Основные марки строительных сталей и их механические характеристики

Группа прочности	Марка стали	Предел текучести, Н/мм2	Временное сопротивление, Н/мм2	Относительное удлинение, %	Ударная вязкость, Дж/см2, при t 0C
+200	-200	-400	-700	После механич. старения
Обычной	ВСт3кп, ВСт3пс, ВСт3Гпс, ВСт3пс	185-285	365-390	25-27	50-100	30-50	–	–	30-50
Повышенной	09Г2, 09Г2С, 14Г2, 10Г2С1, 15ХСНД, 14Г2АФ, 10ХСНД, 10ХНДП	295-390	430-540	19-20	–	–	30-50	25-35
Высокой	16Г2АФ, 18Г2АФпс, 15Г2СФ т.о., 12Г2СМФ т.о., 12ГН2МФАЮ т.о.	Св. 440	Св. 590	14-20	–	–	40-50	30-35

Таблица. 2.2

Механические свойства строительной стали по ГОСТ 27772-88*

Наименование стали	Толщина полки (листа), мм	Механические характеристики	Ударная вязкость KCU, Дж/см2, при t 0C
Предел текучести, Н/мм2	Временное сопротивление, Н/мм2	Относительное удлинение, %	-20	-40	-70	после механического старения
Фасонный прокат
С235	4-20				–	–	–	–
С245	4-20				–	–	–
С255	4-10					–	–
10-20					–	–
С275	4-10				–	–	–
10-20				–	–	–
Листовой прокат
С235	2-3,9				–	–	–	–
4-40				–	–	–	–
С245	2-3,9				–	–	–	–
4-10				–	–	–
10-20				–	–	–
С255	2-3,9				–	–	–	–
4-10					–	–
10-20					–	–
С275	2-3,9				–	–	–	–
4-10				–	–	–
10-20				–	–	–
С345	2-3,9				–	–	–	–
4-10				–
10-20				–

Тема 3. МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ СПЛАВЫ

Основные понятия о металлических сплавах.

В технике в чистом виде металлы практически не применяются, зачастую используют металлические сплавы, под которыми понимаются сложные вещества, состоящие из двух и большего числа компонентов. В состав металлических сплавов, кроме металлов, могут входить и неметаллы – углерод, марганец, кремний, фосфор, сера и др.

Металлические сплавы, как и чистые металлы, имеют характерную кристаллическую решетку, т.е. являются кристаллическими веществами. Однако их свойства (механические, химические, технологические и др.) могут значительно отличаться от свойств чистых (исходных) металлов.

Наиболее распространенным способом получения сплавов является сплавление входящих в него компонентов, в результате чего получают механическую смесь, твердый раствор или химическое соединение.

1. Механическая смесь двух компонентов А и В образуется, когда они не вступают между собой в химическую реакцию и не растворяются друг в друге в твердом состоянии. В этом случае сплав будет состоять из кристаллов вещества А и вещества В, отчетливо выявляемых на микроструктуре слитка (рис. 3.1) (пример: свинец-сурьма).

2. Твердый раствор образуется тогда, когда компоненты сплава обладают взаимной растворимостью друг в друге как в жидком, так и в твердом состоянии. Твердый раствор – однородное кристаллическое тело, имеющее один тип кристаллической решетки.

Различают следующие виды твердых растворов:

2.1. Твердый раствор замещения – когда атомы В растворенного элемента замещают атомы А растворителя в его кристаллической решетке (рис. 3.2,а).

2.2. Твердый раствор внедрения – когда атомы В растворенного элемента размещаются между атомами А растворителя в его кристаллической решетке (рис. 3.2,б).

2.3. Твердый раствор вычитания – образуется на базе химического соединения, когда атомы растворенного элемента замещают атомы растворителя в узлах кристаллической решетки, но отдельные узлы остаются не занятыми (пустыми). Примером может служить коррозия железа.

а) б)
Рис. 3.2. Кристаллическая решетка а – твердого раствора замещения; б – твердого раствора внедрения

3. Химическое соединение образуется в том случае, когда составляющие его компоненты (металлы или неметаллы) вступают между собой в химическое взаимодействие (реакцию). В результате образуется сплав, имеющий новый вид кристаллической решетки и обладающий определенными специфическими свойствами, которые в значительной степени отличаются от решеток и свойств исходных компонентов. Пример: Fe-g (ГЦК) + С (гексагональная кристаллическая решетка) = Fe₃С (ромбическая кристаллическая решетка).