 630/670 °C (ötvözettől függően). A csempe belső felületén a tűz során a hőmérséklet (az OPYTNOE Regionális Tanúsító Központ vizsgálati eredményei szerint) eléri a 750 °C-ot. Így használatkor alumínium szerkezetek előfordulhat az alépítmény megolvadása és a homlokzat egy részének összeomlása (az ablaknyílás környékén), és 800-900°C hőmérsékleten maga az alumínium támogatja az égést. A rozsdamentes acél nem olvad meg a tűzben, ezért a követelmények szerint a legelőnyösebb tűzbiztonság. Például Moszkvában az építkezés során sokemeletes épületek Alumínium alépítményeket egyáltalán nem szabad használni.
Korrozív tulajdonságok
Ma az egyetlen megbízható forrás egy adott aljzatburkolat-szerkezet korrózióállóságára, és ennek megfelelően a tartósságára vonatkozóan az ExpertKorr-MISiS szakértői véleménye.
A legtartósabb szerkezetek rozsdamentes acélból készülnek. Az ilyen rendszerek élettartama legalább 40 év közepes agresszivitású városi ipari légkörben, és legalább 50 év feltételesen tiszta, alacsony agresszivitású légkörben.
Az alumíniumötvözetek az oxidfilmnek köszönhetően magas korrózióállósággal rendelkeznek, de magas klorid- és kéntartalom mellett a légkörben gyorsan fejlődő szemcseközi korrózió léphet fel, ami a szerkezeti elemek szilárdságának jelentős csökkenéséhez és tönkremeneteléhez vezet. . Így az alumíniumötvözetekből készült szerkezet élettartama átlagos agresszivitású városi ipari légkörben nem haladja meg a 15 évet. A Rosstroy követelményei szerint azonban, ha alumíniumötvözeteket használnak az NVF alépítményének elemeinek gyártásához, minden elemnek szükségszerűen anódos bevonattal kell rendelkeznie. Az anódos bevonat jelenléte megnöveli az alumíniumötvözet alépítmény élettartamát. De az alépítmény beépítésekor annak különböző elemei szegecsekkel vannak összekötve, amelyekhez lyukakat fúrnak, ami az anódos bevonat megsértését okozza a rögzítési területen, azaz elkerülhetetlenül anódos bevonat nélküli területek jönnek létre. Ezenkívül az alumíniumszegecs acélmagja az elem alumínium közegével együtt egy galvánpárt alkot, ami szintén aktív szemcseközi korróziós folyamatok kialakulásához vezet azokon a helyeken, ahol az alépítményelemeket rögzítik. Érdemes megjegyezni, hogy egy adott alumíniumötvözet alépítményű NVF rendszer alacsony költsége gyakran éppen a rendszerelemek anódos védőbevonatának hiánya miatt van. Az ilyen alépítmények gátlástalan gyártói megspórolják a termékek drága elektrokémiai eloxálási eljárásait.
A horganyzott acél a szerkezeti tartósság szempontjából nem megfelelő korrózióállósággal rendelkezik. De a polimer bevonat felhordása után a horganyzott acélból készült, polimer bevonattal ellátott alépítmény élettartama 30 év közepes agresszivitású városi ipari légkörben, és 40 év feltételesen tiszta, alacsony agresszivitású légkörben.
Az alumínium és acél alépítmények fenti mutatóit összevetve megállapíthatjuk, hogy az acél alépítmények minden tekintetben lényegesen jobbak az alumíniumoknál.