ใช้เหล็กและอลูมิเนียม สแตนเลสหรืออลูมิเนียม? คุณสมบัติป้องกันอัคคีภัยของสแตนเลสและอลูมิเนียม

เมื่อเลือกผลิตภัณฑ์ที่เป็นโลหะ - ราวแขวนผ้าเช็ดตัวและราวแขวนผ้าเช็ดตัวแบบอุ่น จานและรั้ว ตะแกรงหรือราวจับ เราเลือกวัสดุเป็นอย่างแรก ตามเนื้อผ้า สแตนเลส อลูมิเนียม และเหล็กดำธรรมดา (เหล็กกล้าคาร์บอน) ถือเป็นคู่แข่งกัน มีลักษณะที่คล้ายคลึงกันหลายประการ แต่มีความแตกต่างกันอย่างมาก เหมาะสมที่จะเปรียบเทียบและหาว่าอันไหนดีกว่า: อลูมิเนียมหรือ สแตนเลส(เหล็กดำ เนื่องจากมีความต้านทานการกัดกร่อนต่ำ จะไม่นำมาพิจารณา)

อลูมิเนียม: ลักษณะข้อดีข้อเสีย

หนึ่งในโลหะที่เบาที่สุดที่ใช้ในอุตสาหกรรม นำความร้อนได้ดีมาก ไม่เกิดการกัดกร่อนของออกซิเจน อลูมิเนียมผลิตได้หลายสิบชนิด: แต่ละชนิดมีสารเติมแต่งของตัวเองที่เพิ่มความแข็งแรง ต้านทานการเกิดออกซิเดชัน ความอ่อนตัว อย่างไรก็ตาม ยกเว้นอลูมิเนียมเกรดอากาศยานที่มีราคาแพงมาก พวกเขาทั้งหมดมีข้อเสียอย่างหนึ่ง: นิ่มเกินไป ชิ้นส่วนที่ทำจากโลหะนี้จะเสียรูปได้ง่าย นั่นคือเหตุผลที่เป็นไปไม่ได้ที่จะใช้อลูมิเนียมที่มีแรงดันมากต่อผลิตภัณฑ์ระหว่างการทำงาน (เช่น ค้อนน้ำในระบบจ่ายน้ำ)

ความต้านทานการกัดกร่อนของอลูมิเนียมค่อนข้างเกินราคา ใช่โลหะไม่ "เน่า" แต่เนื่องจากชั้นป้องกันของออกไซด์ซึ่งก่อตัวขึ้นบนผลิตภัณฑ์ภายในเวลาไม่กี่ชั่วโมงในอากาศ

สแตนเลส

โลหะผสมนี้แทบไม่มีข้อเสียเลย ยกเว้นราคาที่สูง ไม่กลัวการกัดกร่อนในทางทฤษฎีเช่นอลูมิเนียม แต่ในทางปฏิบัติไม่มีฟิล์มออกไซด์ปรากฏขึ้นซึ่งหมายความว่าเมื่อเวลาผ่านไป " สแตนเลส»ไม่จางหาย

สเตนเลสสตีลที่หนักกว่าอะลูมิเนียมเล็กน้อยจะรับมือกับแรงกระแทก แรงกดสูง และการเสียดสีได้ดีเยี่ยม (โดยเฉพาะเกรดที่มีแมงกานีส) การถ่ายเทความร้อนนั้นแย่กว่าอะลูมิเนียม แต่ด้วยเหตุนี้ โลหะจึงไม่ "เหงื่อออก" จึงเกิดการควบแน่นน้อยลง

จากผลการเปรียบเทียบจะเห็นได้ชัดเจนว่า - เพื่อทำงานที่ต้องการน้ำหนักโลหะต่ำความแข็งแรงและความน่าเชื่อถือ สแตนเลสดีกว่าอลูมิเนียม.

คำอธิบายของอลูมิเนียม:อลูมิเนียมไม่มีการเปลี่ยนแปลงหลายรูปแบบ มีตาข่ายลูกบาศก์ที่อยู่ตรงกลางใบหน้าด้วยระยะเวลา a = 0.4041 นาโนเมตร อะลูมิเนียมและโลหะผสมช่วยให้เกิดการเสียรูปทั้งร้อนและเย็นได้ดี เช่น การรีด การตีขึ้นรูป การอัด การดึง การดัด การปั๊มแผ่น และการทำงานอื่นๆ

โลหะผสมอลูมิเนียมทั้งหมดสามารถเชื่อมแบบจุด และโลหะผสมพิเศษสามารถเชื่อมแบบฟิวชั่นและการเชื่อมประเภทอื่นๆ โลหะผสมอลูมิเนียมดัดแบ่งออกเป็นชนิดแข็งและไม่ชุบแข็งโดยการอบชุบด้วยความร้อน

คุณสมบัติทั้งหมดของโลหะผสมนั้นไม่ได้ถูกกำหนดโดยวิธีการได้ผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปและการอบชุบด้วยความร้อนเท่านั้น แต่ส่วนใหญ่โดยองค์ประกอบทางเคมีและโดยเฉพาะอย่างยิ่งโดยธรรมชาติของเฟส - ตัวชุบแข็งของโลหะผสมแต่ละชนิด คุณสมบัติของอลูมิเนียมอัลลอยด์ที่เสื่อมสภาพขึ้นอยู่กับประเภทของการเสื่อมสภาพ: โซน เฟส หรือการแข็งตัวของเลือด

ที่ระยะของการแข็งตัวของเลือด (T2 และ TZ) ความต้านทานการกัดกร่อนเพิ่มขึ้นอย่างมาก และการผสมผสานที่เหมาะสมที่สุดของคุณลักษณะด้านความแข็งแรง ความต้านทานต่อการกัดกร่อนของความเครียด การกัดกร่อนจากผลัดเซลล์ผิว ความเหนียวแตกหัก (K 1c) และความเป็นพลาสติก (โดยเฉพาะในแนวตั้ง) คือ ให้.

สถานะของผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูป ลักษณะของการหุ้ม และทิศทางการตัดตัวอย่างมีดังต่อไปนี้ - ตำนานสำหรับอลูมิเนียมรีด:

M - นุ่ม อบอ่อน

T - อารมณ์และอายุอย่างเป็นธรรมชาติ

T1 - แข็งและแก่ขึ้น

T2 - ชุบแข็งและบ่มเพื่อความทนทานต่อการแตกหักที่สูงขึ้นและทนต่อการกัดกร่อนของความเค้นได้ดียิ่งขึ้น

ТЗ - ชุบแข็งและเสื่อมสภาพตามโหมดที่ให้ความต้านทานการกัดกร่อนของความเค้นสูงสุดและความเหนียวแตกหัก

N - Cold-worked (แผ่นโลหะผสมที่รีดเย็นเช่น duralumia ประมาณ 5-7%)

P - กึ่งมาตรฐาน

H1 - งานเสริมแข็ง (แผ่นงานชุบแข็งประมาณ 20%)

TPP - ชุบแข็งและแก่ตามธรรมชาติ เพิ่มความแข็งแรง

GK - รีดร้อน (แผ่น, แผ่น)

B - การหุ้มเทคโนโลยี

A - การชุบธรรมดา

UP - หุ้มหนา (8% ต่อด้าน)

D - ทิศทางตามยาว (ตามแนวเส้นใย)

P - ทิศทางตามขวาง

B - ทิศทางความสูง (ความหนา)

X - ทิศทางคอร์ด

P - ทิศทางรัศมี

PD, DP, VD, VP, ХР, РХ - ทิศทางของการตัดชิ้นงานทดสอบ ใช้ในการกำหนดความเหนียวของการแตกหักและอัตราการเติบโตของรอยแตกเมื่อยล้า ตัวอักษรตัวแรกระบุทิศทางของแกนตัวอย่าง ตัวที่สองแสดงลักษณะทิศทางของระนาบ เช่น PV - แกนตัวอย่างตรงกับความกว้างของผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูป และระนาบรอยแตกขนานกับความสูงหรือความหนา .

การวิเคราะห์และการได้มาซึ่งตัวอย่างอะลูมิเนียม: แร่ปัจจุบันอะลูมิเนียมได้มาจากแร่อะลูมิเนียมเพียงชนิดเดียวเท่านั้น มักใช้อะลูมิเนียมประกอบด้วย 50-60% А 12 О 3<30% Fe 2 О 3 , несколько процентов SiО 2 , ТiО 2 , иногда несколько процентов СаО и ряд других окислов.

ตัวอย่างจากอะลูมิเนียมจะถูกเก็บตามกฎทั่วไป โดยให้ความสนใจเป็นพิเศษกับความเป็นไปได้ในการดูดซับความชื้นของวัสดุ เช่นเดียวกับอัตราส่วนที่แตกต่างกันของสัดส่วนของอนุภาคขนาดใหญ่และขนาดเล็ก มวลของตัวอย่างขึ้นอยู่กับขนาดของแหล่งจ่ายที่ทดสอบ: ทุก ๆ 20 ตันจะต้องนำเข้าอย่างน้อย 5 กิโลกรัมในตัวอย่างทั้งหมด

เมื่อทำการสุ่มตัวอย่างบอกไซต์ในปึกรูปกรวย ชิ้นเล็ก ๆ จะถูกบิ่นออกจากชิ้นใหญ่ทั้งหมดที่มีน้ำหนัก > 2 กก. วางอยู่ในวงกลมที่มีรัศมี 1 ม. และนำเข้าไปในจอบ ปริมาตรที่หายไปจะเต็มไปด้วยอนุภาคขนาดเล็กของวัสดุที่นำมาจากพื้นผิวด้านข้างของกรวยที่ทดสอบ

วัสดุที่เลือกจะถูกรวบรวมในภาชนะที่ปิดสนิท

วัสดุตัวอย่างทั้งหมดถูกบดในเครื่องบดให้เป็นอนุภาคขนาด 20 มม. เทลงในกรวย ลดลง และบดอีกครั้งเป็นอนุภาคที่มีขนาด<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.

การเตรียมตัวอย่างสำหรับการวิเคราะห์เพิ่มเติมจะดำเนินการหลังจากการทำให้แห้งที่อุณหภูมิ 105 ° C ขนาดอนุภาคของตัวอย่างสำหรับการวิเคราะห์ควรน้อยกว่า 0.09 มม. ปริมาณของวัสดุคือ 50 กก.

ตัวอย่างบอกไซต์ที่เตรียมไว้มีแนวโน้มที่จะเกิดการแตกตัวเป็นชั้นๆ ถ้าตัวอย่างประกอบด้วยอนุภาคที่มีขนาด<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.

