Wymagania materiałowe dla konstrukcji stalowych

Konstrukcje stalowe w trakcie użytkowania będą poddawane różnym formom oddziaływania (obciążenie, nierównomierne osiadanie fundamentów, temperatura itp.), dlatego od stali wymagane są dobre właściwości mechaniczne (wytrzymałość, plastyczność, udarność) i przetwórcze (obróbka na zimno i na gorąco). i wydajność spawania), aby zapewnić bezpieczeństwo i niezawodność konstrukcji. Istnieje wiele rodzajów stali i tylko kilka spełnia wymagania konstrukcji stalowych, np. Q235 w stali węglowej, l6Mn w stali niskostopowej i stal manganowo-wanadowa 20 (20MnV) na śruby o dużej wytrzymałości.
Wskaźniki wydajności:
1. Siła
Na wskaźniki wytrzymałości stali składają się granica sprężystości σe, granica plastyczności σy i granica rozciągania σu. Projekt opiera się na granicy plastyczności stali. Wysoka granica plastyczności może zmniejszyć ciężar własny konstrukcji, zaoszczędzić stal i obniżyć koszty budowy. Wytrzymałość na rozciąganie σu to maksymalne naprężenie, jakie stal może wytrzymać, zanim ulegnie uszkodzeniu. W tym czasie konstrukcja traci swoją użyteczność ze względu na duże odkształcenia plastyczne, jednak konstrukcja nie zapada się pomimo dużych odkształceń, co spełnia wymagania konstrukcji w zakresie odporności na rzadkie trzęsienia ziemi. Wartość 'σu/σy można uznać za parametr rezerwy wytrzymałości stali.
2. Plastyczność
Plastyczność stali ogólnie odnosi się do właściwości polegającej na znacznym odkształceniu plastycznym bez pękania po przekroczeniu naprężenia granicy plastyczności. Głównymi wskaźnikami pomiaru zdolności stali do odkształcenia plastycznego są wydłużenie δ i skurcz w przekroju poprzecznym ψ.
3. Wydajność gięcia na zimno
Wydajność stali przy zginaniu na zimno jest miarą odporności stali na pęknięcia, gdy jest ona zginana w temperaturze pokojowej w celu wytworzenia odkształcenia plastycznego. Wytrzymałość stali na zginanie na zimno polega na wykorzystaniu testów zginania na zimno w celu sprawdzenia odporności stali na odkształcenie przy zginaniu przy określonym stopniu zginania.
4. Odporność na uderzenia
Udarność stali odnosi się do zdolności stali do pochłaniania mechanicznej energii kinetycznej podczas procesu pękania pod obciążeniem udarowym. Jest to właściwość mechaniczna, która mierzy odporność stali na obciążenia udarowe, które mogą powodować kruche pękanie w wyniku niskiej temperatury i koncentracji naprężeń. Ogólnie rzecz biorąc, wskaźnik udarności stali uzyskuje się poprzez badania udarności standardowych próbek.
5. Wydajność spawania
Wydajność spawania stali odnosi się do możliwości uzyskania dobrej jakości złącza spawanego w określonych warunkach procesu spawania. Wydajność spawania można podzielić na wydajność spawania podczas spawania i wydajność spawania pod względem wydajności. Wydajność spawania podczas spawania odnosi się do wrażliwości spoiny i metalu w pobliżu spoiny, aby nie powodować pęknięć termicznych lub pęknięć skurczowych podczas chłodzenia. Dobra wydajność spawania oznacza, że ​​w pewnych warunkach procesu spawania nie powstają pęknięcia w metalu spoiny i pobliskim materiale rodzimym. Wydajność spawania pod względem użytkowym odnosi się do udarności w spoinie i ciągliwości w strefie wpływu ciepła, wymagając, aby właściwości mechaniczne stali w spoinie i strefie wpływu ciepła nie były niższe niż właściwości materiał macierzysty. mój kraj przyjmuje metodę badania wydajności spawania w procesie spawania, a także przyjmuje metodę badania wydajności spawania pod kątem użyteczności i właściwości użytkowych.
6. Trwałość
Na trwałość stali wpływa wiele czynników. Przede wszystkim odporność stali na korozję jest słaba i należy podjąć środki ochronne, aby zapobiec korozji i rdzewieniu stali. Do środków ochronnych zalicza się: regularną konserwację farby stalowej, stosowanie stali ocynkowanej oraz specjalne środki ochronne w warunkach działania silnych mediów korozyjnych, takich jak kwasy, zasady i sól. Na przykład w konstrukcji platformy morskiej zastosowano środki „ochrony anodowej”, aby zapobiec korozji płaszcza. Wlewki cynku są przymocowane do płaszcza, a elektrolit z wody morskiej automatycznie najpierw spowoduje korozję wlewka cynku, osiągając w ten sposób funkcję ochrony płaszcza stalowego. Po drugie, ponieważ wytrzymałość niszcząca stali pod wpływem wysokiej temperatury i długotrwałego obciążenia jest znacznie niższa niż wytrzymałość krótkotrwała, należy zmierzyć wytrzymałość wytrzymałościową stali pod wpływem długotrwałej wysokiej temperatury. Stal z biegiem czasu automatycznie staje się twarda i krucha, co jest zjawiskiem „starzenia”. Należy zbadać udarność stali pod obciążeniem w niskiej temperaturze.