ตัวอย่างจากสารละลายฟลูออไรด์เหลวที่ใช้ในการแยกอิเล็กโทรไลซิสของอะลูมิเนียมหลอมเหลว เนื่องจากอิเล็กโทรไลต์จะถูกเก็บด้วยช้อนเหล็กจากของเหลวที่หลอมเหลวหลังจากขจัดตะกอนที่เป็นของแข็งออกจากพื้นผิวของอ่าง ตัวอย่างของเหลวหลอมเหลวถูกเทลงในแม่พิมพ์และได้แท่งโลหะขนาดเล็กที่มีขนาด 150x25x25 มม. จากนั้นตัวอย่างทั้งหมดจะถูกบดให้เป็นอนุภาคตัวอย่างในห้องปฏิบัติการที่มีขนาดอนุภาคน้อยกว่า 0.09 มม. ...

หลอมอลูมิเนียม:ขึ้นอยู่กับขนาดของการผลิต ธรรมชาติของการหล่อและศักยภาพพลังงาน การหลอมของโลหะผสมอลูมิเนียมสามารถทำได้ในเตาหลอมเบ้าหลอม ในเตาหลอมต้านทานไฟฟ้า และในเตาไฟฟ้าเหนี่ยวนำ

การถลุงโลหะผสมอลูมิเนียมควรไม่เพียงแต่รับประกันคุณภาพของโลหะผสมสำเร็จรูปเท่านั้น แต่ยังให้ผลผลิตสูงของหน่วยและนอกจากนี้ ต้นทุนขั้นต่ำของการหล่อ

วิธีการหลอมโลหะผสมอลูมิเนียมที่ก้าวหน้าที่สุดคือวิธีการให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำโดยกระแสความถี่อุตสาหกรรม

เทคโนโลยีสำหรับการเตรียมโลหะผสมอะลูมิเนียมประกอบด้วยขั้นตอนทางเทคโนโลยีเดียวกันกับเทคโนโลยีสำหรับการเตรียมโลหะผสมจากโลหะอื่นๆ

1. เมื่อทำการหลอมโลหะสุกรและเส้นเอ็น ขั้นแรกให้ใส่อะลูมิเนียม (ทั้งหมดหรือบางส่วน) แล้วจึงละลายสายรัด

2. เมื่อทำการหลอมโดยใช้โลหะผสมของสุกรเบื้องต้นหรือซิลูมินของสุกรในประจุ อย่างแรกเลย โลหะผสมของสุกรจะถูกบรรจุและหลอมเหลว จากนั้นจึงเติมอะลูมิเนียมและสายรัดตามจำนวนที่ต้องการ

3. ในกรณีที่ประจุประกอบด้วยของเสียและโลหะของสุกร จะมีการโหลดตามลำดับต่อไปนี้: สุกรอะลูมิเนียมขั้นต้น การหล่อหลอม (แท่งโลหะ) ของเสีย (เกรดแรก) และการหลอมใหม่และการมัดแบบกลั่น

ทองแดงสามารถนำเข้าสู่การหลอมได้ไม่เพียง แต่ในรูปแบบของการมัดเท่านั้น แต่ยังอยู่ในรูปของทองแดงอิเล็กโทรไลต์หรือของเสีย (การแนะนำโดยการละลาย)

1.2.1. ลักษณะทั่วไปของเหล็กเหล็กเป็นโลหะผสมของเหล็กกับคาร์บอน ซึ่งมีสารเจือปนผสมที่ช่วยปรับปรุงคุณภาพของโลหะ และสิ่งสกปรกที่เป็นอันตรายที่เข้าสู่โลหะจากแร่หรือเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการถลุง

โครงสร้างเหล็ก.ในสถานะของแข็ง เหล็กเป็นโครงสร้างโพลีคริสตัลไลน์ ซึ่งประกอบด้วยคริสตัล (เกรน) ที่มีการจัดทิศทางต่างกันจำนวนมาก ในแต่ละคริสตัล อะตอม (ที่แม่นยำกว่าคือไอออนที่มีประจุบวก) ถูกจัดเรียงอย่างเป็นระเบียบที่ไซต์ของโครงข่ายเชิงพื้นที่ เหล็กมีลักษณะเป็นลูกบาศก์คริสตัลที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ลำตัว (bcc) และศูนย์กลางใบหน้า (fcc) (รูปที่ 1.4) เกรนแต่ละเม็ดที่ก่อตัวเป็นผลึกจะมีลักษณะแอนไอโซทรอปิกอย่างรวดเร็วและมีคุณสมบัติต่างกันไปในทิศทางที่ต่างกัน ด้วยจำนวนเกรนที่เรียงตัวต่างกันจำนวนมาก ความแตกต่างเหล่านี้จึงถูกทำให้เรียบ โดยเฉลี่ยในทุกทิศทาง โดยเฉลี่ยในทุกทิศทาง คุณสมบัติจะเหมือนกัน และเหล็กกล้าจะมีพฤติกรรมเหมือนตัวแบบกึ่งไอโซทรอปิก

โครงสร้างของเหล็กขึ้นอยู่กับสภาวะการตกผลึก องค์ประกอบทางเคมี การอบชุบด้วยความร้อน และสภาวะการรีด

จุดหลอมเหลวของเหล็กบริสุทธิ์คือ 1,535 ° C ในระหว่างการชุบแข็งจะเกิดผลึกของเหล็กบริสุทธิ์ - เฟอร์ไรต์ที่เรียกว่าเหล็ก 8 ที่มีโครงตาข่ายที่ร่างกายเป็นศูนย์กลาง (รูปที่ 1.4, แต่);ที่อุณหภูมิ 1490 ° C เกิดการตกผลึกซ้ำ และเหล็ก 5 ตัวผ่านเข้าสู่เหล็ก γ ด้วยโครงตาข่ายที่ใบหน้า (รูปที่ 1.4, NS).ที่อุณหภูมิ 910 ° C และต่ำกว่า ผลึกเหล็ก γ จะกลายเป็นผลึกที่มีร่างกายเป็นศูนย์กลางอีกครั้ง และสถานะนี้ยังคงสูงถึงอุณหภูมิปกติ การปรับเปลี่ยนครั้งล่าสุดเรียกว่า a-iron

ด้วยการแนะนำของคาร์บอน จุดหลอมเหลวจะลดลงและสำหรับเหล็กที่มีปริมาณคาร์บอน 0.2% จะอยู่ที่ประมาณ 1520 ° C ในการทำความเย็น จะเกิดสารละลายของแข็งของคาร์บอนในเหล็ก y เรียกว่าออสเทนไนต์ ซึ่งอะตอมของคาร์บอนจะอยู่ตรงกลางของโครงตาข่าย fcc ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 910 ° C การสลายตัวของออสเทนไนต์จะเริ่มขึ้น ผลลัพธ์ - เหล็กที่มีตาข่าย bcc (เฟอร์ไรท์) ละลายคาร์บอนได้ไม่ดี เมื่อปล่อยเฟอร์ไรต์ ออสเทนไนต์จะอุดมไปด้วยคาร์บอนและที่อุณหภูมิ 723 ° C จะกลายเป็นไข่มุก ซึ่งเป็นส่วนผสมของเฟอร์ไรท์และเหล็กคาร์ไบด์ Fe 3 C ที่เรียกว่าซีเมนต์

ข้าว. 1.4. ตาข่ายคริสตัลลูกบาศก์:

แต่- เน้นร่างกาย

NS- เน้นใบหน้า

ดังนั้น ที่อุณหภูมิปกติ เหล็กประกอบด้วยสองขั้นตอนหลัก: เฟอร์ไรต์และซีเมนต์ซึ่งก่อให้เกิดเมล็ดพืชอิสระ และยังรวมอยู่ในรูปของเพลตในองค์ประกอบของเพิร์ลไลต์ (รูปที่ 1.5) เมล็ดพืชอ่อน - เฟอร์ไรต์, มืด - เพอร์ไลต์)

เฟอร์ไรต์เป็นพลาสติกมากและมีความแข็งแรงต่ำ ซีเมนต์มีความแข็งและเปราะ Perlite มีคุณสมบัติที่อยู่ตรงกลางระหว่างเฟอร์ไรท์และซีเมนต์ ขึ้นอยู่กับปริมาณคาร์บอน องค์ประกอบโครงสร้างหนึ่งหรือองค์ประกอบอื่นมีอิทธิพลเหนือ ขนาดของเกรนเฟอร์ไรท์และเพิร์ลไลท์ขึ้นอยู่กับจำนวนของศูนย์การตกผลึกและสภาวะการทำความเย็น และส่งผลต่อคุณสมบัติทางกลของเหล็กอย่างมีนัยสำคัญ (เกรนยิ่งละเอียด คุณภาพของโลหะก็ยิ่งสูงขึ้น)

การผสมสารเติมแต่งเข้าสู่สารละลายที่เป็นของแข็งด้วยเฟอร์ไรท์เสริมความแข็งแกร่ง นอกจากนี้บางส่วนของพวกเขาก่อตัวเป็นคาร์ไบด์และไนไตรด์เพิ่มจำนวนไซต์การตกผลึกและมีส่วนช่วยในการก่อตัวของโครงสร้างที่ละเอียด

ภายใต้อิทธิพลของการอบชุบด้วยความร้อน โครงสร้าง ขนาดเกรน และความสามารถในการละลายขององค์ประกอบอัลลอยด์จะเปลี่ยนไป ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของเหล็ก

การอบชุบด้วยความร้อนที่ง่ายที่สุดคือการทำให้เป็นมาตรฐาน ประกอบด้วยการอุ่นสต็อกรีดให้ร้อนที่อุณหภูมิของการก่อตัวของออสเทนไนต์และการระบายความร้อนในอากาศในภายหลัง หลังจากปรับสภาพให้เป็นมาตรฐานแล้ว โครงสร้างเหล็กจะได้รับคำสั่งมากขึ้น ซึ่งนำไปสู่การปรับปรุงความแข็งแรงและคุณสมบัติของพลาสติกของเหล็กแผ่นรีดและความเหนียวในการรับแรงกระแทก ตลอดจนเพิ่มความเป็นเนื้อเดียวกันมากขึ้น

ด้วยการเย็นตัวอย่างรวดเร็วของเหล็กที่ให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่เกินอุณหภูมิการเปลี่ยนเฟส เหล็กจะแข็งตัว

โครงสร้างที่เกิดขึ้นหลังจากการชุบแข็งทำให้เหล็กมีความแข็งแรงสูง อย่างไรก็ตามความเป็นพลาสติกลดลงและแนวโน้มที่จะเกิดการแตกหักแบบเปราะเพิ่มขึ้น เพื่อควบคุมคุณสมบัติทางกลของเหล็กชุบแข็งและการก่อตัวของโครงสร้างที่ต้องการ ให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่ต้องการ โดยคงอุณหภูมินี้ไว้เป็นเวลาที่กำหนด แล้วจึงค่อยๆ เย็นลง 1

ในระหว่างการรีดอันเป็นผลมาจากการลดโครงสร้างของเหล็กจะเปลี่ยนไป มีการบดเมล็ดธัญพืชและการวางแนวที่แตกต่างกันไปตามผลิตภัณฑ์รีด ซึ่งนำไปสู่คุณสมบัติแอนไอโซโทรปีบางอย่าง อุณหภูมิกลิ้งและอัตราการเย็นตัวก็มีผลเช่นกัน ที่อัตราการเย็นตัวสูง การก่อตัวของโครงสร้างการชุบได้ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของคุณสมบัติความแข็งแรงของเหล็ก ยิ่งสต็อกรีดหนาขึ้น อัตราการลดและอัตราการเย็นตัวก็จะยิ่งต่ำลง ดังนั้นด้วยการเพิ่มความหนาของผลิตภัณฑ์รีด ลักษณะความแข็งแรงจึงลดลง

ดังนั้น ด้วยการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางเคมี โหมดการรีดและการอบชุบด้วยความร้อน จึงสามารถเปลี่ยนโครงสร้างและรับเหล็กที่มีความแข็งแรงและคุณสมบัติอื่นๆ ที่กำหนดได้

การจำแนกประเภทเหล็กตามคุณสมบัติความแข็งแรงของเหล็ก เหล็กแบ่งออกเป็นสามกลุ่มตามอัตภาพ: ธรรมดา (<29 кН/см 2), повышенной ( = 29...40 кН/см 2) и высокой прочности ( >40 kN / cm 2).

การเพิ่มความแข็งแรงของเหล็กทำได้โดยการผสมและการอบชุบด้วยความร้อน

ตามองค์ประกอบทางเคมี เหล็กจะแบ่งออกเป็นคาร์บอนและโลหะผสม เหล็กกล้าคาร์บอนเกรดทั่วไปประกอบด้วยเหล็กและคาร์บอนบางส่วน

การเติมซิลิกอน (หรืออลูมิเนียม) และแมงกานีส สารเติมแต่งอื่นๆ ไม่ได้ถูกนำมาใช้เป็นพิเศษและสามารถเข้าไปในเหล็กจากแร่ได้ (ทองแดง โครเมียม ฯลฯ)

คาร์บอน (Y) 1 ที่เพิ่มความแข็งแรงของเหล็ก ลดความเหนียวและความสามารถในการเชื่อมที่แย่ลง ดังนั้นจึงใช้เฉพาะเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำที่มีปริมาณคาร์บอนไม่เกิน 0.22% เท่านั้นสำหรับการสร้างโครงสร้างโลหะ

นอกจากเหล็กและคาร์บอนแล้ว เหล็กกล้าอัลลอยด์ยังมีสารเติมแต่งพิเศษที่ช่วยปรับปรุงคุณภาพ เนื่องจากสารเติมแต่งส่วนใหญ่ในระดับหนึ่งหรืออีกระดับหนึ่งทำให้ความสามารถในการเชื่อมของเหล็กแย่ลง และยังเพิ่มต้นทุนอีกด้วย เหล็กกล้าที่มีโลหะผสมต่ำที่มีปริมาณสารเจือปนผสมทั้งหมดไม่เกิน 5% ส่วนใหญ่จะใช้ในการก่อสร้าง

ส่วนผสมหลักที่เพิ่มเข้ามา ได้แก่ ซิลิกอน (C) แมงกานีส (G) ทองแดง (D) โครเมียม (X) นิกเกิล (N) วาเนเดียม (F) โมลิบดีนัม (M) อะลูมิเนียม (Yu) ไนโตรเจน (A)

ซิลิคอนดีออกซิไดซ์เหล็ก กล่าวคือ จับออกซิเจนส่วนเกินและเพิ่มความแข็งแรง แต่ลดความเหนียว เพิ่มความสามารถในการเชื่อมและความต้านทานการกัดกร่อนที่เนื้อหาที่เพิ่มขึ้น ผลกระทบที่เป็นอันตรายของซิลิกอนสามารถชดเชยได้ด้วยปริมาณแมงกานีสที่เพิ่มขึ้น

แมงกานีสช่วยเพิ่มความแข็งแรง เป็นสารขจัดออกซิไดซ์ที่ดีและเมื่อรวมกับกำมะถัน ช่วยลดผลกระทบที่เป็นอันตราย เมื่อปริมาณแมงกานีสมากกว่า 1.5% เหล็กจะเปราะ

ทองแดงเพิ่มความแข็งแรงของเหล็กเล็กน้อยและเพิ่มความทนทานต่อการกัดกร่อน ปริมาณทองแดงที่มากเกินไป (มากกว่า 0.7%) มีส่วนทำให้เหล็กเสื่อมสภาพและเพิ่มความเปราะบาง

โครเมียมและนิกเกิลช่วยเพิ่มความแข็งแรงของเหล็กโดยไม่ลดความเหนียวและเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน

อลูมิเนียมดีออกซิไดซ์เหล็กได้ดี ทำให้ผลเสียของฟอสฟอรัสเป็นกลาง และเพิ่มความเหนียว

วาเนเดียมและโมลิบดีนัมเพิ่มความแข็งแรงโดยแทบไม่มีความเหนียวลดลง และป้องกันการอ่อนตัวของเหล็กที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนระหว่างการเชื่อม

ไนโตรเจนที่ไม่ผูกมัดมีส่วนทำให้เกิดการเสื่อมสภาพของเหล็กและทำให้เปราะได้ ดังนั้นจึงไม่ควรเกิน 0.009% ในสถานะพันธะเคมีที่มีอะลูมิเนียม วาเนเดียม ไทเทเนียม และองค์ประกอบอื่นๆ จะก่อตัวเป็นไนไตรด์และกลายเป็นองค์ประกอบโลหะผสม มีส่วนทำให้เกิดโครงสร้างที่ละเอียดและปรับปรุงคุณสมบัติทางกล

ฟอสฟอรัสเป็นของสิ่งสกปรกที่เป็นอันตราย เนื่องจากเมื่อสร้างสารละลายที่เป็นของแข็งด้วยเฟอร์ไรท์ จะทำให้เหล็กเปราะบางมากขึ้น โดยเฉพาะที่อุณหภูมิต่ำ (ความเปราะเย็น) อย่างไรก็ตาม เมื่อมีอะลูมิเนียม ฟอสฟอรัสสามารถทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบโลหะผสมที่เพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็ก การผลิตเหล็กที่ทนต่อสภาพอากาศขึ้นอยู่กับสิ่งนี้

กำมะถันเนื่องจากการก่อตัวของเหล็กซัลไฟด์ที่ละลายต่ำทำให้เหล็กเปราะสีแดง (มีแนวโน้มที่จะแตกร้าวที่อุณหภูมิ 800-1,000 ° C) นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับโครงสร้างรอย ผลกระทบที่เป็นอันตรายของกำมะถันจะลดลงเมื่อมีปริมาณแมงกานีสเพิ่มขึ้น ปริมาณกำมะถันและฟอสฟอรัสในเหล็กมีจำกัด และไม่ควรเกิน 0.03 - 0.05% ขึ้นอยู่กับประเภท (เกรด) ของเหล็ก

ผลกระทบที่เป็นอันตรายต่อคุณสมบัติทางกลของเหล็กคือความอิ่มตัวของก๊าซที่สามารถได้รับจากบรรยากาศสู่โลหะในสถานะหลอมเหลว ออกซิเจนทำหน้าที่เหมือนกำมะถัน แต่ในระดับที่มากขึ้นและเพิ่มความเปราะบางของเหล็ก ไนโตรเจนที่ไม่ถูกผูกมัดยังช่วยลดคุณภาพของเหล็กอีกด้วย แม้ว่าไฮโดรเจนจะถูกกักไว้ในปริมาณเล็กน้อย (0.0007%) โดยมุ่งไปที่การรวมตัวในบริเวณผลึกคริสตัลไลน์และส่วนใหญ่ตั้งอยู่ตามแนวขอบของเกรน มันทำให้เกิดความเครียดสูงในไมโครโวลูม ซึ่งทำให้ความต้านทานของเหล็กต่อการแตกหักแบบเปราะลดลง ลดลง ในความต้านทานชั่วคราวและการเสื่อมสภาพของคุณสมบัติของพลาสติก ดังนั้นเหล็กหลอมเหลว (เช่น ระหว่างการเชื่อม) จะต้องได้รับการปกป้องจากบรรยากาศ

เหล็กจะถูกแบ่งออกเป็นประเภทรีดร้อนและอบร้อน (ปรับให้เป็นมาตรฐานหรือปรับปรุงด้วยความร้อน) ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับประเภทการจัดส่ง ในสภาวะรีดร้อน เหล็กไม่ได้มีคุณสมบัติที่เหมาะสมเสมอไป ในระหว่างการทำให้เป็นมาตรฐาน โครงสร้างของเหล็กจะได้รับการขัดเกลา ความสม่ำเสมอของเหล็กเพิ่มขึ้น และความเหนียวเพิ่มขึ้น แต่ไม่มีความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ การอบชุบด้วยความร้อน (การชุบในน้ำและการแบ่งเบาบรรเทาที่อุณหภูมิสูง) ทำให้ได้เหล็กกล้าความแข็งแรงสูงที่ทนทานต่อการแตกหักเปราะได้ดี ต้นทุนการอบชุบด้วยความร้อนของเหล็กสามารถลดลงได้อย่างมากหากดำเนินการชุบแข็งโดยตรงจากการรีดร้อน

เหล็กที่ใช้ในการสร้างโครงสร้างโลหะส่วนใหญ่ผลิตขึ้นในสองวิธี: ในเตาเผาแบบเปิดและในตัวแปลงที่กรองด้วยออกซิเจน คุณสมบัติของเหล็กแบบเปิดและเหล็กสำหรับแปลงออกซิเจนนั้นแทบจะเหมือนกัน อย่างไรก็ตาม วิธีการผลิตเครื่องแปลงออกซิเจนนั้นมีราคาถูกกว่ามากและค่อยๆ แทนที่เหล็กแบบเปิดโล่ง สำหรับชิ้นส่วนที่สำคัญที่สุด ซึ่งต้องใช้โลหะคุณภาพสูงเป็นพิเศษ เหล็กที่ได้จากการหลอมใหม่ด้วยไฟฟ้า (ESR) ก็ถูกนำมาใช้เช่นกัน ด้วยการพัฒนาของโลหะวิทยาไฟฟ้า สามารถใช้ในการก่อสร้างเหล็กที่ได้จากเตาไฟฟ้าได้อย่างกว้างขวาง Elektrostal มีสิ่งสกปรกที่เป็นอันตรายและมีคุณภาพสูงในปริมาณต่ำ

ตามระดับของการกำจัดออกซิเดชัน เหล็กสามารถเดือด กึ่งสงบ และสงบได้

เหล็กที่ไม่ผ่านการดีออกซิไดซ์จะเดือดระหว่างการหล่อเป็นแม่พิมพ์เนื่องจากการปล่อยก๊าซ เหล็กดังกล่าวเรียกว่าการเดือดและกลายเป็นก๊าซที่มีมลพิษมากกว่าและเป็นเนื้อเดียวกันน้อยกว่า

คุณสมบัติทางกลแตกต่างกันเล็กน้อยตามความยาวของแท่งโลหะ เนื่องจากการกระจายตัวขององค์ประกอบทางเคมีไม่สม่ำเสมอ โดยเฉพาะอย่างยิ่งนี้ใช้กับส่วนหัวซึ่งกลายเป็นส่วนที่หลวมที่สุด (เนื่องจากการหดตัวและความอิ่มตัวของก๊าซมากที่สุด) การแยกสิ่งสกปรกและคาร์บอนที่เป็นอันตรายออกมากที่สุด ดังนั้นส่วนที่บกพร่องจึงถูกตัดออกจากแท่งโลหะ ซึ่งคิดเป็นประมาณ 5% ของมวลลิ่ม เหล็กเดือดที่มีคุณสมบัติค่อนข้างดีในแง่ของความแข็งแรงของผลผลิตและความแข็งแรงขั้นสุดท้าย มีความทนทานต่อการแตกหักและการเสื่อมสภาพที่เปราะบางน้อยกว่า

เพื่อปรับปรุงคุณภาพของเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ ดีออกซิไดซ์โดยเติมซิลิกอนจาก 0.12 เป็น 0.3% หรืออะลูมิเนียมเป็น 0.1% ซิลิคอน (หรืออะลูมิเนียม) เมื่อรวมกับออกซิเจนละลายน้ำจะลดผลกระทบที่เป็นอันตราย เมื่อรวมกับออกซิเจน สารกำจัดออกซิไดซ์จะก่อตัวเป็นซิลิเกตและอะลูมิเนตในเฟสที่กระจายตัวอย่างประณีต ซึ่งเพิ่มจำนวนจุดตกผลึกและมีส่วนทำให้เกิดโครงสร้างเนื้อละเอียดของเหล็ก ซึ่งนำไปสู่คุณภาพและคุณสมบัติเชิงกลที่เพิ่มขึ้น เหล็กดีออกซิไดซ์จะไม่เดือดเมื่อเทลงในแม่พิมพ์ ดังนั้นจึงเรียกว่า สงบ ม. และ ส่วนหนึ่งประมาณ 15% ถูกตัดออกจากหัวของแท่งเหล็กที่นิ่ง เหล็กที่นิ่งจะมีลักษณะเป็นเนื้อเดียวกันมากขึ้น เชื่อมได้ดีกว่า ต้านทานความเค้นแบบไดนามิกและการแตกหักแบบเปราะได้ดีกว่า เหล็กกล้าที่สงบใช้ในการผลิตโครงสร้างที่สำคัญซึ่งต้องเผชิญกับอิทธิพลแบบไดนามิก

อย่างไรก็ตาม เหล็กกล้านิ่งจะมีราคาแพงกว่าเหล็กกล้าเดือดประมาณ 12% ซึ่งทำให้จำกัดการใช้งานและการเปลี่ยน เมื่อเป็นประโยชน์สำหรับเหตุผลทางเทคนิคและเศรษฐกิจ ไปจนถึงการผลิตโครงสร้างจากเหล็กกึ่งนิ่ง

เหล็กกึ่งนิ่งมีคุณภาพปานกลางระหว่างการเดือดและนิ่ง มันถูกกำจัดออกซิไดซ์ด้วยซิลิกอนในปริมาณที่น้อยกว่า - 0.05 - 0.15% (ไม่ค่อยมีกับอลูมิเนียม) ส่วนที่เล็กกว่าถูกตัดออกจากหัวของแท่งโลหะซึ่งเท่ากับประมาณ 8% ของมวลของแท่งโลหะ ในแง่ของต้นทุน เหล็กกึ่งสงบยังครองตำแหน่งกลาง เหล็กอัลลอยด์ต่ำมีจำหน่ายในรูปแบบที่สงบ (ไม่ค่อยสงบ) ส่วนใหญ่

1.2.2. มาตรฐานของเหล็กมาตรฐานหลักที่ควบคุมลักษณะของเหล็กสำหรับสร้างโครงสร้างโลหะคือ GOST 27772 - 88 ตาม GOST รูปร่างโครงสร้างทำจากเหล็ก 1 С235, С245, С255, С275, С285, С345, С345К, С375, สำหรับผลิตภัณฑ์แผ่นรีดและสากลและส่วนที่เป็นม้วน, เหล็กС390, С390К, С440, С590, С590К ก็ใช้เช่นกัน เหล็กกล้า С345, С375, С390 และ С440 สามารถจัดหาเนื้อหาทองแดงที่สูงขึ้น (เพื่อเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน) ในขณะที่เพิ่มตัวอักษร "D" ลงในการกำหนดเหล็ก

องค์ประกอบทางเคมีของเหล็กและคุณสมบัติทางกลแสดงในตาราง 1.2 และ 1.3.

เหล็กแผ่นรีดสามารถใช้ได้ทั้งรีดร้อนและอบร้อน ทางเลือกขององค์ประกอบทางเคมีและประเภทของการรักษาความร้อนจะถูกกำหนดโดยโรงงาน สิ่งสำคัญคือการจัดเตรียมคุณสมบัติที่จำเป็น ดังนั้นแผ่นเหล็ก C345 สามารถทำจากเหล็กที่มีองค์ประกอบทางเคมีของ C245 พร้อมการปรับปรุงความร้อน ในกรณีนี้ ตัวอักษร T จะถูกเพิ่มเข้าไปในการกำหนดชื่อเหล็ก เช่น S345T

ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิในการทำงานของโครงสร้างและระดับอันตรายของการแตกหักแบบเปราะ การทดสอบแรงกระแทกสำหรับเหล็ก C345 และ C375 นั้นดำเนินการที่อุณหภูมิต่างกัน ดังนั้นจึงถูกจัดให้อยู่ในสี่ประเภท และเพิ่มหมายเลขหมวดหมู่ในการกำหนดชื่อเหล็ก ตัวอย่างเช่น C345-1; S345-2.

ลักษณะมาตรฐานสำหรับแต่ละหมวดหมู่แสดงไว้ในตาราง 1.4.

การเช่าจะจัดส่งเป็นชุด ชุดประกอบด้วยผลิตภัณฑ์รีดที่มีขนาดเท่ากัน ทัพพีหลอมหนึ่งอัน และหนึ่งโหมดการอบชุบด้วยความร้อน เมื่อตรวจสอบคุณภาพของโลหะ จะมีการสุ่มตัวอย่างสองตัวอย่างจากชุดงาน

จากแต่ละตัวอย่าง ให้สร้างตัวอย่างหนึ่งตัวอย่างสำหรับการทดสอบแรงดึงและแรงดัด และสองตัวอย่างสำหรับกำหนดความทนแรงกระแทกในแต่ละอุณหภูมิ หากผลการทดสอบไม่เป็นไปตามข้อกำหนดของ GOST ให้ดำเนินการ

ทดสอบซ้ำกับจำนวนตัวอย่างที่เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า หากการทดสอบซ้ำๆ แสดงผลที่ไม่น่าพอใจ แสดงว่าแบทช์นั้นถูกปฏิเสธ

ความสามารถในการเชื่อมของเหล็กได้รับการประเมินโดยเทียบเท่าคาร์บอน%:

โดยที่ C, Mn, Si, Cr, Ni, Cu, V, P - เศษส่วนมวลของคาร์บอน, แมงกานีส, ซิลิกอน, โครเมียม, นิกเกิล, ทองแดง, วานาเดียมและฟอสฟอรัส %.

ถ้าด้วย<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% ความเสี่ยงของการแตกร้าวเพิ่มขึ้นอย่างมาก

เพื่อตรวจสอบความต่อเนื่องของโลหะและป้องกันการหลุดลอก หากจำเป็น การทดสอบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงจะดำเนินการตามคำขอของลูกค้า

คุณสมบัติที่โดดเด่นของ GOST 27772 - 88 คือการใช้วิธีการควบคุมทางสถิติสำหรับเหล็กบางชนิด (С275, С285, С375) ซึ่งรับประกันการจัดหาค่ามาตรฐานสำหรับความแข็งแรงของผลผลิตและความต้านทานสูงสุด

โครงสร้างโลหะของอาคารนั้นทำจากเหล็กที่จัดหาตาม GOST 380 - 88 "เหล็กกล้าคาร์บอนที่มีคุณภาพธรรมดา", GOST 19281-73 "เกรดและรูปทรงเหล็กกล้าอัลลอยด์ต่ำ", GOST 19282 - 73 "แผ่นเหล็กโลหะผสมต่ำและบรอดแบนด์ สากล” และมาตรฐานอื่นๆ

ไม่มีความแตกต่างพื้นฐานระหว่างคุณสมบัติของเหล็กที่มีองค์ประกอบทางเคมีเหมือนกัน แต่มีการจัดหาตามมาตรฐานที่แตกต่างกัน ความแตกต่างอยู่ในวิธีการควบคุมและการกำหนด ดังนั้นตาม GOST 380 - 88 ที่มีการเปลี่ยนแปลงการกำหนดเกรดเหล็ก, กลุ่มการจัดส่ง, วิธีการ deoxidation และหมวดหมู่จะถูกระบุ

เมื่อส่งมอบในกลุ่ม A โรงงานรับประกันคุณสมบัติเชิงกล ในกลุ่ม B - องค์ประกอบทางเคมี ในกลุ่ม C - คุณสมบัติทางกลและองค์ประกอบทางเคมี

ระดับของ deoxidation ระบุด้วยตัวอักษร KP (เดือด), SP (สงบ) และ PS (กึ่งสงบ)

หมวดหมู่เหล็กระบุประเภทของการทดสอบแรงกระแทก: หมวด 2 - ไม่ได้ทำการทดสอบแรงกระแทก 3 - ดำเนินการที่อุณหภูมิ +20 ° C, 4 - ที่อุณหภูมิ -20 ° C, 5 - ที่ อุณหภูมิ -20 ° C และหลังจากอายุเชิงกล 6 - หลังจากอายุทางกล

ในการก่อสร้าง ส่วนใหญ่จะใช้เกรดเหล็ก VstZkp2, VstZpsb และ VstZsp5 เช่นเดียวกับเหล็กที่มีปริมาณแมงกานีสสูง VstZGps5

ตาม GOST 19281-73 และ GOST 19282-73 เนื้อหาขององค์ประกอบหลักระบุไว้ในการกำหนดเกรดเหล็ก ตัวอย่างเช่น องค์ประกอบทางเคมีของเหล็ก 09G2S ถูกถอดรหัสดังนี้: 09 - ปริมาณคาร์บอนในร้อยเปอร์เซ็นต์, G2 - แมงกานีสในปริมาณ 1 ถึง 2%, C - ซิลิกอนสูงถึง 1 %.

ที่ส่วนท้ายของเกรดเหล็ก ประเภทของการทดสอบแรงกระแทก สำหรับเหล็กกล้าโลหะผสมต่ำ มีการกำหนด 15 หมวดหมู่ การทดสอบจะดำเนินการที่อุณหภูมิลดลงถึง -70 ° C เหล็กที่ให้มาตามมาตรฐานที่แตกต่างกันสามารถใช้แทนกันได้ (ดูตาราง 1.3)

คุณสมบัติของเหล็กขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีของวัตถุดิบ วิธีการถลุงและปริมาตรของหน่วยถลุง แรงรีดิวซ์และอุณหภูมิระหว่างการรีด สภาวะการหล่อเย็นของผลิตภัณฑ์รีดสำเร็จ ฯลฯ

ด้วยปัจจัยหลายประการที่ส่งผลต่อคุณภาพของเหล็ก จึงค่อนข้างเป็นธรรมชาติที่ตัวชี้วัดความแข็งแรงและคุณสมบัติอื่นๆ มีการแพร่กระจายที่แน่นอน และถือได้ว่าเป็นค่าสุ่ม แนวคิดเกี่ยวกับความแปรปรวนของคุณลักษณะนั้นกำหนดโดยฮิสโทแกรมทางสถิติของการแจกแจง โดยแสดงสัดส่วนสัมพัทธ์ (ความถี่) ของค่าเฉพาะของลักษณะเฉพาะ

1.2.4. เหล็กกล้าความแข็งแรงสูง(29 kN / ซม. 2< <40 кН/см 2). Стали повышенной прочности (С345 - С390) получают либо введением при выплавке стали легирующих
สารเติมแต่ง ซึ่งส่วนใหญ่เป็นแมงกานีสและซิลิกอน มักเป็นนิกเกิลและโครเมียมน้อยกว่า หรือทนความร้อนได้
เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ (С345Т)

ในเวลาเดียวกัน ความเหนียวของเหล็กลดลงเล็กน้อย และความยาวของพื้นที่ผลผลิตลดลงเป็น 1-1.5%

เหล็กที่มีความแข็งแรงสูงเชื่อมได้ค่อนข้างแย่ (โดยเฉพาะเหล็กที่มีปริมาณซิลิกอนสูง) และบางครั้งต้องใช้มาตรการทางเทคโนโลยีพิเศษเพื่อป้องกันการแตกร้าวที่ร้อน

ในแง่ของความต้านทานการกัดกร่อน เหล็กกล้าส่วนใหญ่ในกลุ่มนี้ใกล้เคียงกับเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ

เหล็กที่มีปริมาณทองแดงสูง (S345D, S375D, S390D) มีความต้านทานการกัดกร่อนสูงกว่า

โครงสร้างเกรนละเอียดของเหล็กกล้าอัลลอยต่ำมีความต้านทานการแตกหักแบบเปราะที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

ค่าแรงกระแทกที่มีมูลค่าสูงจะคงอยู่ที่อุณหภูมิ -40 ° C และต่ำกว่า ซึ่งทำให้สามารถใช้เหล็กเหล่านี้สำหรับโครงสร้างที่ทำงานในภาคเหนือได้ เนื่องจากคุณสมบัติความแข็งแรงสูงกว่า การใช้เหล็กที่มีความแข็งแรงสูงทำให้ประหยัดโลหะได้มากถึง 20 -25%

1.2.5 เหล็กกล้าความแข็งแรงสูง(> 40 kN / cm 2) รีดเหล็กความแข็งแรงสูง
(C440 -C590) ได้ตามกฎแล้วโดยการผสมและการอบชุบด้วยความร้อน

สำหรับการผสมจะใช้องค์ประกอบที่ก่อด้วยไนไตรด์ซึ่งมีส่วนทำให้เกิดโครงสร้างที่มีเนื้อละเอียด

เหล็กกล้าความแข็งแรงสูงอาจไม่มีพื้นที่ให้ผลผลิต (ที่ o>,> 50 kN / cm 2) และความเหนียว (การยืดตัว) ของเหล็กเหล่านี้ลดลงเหลือ 14% และต่ำกว่า

อัตราส่วนเพิ่มขึ้นเป็น 0.8 - 0.9 ซึ่งไม่อนุญาตให้คำนึงถึงการเสียรูปของพลาสติกเมื่อคำนวณโครงสร้างที่ทำจากเหล็กเหล่านี้

การเลือกองค์ประกอบทางเคมีและโหมดการอบชุบด้วยความร้อนสามารถเพิ่มความต้านทานต่อการแตกหักแบบเปราะได้อย่างมีนัยสำคัญ และให้ความทนทานต่อแรงกระแทกสูงที่อุณหภูมิต่ำกว่า -70 ° C ปัญหาบางอย่างเกิดขึ้นในการผลิตโครงสร้าง ความแข็งแรงสูงและความเหนียวต่ำต้องการอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นสำหรับการตัด ยืดตรง เจาะ และการทำงานอื่นๆ

เมื่อเชื่อมเหล็กที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนเนื่องจากความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอและการระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างต่างๆ จะเกิดขึ้นในโซนต่างๆ ของรอยเชื่อม ในบางพื้นที่ โครงสร้างที่ดับแล้วถูกสร้างขึ้นด้วยความแข็งแรงและความเปราะบางที่เพิ่มขึ้น (อินเทอร์เลเยอร์แบบแข็ง) ในส่วนอื่นๆ โลหะผ่านการอบคืนตัวที่สูงและมีความแข็งแรงลดลงและมีความเป็นพลาสติกสูง (อินเทอร์เลเยอร์แบบอ่อน)

การอ่อนตัวของเหล็กในเขตอบร้อนสามารถสูงถึง 5 - 30% ซึ่งต้องนำมาพิจารณาเมื่อออกแบบโครงสร้างรอยที่ทำจากเหล็กที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อน

การนำองค์ประกอบที่ขึ้นรูปด้วยคาร์ไบด์บางชนิด (โมลิบดีนัม วานาเดียม) เข้ามาในองค์ประกอบเหล็กช่วยลดผลกระทบจากการอ่อนตัวลง

การใช้เหล็กที่มีความแข็งแรงสูงช่วยประหยัดโลหะได้มากถึง 25-30% เมื่อเทียบกับโครงสร้างที่ทำจากเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ และแนะนำโดยเฉพาะอย่างยิ่งในโครงสร้างช่วงกว้างและโครงสร้างรับน้ำหนักมาก

1.2.6 เหล็กทนบรรยากาศเพื่อเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะ
เหล็กอัลลอยด์ต่ำใช้ในการก่อสร้าง
ปริมาณ (เศษส่วนของเปอร์เซ็นต์) องค์ประกอบ เช่น โครเมียม นิกเกิล และทองแดง

ในโครงสร้างที่สัมผัสกับอิทธิพลของบรรยากาศ เหล็กที่มีการเติมฟอสฟอรัส (เช่น เหล็ก S345K) จะมีประสิทธิภาพมาก บนพื้นผิวของเหล็กดังกล่าวจะเกิดฟิล์มออกไซด์บาง ๆ ซึ่งมีความแข็งแรงเพียงพอและปกป้องโลหะจากการกัดกร่อน อย่างไรก็ตามความสามารถในการเชื่อมของเหล็กเมื่อมีฟอสฟอรัสลดลง นอกจากนี้ ในผลิตภัณฑ์แผ่นรีดที่มีความหนามาก โลหะมีความต้านทานความเย็นลดลง ดังนั้นจึงแนะนำให้ใช้เหล็ก S345K สำหรับความหนาไม่เกิน 10 มม.

ในโครงสร้างที่รวมฟังก์ชันแบริ่งและการปิดล้อม (เช่น การเคลือบเมมเบรน) มีการใช้เหล็กแผ่นบางอย่างแพร่หลาย เพื่อเพิ่มความทนทานของโครงสร้างดังกล่าว ขอแนะนำให้ใช้เหล็กกล้าไร้สนิมเกรดโครเมียม ОХ18Т1Ф2 ซึ่งไม่มีนิกเกิล คุณสมบัติทางกลของเหล็ก OH18T1F2:

50 kN / cm 2, = 36 kN / cm 2,> 33 %. ที่ความหนามาก ผลิตภัณฑ์รีดที่ทำจากเหล็กโครเมียมมีความเปราะบางเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติของผลิตภัณฑ์แผ่นรีดบาง (โดยเฉพาะที่มีความหนาไม่เกิน 2 มม.) ทำให้สามารถใช้ในโครงสร้างที่อุณหภูมิการออกแบบสูงถึง -40 ° ค.

1.2.7. การเลือกเหล็กสำหรับสร้างโครงสร้างโลหะทางเลือกของเหล็กถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของการออกแบบที่หลากหลายและการวิเคราะห์ทางเทคนิคและเศรษฐกิจ โดยคำนึงถึงคำแนะนำของบรรทัดฐาน เพื่อลดความซับซ้อนของการเรียงลำดับของโลหะ เมื่อเลือกเหล็ก เราควรพยายามรวมโครงสร้างที่มากขึ้น ลดจำนวนเหล็กและโปรไฟล์ การเลือกเหล็กขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ต่อไปนี้ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพของวัสดุ:

อุณหภูมิของสภาพแวดล้อมที่ติดตั้งและใช้งานโครงสร้าง ปัจจัยนี้คำนึงถึงความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของการแตกหักแบบเปราะที่อุณหภูมิต่ำ

ธรรมชาติของการโหลดซึ่งกำหนดลักษณะเฉพาะของงานวัสดุและโครงสร้างภายใต้แรงสั่นสะเทือนแบบไดนามิกและแบบแปรผัน

ประเภทของสภาวะความเค้น (การบีบอัดหรือความตึงแกนเดียว, สภาวะความเค้นแบบแบนหรือเชิงปริมาตร) และระดับของความเค้นที่เกิดขึ้น (องค์ประกอบที่รับน้ำหนักมากหรือน้อย)

วิธีการเชื่อมต่อองค์ประกอบซึ่งกำหนดระดับความเค้นของตัวเองระดับความเข้มข้นของความเครียดและคุณสมบัติของวัสดุในโซนเชื่อมต่อ

ความหนาของผลิตภัณฑ์รีดที่ใช้ในองค์ประกอบ ปัจจัยนี้คำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของเหล็กด้วยความหนาที่เพิ่มขึ้น

โครงสร้างทุกประเภทแบ่งออกเป็นสี่กลุ่มขึ้นอยู่กับสภาพการทำงานของวัสดุ

ถึง กลุ่มแรกรวมถึงโครงสร้างแบบเชื่อมที่ทำงานในสภาวะที่รุนแรงโดยเฉพาะ หรือสัมผัสโดยตรงกับโหลดแบบไดนามิก แรงสั่นสะเทือน หรือแบบเคลื่อนที่ (เช่น คานเครน คานแท่นทำงาน หรือชิ้นส่วนสะพานลอยที่รับน้ำหนักโดยตรงจากสต็อกกลิ้ง โครงปิดปากกระบอกปืน ฯลฯ) สถานะความเค้นของโครงสร้างดังกล่าวมีลักษณะเป็นระดับสูงและความถี่ในการโหลดสูง

โครงสร้างของกลุ่มแรกทำงานในสภาวะที่ยากลำบากที่สุด ทำให้เกิดความเป็นไปได้ที่จะเกิดการแตกหักหรือเมื่อยล้า ดังนั้นจึงกำหนดข้อกำหนดสูงสุดสำหรับคุณสมบัติของเหล็กสำหรับโครงสร้างเหล่านี้

NS กลุ่มที่สองรวมถึงโครงสร้างแบบเชื่อมที่ทำงานบนโหลดแบบสถิตเมื่อสัมผัสกับสนามความเค้นแรงดึงแกนเดียวและชัดเจน (เช่น โครงถัก คาน คานพื้นและหลังคา และองค์ประกอบยืด ยืด-ดัด และดัดโค้งอื่นๆ) ตลอดจนโครงสร้างของส่วนแรก กลุ่มในกรณีที่ไม่มีรอยต่อรอย ...

โครงสร้างทั่วไปของกลุ่มนี้คือความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของการแตกหักแบบเปราะที่เกี่ยวข้องกับการปรากฏตัวของสนามความเครียดแรงดึง ความน่าจะเป็นของความล้มเหลวเมื่อยล้าน้อยกว่าโครงสร้างของกลุ่มแรก

ถึง กลุ่มที่สามรวมถึงโครงสร้างแบบเชื่อมที่ทำงานภายใต้ผลกระทบที่โดดเด่นของแรงอัด (เช่น เสา ชั้นวาง อุปกรณ์รองรับและส่วนประกอบอื่นๆ ที่บีบอัดและบีบอัด) รวมถึงโครงสร้างของกลุ่มที่สองในกรณีที่ไม่มีรอยต่อแบบเชื่อม

ถึง กลุ่มที่สี่รวมถึงโครงสร้างและองค์ประกอบเสริม (ความสัมพันธ์, องค์ประกอบครึ่งไม้, บันได, รั้ว, ฯลฯ ) เช่นเดียวกับโครงสร้างของกลุ่มที่สามในกรณีที่ไม่มีรอยต่อ

หากสำหรับโครงสร้างของกลุ่มที่สามและกลุ่มที่สี่ เพียงพอที่จะจำกัดตัวเราให้อยู่ในข้อกำหนดด้านความแข็งแรงภายใต้แรงสถิตย์ ดังนั้นสำหรับโครงสร้างของกลุ่มที่หนึ่งและกลุ่มที่สอง การประเมินความต้านทานของเหล็กต่อผลกระทบแบบไดนามิกและการแตกหักแบบเปราะเป็นสิ่งสำคัญ

ในวัสดุสำหรับโครงสร้างแบบเชื่อม ต้องประเมินความสามารถในการเชื่อม ข้อกำหนดสำหรับองค์ประกอบโครงสร้างที่ไม่มีรอยต่อสามารถลดลงได้ เนื่องจากไม่มีสนามความเค้นในการเชื่อม ความเข้มข้นของความเค้นที่ต่ำกว่าและปัจจัยอื่นๆ จะช่วยปรับปรุงการทำงาน

ภายในโครงสร้างแต่ละกลุ่มนั้น ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิในการทำงาน ข้อกำหนดสำหรับแรงกระแทกที่อุณหภูมิต่างกันถูกกำหนดบนเหล็ก

บรรทัดฐานประกอบด้วยรายการเหล็กขึ้นอยู่กับกลุ่มของโครงสร้างและภูมิอากาศของการก่อสร้าง

การเลือกเหล็กขั้นสุดท้ายในแต่ละกลุ่มควรทำตามการเปรียบเทียบตัวชี้วัดทางเทคนิคและเศรษฐกิจ (การใช้เหล็กและต้นทุนของโครงสร้าง) รวมทั้งคำนึงถึงลำดับของโลหะและความสามารถทางเทคโนโลยีของผู้ผลิต ในโครงสร้างคอมโพสิต (เช่น คานแยก โครงถัก ฯลฯ) มีความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจที่จะใช้เหล็กสองชนิด: มีความแข็งแรงสูงกว่าสำหรับชิ้นส่วนรับน้ำหนักมาก (โครงถัก คาน) และความแข็งแรงต่ำกว่าสำหรับองค์ประกอบที่รับน้ำหนักน้อย (โครงถักโครงตาข่าย โครงคาน) ).

1.2.8. โลหะผสมอลูมิเนียมอลูมิเนียมแตกต่างจากเหล็กอย่างมากในคุณสมบัติของมัน ความหนาแน่น = 2.7 t / m 3 เช่น น้อยกว่าความหนาแน่นของเหล็กเกือบ 3 เท่า โมดูลัสความยืดหยุ่นตามยาวของอะลูมิเนียม E = 71 000 MPa โมดูลัสเฉือน ก = 27,000 MPa ซึ่งน้อยกว่าโมดูลัสความยืดหยุ่นตามยาวและโมดูลัสเฉือนของเหล็กประมาณ 3 เท่า

อลูมิเนียมไม่มีพื้นที่ไหล เส้นตรงของการเสียรูปยางยืดตรงเข้าไปในเส้นโค้งของการเสียรูปยาง (รูปที่ 1.7) อลูมิเนียมเป็นพลาสติกมาก: การยืดเมื่อขาดถึง 40 - 50% แต่ความแข็งแรงต่ำมาก: = 6 ... 7 kN / cm 2 และความแข็งแรงของผลผลิตทั่วไป = 2 ... 3 kN / cm 2 อะลูมิเนียมบริสุทธิ์จะเคลือบด้วยฟิล์มออกไซด์ที่แข็งแรงอย่างรวดเร็วซึ่งป้องกันการกัดกร่อนเพิ่มเติม

เนื่องจากมีความแข็งแรงต่ำมาก อะลูมิเนียมบริสุทธิ์เชิงพาณิชย์จึงไม่ค่อยได้ใช้ในโครงสร้างอาคาร ความแข็งแรงของอลูมิเนียมที่เพิ่มขึ้นอย่างมากทำได้โดยผสมกับแมกนีเซียม แมงกานีส ทองแดง ซิลิกอน สังกะสีและองค์ประกอบอื่นๆ

ความต้านทานชั่วคราวของอลูมิเนียมอัลลอยด์ (โลหะผสมอลูมิเนียม) ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของสารเติมแต่งอัลลอยด์นั้นสูงกว่าของบริสุทธิ์ในเชิงพาณิชย์ 2 -5 เท่า อย่างไรก็ตามการยืดตัวสัมพัทธ์จะต่ำกว่า 2 - 3 เท่าตามลำดับ เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ความแข็งแรงของอะลูมิเนียมจะลดลงและที่อุณหภูมิสูงกว่า 300 ° C นั้นใกล้เคียงกับศูนย์ (ดูรูปที่ 1.7)

คุณสมบัติของโลหะผสมหลายองค์ประกอบ A1 - Mg - Si, Al - Cu - Mg, Al - Mg - Zn คือความสามารถในการเพิ่มความแข็งแรงในระหว่างการบ่มหลังจากการอบชุบด้วยความร้อน โลหะผสมดังกล่าวเรียกว่าการชุบแข็งด้วยความร้อน

ความแข็งแรงสูงสุดของโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง (ระบบ Al - Mg - Zn) หลังจากการอบชุบด้วยความร้อนและอายุประดิษฐ์เกิน 40 kN / cm 2 ในขณะที่การยืดตัวสัมพัทธ์เพียง 5-10% การอบชุบด้วยความร้อนของโลหะผสมที่มีองค์ประกอบสองเท่า (Al-Mg, Al-Mn) ไม่นำไปสู่การชุบแข็ง โลหะผสมดังกล่าวเรียกว่าไม่ชุบแข็งด้วยความร้อน

การเพิ่มขึ้นของความเค้นครากตามเงื่อนไขของผลิตภัณฑ์ที่ทำจากโลหะผสมเหล่านี้โดยปัจจัย 1.5 - 2 สามารถทำได้โดยการเสียรูปเย็น (autofrettage) ในขณะที่การยืดตัวสัมพัทธ์ก็ลดลงเช่นกัน ควรสังเกตว่าตัวบ่งชี้คุณสมบัติทางกายภาพพื้นฐานทั้งหมดของโลหะผสมโดยไม่คำนึงถึงองค์ประกอบขององค์ประกอบและสถานะของโลหะผสมนั้นแทบไม่แตกต่างจากอลูมิเนียมบริสุทธิ์

ความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของวัตถุเจือปนผสม สถานะการส่งมอบ และระดับความก้าวร้าวของสภาพแวดล้อมภายนอก

ผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปจากโลหะผสมอลูมิเนียมผลิตขึ้นในโรงงานเฉพาะ: แผ่นและแถบ - โดยการกลิ้งบนโรงสีหลายม้วน ท่อและโปรไฟล์ - โดยการอัดรีดบนเครื่องอัดไฮดรอลิกแนวนอน ซึ่งช่วยให้ได้โปรไฟล์ที่มีรูปร่างหน้าตัดที่หลากหลายที่สุด รวมถึงแบบที่มีฟันผุแบบปิด

ผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปที่ส่งจากโรงงานระบุเกรดของโลหะผสมและสถานะการจัดส่ง: M - อ่อน (อบอ่อน); H - งานเย็น; H2 - กึ่งมาตรฐาน T - ชุบแข็งและบ่มตามธรรมชาติเป็นเวลา 3 - 6 วันที่อุณหภูมิห้อง T1 - ชุบแข็งและบ่มเป็นเวลาหลายชั่วโมงที่อุณหภูมิสูง T4 - ไม่แข็งตัวเต็มที่และแก่ตามธรรมชาติ T5 - ไม่แข็งตัวเต็มที่และแก่เกินไป ผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปที่จัดส่งโดยไม่มีการแปรรูปไม่มีการกำหนดเพิ่มเติม

อะลูมิเนียมเกรดต่างๆ จำนวนมาก แนะนำให้ใช้ในการก่อสร้างดังนี้

โลหะผสมที่ไม่ผ่านการชุบแข็งด้วยความร้อน: AD1 และ AMtsM; AMg2M และ AMg2MH2 (แผ่น); AMg2M (ท่อ);

โลหะผสมชุบแข็งด้วยความร้อน: AD31T1; AD31T4 และ AD31T5 (โปรไฟล์);

2458 และ 2458T; 2468 และ 2468T; 2478, 2478T, AD31T (โปรไฟล์และท่อ)

โลหะผสมทั้งหมดข้างต้น ยกเว้น 1925T ซึ่งใช้สำหรับโครงสร้างแบบหมุดย้ำเท่านั้น เชื่อมได้ดี หล่อโลหะผสมเกรด AL8 ใช้สำหรับชิ้นส่วนหล่อ

เนื่องจากมีน้ำหนักเบา ทนทานต่อการกัดกร่อน ต้านทานความเย็น ป้องกันแม่เหล็ก ไม่เกิดประกายไฟ ทนทาน และมีลักษณะที่ดี โครงสร้างอะลูมิเนียมจึงมีแนวโน้มการใช้งานที่กว้างขวางในหลายพื้นที่ของการก่อสร้าง อย่างไรก็ตาม เนื่องจากมีค่าใช้จ่ายสูง การใช้อลูมิเนียมอัลลอยด์ในโครงสร้างอาคารจึงมีจำกัด

อลูมิเนียมและสแตนเลสอาจดูคล้ายกัน แต่ในความเป็นจริง ต่างกันโดยสิ้นเชิง จดจำความแตกต่างทั้ง 10 ข้อนี้และให้คำแนะนำเมื่อเลือกประเภทของโลหะสำหรับโครงการของคุณ

1. อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักอลูมิเนียมมักจะไม่แข็งแรงเท่าเหล็ก แต่ก็เบากว่ามากเช่นกัน นี่คือเหตุผลหลักว่าทำไมเครื่องบินจึงทำจากอลูมิเนียม
2. การกัดกร่อนเหล็กกล้าไร้สนิมประกอบด้วยเหล็ก โครเมียม นิกเกิล แมงกานีส และทองแดง เพิ่มโครเมียมเป็นองค์ประกอบเพื่อให้ทนต่อการกัดกร่อน อะลูมิเนียมมีความทนทานต่อการเกิดออกซิเดชันและการกัดกร่อนสูง สาเหตุหลักมาจากฟิล์มพิเศษบนพื้นผิวโลหะ (ชั้นฟิล์ม) เมื่ออะลูมิเนียมออกซิไดซ์ พื้นผิวจะเปลี่ยนเป็นสีขาวและบางครั้งมีหลุมปรากฏขึ้น ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดหรือด่างที่รุนแรง อะลูมิเนียมสามารถกัดกร่อนได้ในอัตราที่ร้ายแรง
3. การนำความร้อนอลูมิเนียมมีการนำความร้อนได้ดีกว่าสแตนเลสมาก นี่เป็นหนึ่งในเหตุผลหลักที่ใช้สำหรับหม้อน้ำรถยนต์และเครื่องปรับอากาศ
4. ราคา.โดยทั่วไปแล้วอลูมิเนียมจะมีราคาถูกกว่าสแตนเลส
5. ความสามารถในการผลิตอลูมิเนียมค่อนข้างอ่อนและง่ายต่อการตัดและทำให้เสียรูป เหล็กกล้าไร้สนิมเป็นวัสดุที่ทนทานกว่า แต่ใช้งานได้ยากกว่าเนื่องจากทำให้เสียรูปได้ยากกว่า
6. งานเชื่อม.เหล็กกล้าไร้สนิมค่อนข้างเชื่อมง่าย ในขณะที่อลูมิเนียมอาจเป็นปัญหาได้
7. คุณสมบัติทางความร้อนสแตนเลสสามารถใช้ได้ที่อุณหภูมิสูงกว่าอลูมิเนียมมาก ซึ่งสามารถอ่อนตัวได้ที่ 200 องศา
8. การนำไฟฟ้าสแตนเลสเป็นตัวนำไฟฟ้าที่แย่มากเมื่อเทียบกับโลหะส่วนใหญ่ ในทางกลับกัน อลูมิเนียมเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีมาก เนื่องจากมีค่าการนำไฟฟ้าสูง น้ำหนักเบา และทนต่อการกัดกร่อน สายส่งไฟฟ้าเหนือศีรษะแรงดันสูงมักจะทำจากอลูมิเนียม
9. ความแข็งแกร่ง.สแตนเลสมีความแข็งแรงกว่าอลูมิเนียม
10. ผลกระทบต่ออาหารเหล็กกล้าไร้สนิมทำปฏิกิริยากับอาหารน้อยลง อลูมิเนียมสามารถทำปฏิกิริยากับอาหารที่อาจส่งผลต่อสีและกลิ่นของโลหะ

ยังไม่แน่ใจว่าโลหะชนิดใดที่เหมาะกับเป้าหมายของคุณ? ติดต่อเราทางโทรศัพท์ อีเมล หรือมาที่สำนักงานของเรา ผู้จัดการบัญชีของเราจะช่วยให้คุณตัดสินใจได้ถูกต้อง!

ปัจจุบัน กลุ่มติดอาวุธผิดกฎหมายที่พบบ่อยที่สุดในตลาดรัสเซียสามารถแบ่งออกเป็นสามกลุ่มใหญ่:

• ระบบที่มีโครงสร้างพื้นฐานทำจากอลูมิเนียมอัลลอยด์
• ระบบที่มีโครงสร้างย่อยทำจากเหล็กชุบสังกะสีเคลือบโพลีเมอร์
• ระบบที่มีโครงสร้างย่อยเป็นสแตนเลส

พารามิเตอร์ความแข็งแรงและเทอร์โมฟิสิกส์ที่ดีที่สุดมีให้โดยโครงสร้างย่อยสแตนเลสอย่างไม่ต้องสงสัย

การวิเคราะห์เปรียบเทียบคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลของวัสดุ

* คุณสมบัติของสเตนเลสกับเหล็กอาบสังกะสีแตกต่างกันเล็กน้อย

ลักษณะทางความร้อนและความแข็งแรงของสแตนเลสและอลูมิเนียม

1. เมื่อพิจารณาจากความสามารถในการรับน้ำหนักที่ต่ำกว่า 3 เท่า และค่าการนำความร้อนที่สูงขึ้น 5.5 เท่าของอะลูมิเนียม โครงยึดอะลูมิเนียมอัลลอยด์จึงเป็น "สะพานเย็น" ที่แข็งแรงกว่าตัวยึดสแตนเลส ตัวบ่งชี้นี้คือค่าสัมประสิทธิ์ความสม่ำเสมอทางวิศวกรรมความร้อนของโครงสร้างที่ปิดล้อม จากข้อมูลการวิจัยพบว่าค่าสัมประสิทธิ์ความสม่ำเสมอทางวิศวกรรมความร้อนของโครงสร้างปิดเมื่อใช้ระบบสแตนเลสคือ 0.86-0.92 และสำหรับระบบอลูมิเนียมคือ 0.6-0.7 ซึ่งทำให้จำเป็นต้องวางฉนวนที่มีความหนามากและตามลำดับ , เพิ่มต้นทุนซุ้ม ...

สำหรับมอสโกความต้านทานที่จำเป็นสำหรับการถ่ายเทความร้อนของผนังโดยคำนึงถึงค่าสัมประสิทธิ์ความสม่ำเสมอของความร้อนสำหรับตัวยึดสแตนเลสคือ 3.13 / 0.92 = 3.4 (m2. ° C) / W สำหรับตัวยึดอลูมิเนียม - 3.13 / 0.7 = 4.47 (ม. 2. ° C) / W, เช่น 1.07 (m 2. ° C) / W สูงกว่า ดังนั้นเมื่อใช้โครงยึดอะลูมิเนียม ความหนาของฉนวน (โดยมีค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อน 0.045 W / (m. ° C) ควรเพิ่มขึ้นเกือบ 5 ซม. (1.07 * 0.045 = 0.048 ม.)

2. เนื่องจากวงเล็บอลูมิเนียมมีความหนาและการนำความร้อนที่มากขึ้น ตามการคำนวณที่สถาบันวิจัยฟิสิกส์อาคารที่อุณหภูมิภายนอก -27 ° C อุณหภูมิบนจุดยึดอาจลดลงถึง -3.5 ° C และต่ำกว่านั้นเพราะ ในการคำนวณ พื้นที่หน้าตัดของโครงยึดอะลูมิเนียมนั้นใช้ 1.8 ซม. 2 ในขณะที่ในความเป็นจริงคือ 4-7 ซม. 2 เมื่อใช้ขายึดสแตนเลส อุณหภูมิที่จุดยึดคือ +8 ° C กล่าวคือ เมื่อใช้โครงยึดอะลูมิเนียม พุกจะทำงานในบริเวณที่มีอุณหภูมิสลับกัน ซึ่งอาจเกิดการควบแน่นของความชื้นบนพุกได้ ตามด้วยจุดเยือกแข็ง สิ่งนี้จะค่อยๆ ทำลายวัสดุของชั้นโครงสร้างของผนังรอบ ๆ สมอ และลดความสามารถในการรับน้ำหนัก ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับผนังที่ทำจากวัสดุที่มีกำลังรับน้ำหนักต่ำ (คอนกรีตโฟม อิฐกลวง ฯลฯ) ในเวลาเดียวกัน ปะเก็นฉนวนความร้อนใต้โครงยึด เนื่องจากความหนาขนาดเล็ก (3-8 มม.) และค่าการนำความร้อนสูง (เทียบกับฉนวน) ช่วยลดการสูญเสียความร้อนได้เพียง 1-2% กล่าวคือ ในทางปฏิบัติอย่าทำลาย "สะพานเย็น" และมีผลเพียงเล็กน้อยต่ออุณหภูมิของสมอ

3. การขยายตัวทางความร้อนต่ำของไกด์ การเสียรูปทางความร้อนของโลหะผสมอะลูมิเนียมมีค่ามากกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม 2.5 เท่า เหล็กกล้าไร้สนิมมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน (10 10 -6 ° C -1) ต่ำกว่าอลูมิเนียม (25 10 -6 ° C -1) ตามลำดับ การยืดตัวของราง 3 เมตรที่อุณหภูมิแตกต่างกันตั้งแต่ -15 ° C ถึง +50 ° C จะเป็น 2 มม. สำหรับเหล็กและ 5 มม. สำหรับอะลูมิเนียม ดังนั้น เพื่อชดเชยการขยายตัวทางความร้อนของตัวนำอะลูมิเนียม จำเป็นต้องมีมาตรการหลายประการ:

กล่าวคือการแนะนำองค์ประกอบเพิ่มเติมในระบบย่อย - เลื่อนแบบเคลื่อนย้ายได้ (สำหรับวงเล็บรูปตัวยู) หรือรูรูปไข่พร้อมบูชสำหรับหมุดย้ำ - ไม่ใช่การตรึงแบบแข็ง (สำหรับวงเล็บรูปตัว L)

สิ่งนี้นำไปสู่ความยุ่งยากและค่าใช้จ่ายของระบบย่อยที่เพิ่มขึ้นหรือการติดตั้งที่ไม่ถูกต้องอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ (เนื่องจากมักเกิดขึ้นที่ผู้ติดตั้งไม่ได้ใช้บุชชิ่งหรือแก้ไขส่วนประกอบเพิ่มเติมอย่างไม่ถูกต้อง)

ผลของมาตรการเหล่านี้ น้ำหนักบรรทุกตกลงบนฐานยึดแบริ่งเท่านั้น (บนและล่าง) ในขณะที่ส่วนอื่นๆ ทำหน้าที่เป็นตัวรองรับเท่านั้น ซึ่งหมายความว่าจุดยึดจะไม่รับน้ำหนักเท่าๆ กัน และจะต้องนำมาพิจารณาเมื่อจัดทำเอกสารประกอบโครงการ ซึ่งมักจะไม่ทำ ในระบบเหล็ก โหลดทั้งหมดจะถูกกระจายอย่างเท่าเทียมกัน - โหนดทั้งหมดได้รับการแก้ไขอย่างแน่นหนา - การขยายตัวทางความร้อนที่ไม่มีนัยสำคัญจะถูกชดเชยโดยการทำงานขององค์ประกอบทั้งหมดในขั้นตอนของการเสียรูปแบบยืดหยุ่น

การออกแบบคลีตช่วยให้มีช่องว่างระหว่างแผ่นในระบบสแตนเลสตั้งแต่ 4 มม. ในขณะที่ระบบอลูมิเนียม - ไม่น้อยกว่า 7 มม. ซึ่งไม่เหมาะกับลูกค้าจำนวนมากและทำให้รูปลักษณ์ของอาคารเสียหาย นอกจากนี้ คลีตจะต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการเคลื่อนที่ของเพลตหุ้มอย่างอิสระตามปริมาณการขยายของไกด์ มิฉะนั้น เพลตจะยุบ (โดยเฉพาะที่ทางแยกของไกด์) หรือคลายคลีต (ทั้งสองสามารถนำไปสู่การล้มของกาบได้ จาน) ในระบบเหล็ก ไม่มีอันตรายจากการคลายขาคลีต ซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อเวลาผ่านไปในระบบอะลูมิเนียมเนื่องจากการเสียรูปของอุณหภูมิที่สูง

คุณสมบัติป้องกันอัคคีภัยของสแตนเลสและอลูมิเนียม

จุดหลอมเหลวของสแตนเลสคือ 1800 ° C และอลูมิเนียมคือ 630/670 ° C (ขึ้นอยู่กับโลหะผสม) อุณหภูมิระหว่างการเกิดไฟไหม้บนพื้นผิวด้านในของกระเบื้อง (ตามผลการทดสอบโดยศูนย์รับรองระดับภูมิภาค OPYTNOE) ถึง 750 ° C ดังนั้นเมื่อใช้โครงสร้างอลูมิเนียมการหลอมของโครงสร้างพื้นฐานและการยุบส่วนหนึ่งของซุ้ม (ในพื้นที่ของการเปิดหน้าต่าง) สามารถเกิดขึ้นได้และที่อุณหภูมิ 800-900 ° C อะลูมิเนียมเองรองรับการเผาไหม้ เหล็กกล้าไร้สนิมไม่ละลายในกรณีเกิดอัคคีภัย ดังนั้นจึงเป็นที่ต้องการมากที่สุดสำหรับข้อกำหนดด้านความปลอดภัยจากอัคคีภัย ตัวอย่างเช่น ในมอสโก ในระหว่างการก่อสร้างอาคารสูง โครงสร้างย่อยอลูมิเนียมมักไม่ได้รับอนุญาตให้ใช้

คุณสมบัติกัดกร่อน

จนถึงปัจจุบัน แหล่งที่เชื่อถือได้เพียงแหล่งเดียวเกี่ยวกับความต้านทานการกัดกร่อนของโครงสร้างย่อยเฉพาะ และความทนทาน จึงเป็นความเห็นของผู้เชี่ยวชาญของ "ExpertKorr-MISiS"

ทนทานที่สุดคือโครงสร้างสแตนเลส อายุการใช้งานของระบบดังกล่าวอย่างน้อย 40 ปีในบรรยากาศอุตสาหกรรมในเมืองที่มีความก้าวร้าวปานกลางและอย่างน้อย 50 ปีในบรรยากาศที่ค่อนข้างสะอาดของความก้าวร้าวเล็กน้อย

โลหะผสมอลูมิเนียมเนื่องจากฟิล์มออกไซด์มีความต้านทานการกัดกร่อนสูง แต่ภายใต้สภาวะที่มีคลอไรด์และกำมะถันในปริมาณที่เพิ่มขึ้นในบรรยากาศอาจเกิดการกัดกร่อนตามขอบเกรนอย่างรวดเร็วซึ่งส่งผลให้ความแข็งแรงขององค์ประกอบโครงสร้างลดลงอย่างมีนัยสำคัญและการทำลายล้าง . ดังนั้นอายุการใช้งานของโครงสร้างที่ทำจากโลหะผสมอลูมิเนียมในบรรยากาศอุตสาหกรรมในเมืองที่มีความก้าวร้าวโดยเฉลี่ยไม่เกิน 15 ปี อย่างไรก็ตาม ตามข้อกำหนดของ Rosstroy ในกรณีของการใช้โลหะผสมอลูมิเนียมสำหรับการผลิตชิ้นส่วนของโครงสร้างพื้นฐานของกลุ่มติดอาวุธที่ผิดกฎหมาย องค์ประกอบทั้งหมดจำเป็นต้องมีการเคลือบขั้วบวก การเคลือบอะโนไดซ์ช่วยยืดอายุการใช้งานของโครงสร้างย่อยของอะลูมิเนียมอัลลอย แต่ในระหว่างการติดตั้งโครงสร้างพื้นฐานองค์ประกอบต่าง ๆ ของมันเชื่อมต่อกับหมุดย้ำซึ่งเจาะรูซึ่งทำให้เกิดการละเมิดการเคลือบขั้วบวกที่ไซต์ที่แนบมาเช่น พื้นที่ที่ไม่มีการเคลือบขั้วบวกจะถูกสร้างขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ นอกจากนี้ แกนเหล็กของหมุดย้ำอะลูมิเนียม ร่วมกับสื่ออะลูมิเนียมขององค์ประกอบ ประกอบเป็นคู่กัลวานิก ซึ่งนำไปสู่การพัฒนากระบวนการแอคทีฟของการกัดกร่อนตามขอบเกรนในจุดยึดขององค์ประกอบโครงสร้างพื้นฐาน ควรสังเกตว่าบ่อยครั้งที่ต้นทุนต่ำของระบบ NVF หนึ่งหรือระบบอื่นที่มีโครงสร้างย่อยของโลหะผสมอลูมิเนียมนั้นเกิดจากการไม่มีการเคลือบขั้วบวกป้องกันบนองค์ประกอบของระบบอย่างแม่นยำ ผู้ผลิตที่ไร้ยางอายของโครงสร้างย่อยดังกล่าวช่วยประหยัดกระบวนการอโนไดซ์ไฟฟ้าเคมีที่มีราคาแพง

เหล็กชุบสังกะสีมีความต้านทานการกัดกร่อนไม่เพียงพอจากมุมมองของความทนทานของโครงสร้าง แต่หลังจากใช้การเคลือบโพลีเมอร์ อายุการใช้งานของโครงสร้างพื้นฐานที่ทำจากเหล็กชุบสังกะสีพร้อมการเคลือบโพลีเมอร์จะอยู่ที่ 30 ปีในบรรยากาศอุตสาหกรรมในเมืองที่มีความก้าวร้าวปานกลาง และ 40 ปีในบรรยากาศที่ค่อนข้างสะอาดและมีความก้าวร้าวเล็กน้อย

การเปรียบเทียบตัวชี้วัดข้างต้นของอะลูมิเนียมและโครงสร้างย่อยของเหล็ก เราสามารถสรุปได้ว่าโครงสร้างย่อยของเหล็กในทุกประการนั้นเหนือกว่าอลูมิเนียมอย่างมีนัยสำคัญ