5. Механические свойства стали. Хрупкое и вязкое разрушение стали.

Сталь-сплав железа с углеродом(Смах =2,14%)

Механические свойства сталей характеризуются пределом прочности при растяжении, пределом текучести относительным удлинением, твердостью и ударной вязкостью.

1.растяжение ФОРМУЛА.

Испытание стали на растяжение с одновременной оценкой ее упругости производят на образцах в форме стержня круглого или прямоугольного сечения.

2.относительное сужение формула

3.ударная вязкость формула

Ударная вязкость — свойство стали противостоять динамическим (ударным) нагрузкам. Ее величина определяется количеством работы, необходимой для разрушения стального образца на маятниковом копре.

рис

Среди химических свойств сталей наиболее важным является коррозионная стойкость, которая характеризует способность сталей сопротивляться разрушающему действию окружающей среды.

Технологические свойства показывают способность сталей к обработке давлением, резанием, литьем, сваркой и др.

Хрупкое и вязкое разрушение.

1.излом вязкий (матовый)

2.хрупкий(без крист деформаций)

F_кр=F_м.изл

Если вязкого >50%,это излом вязкий.

Хрупкое разрушение характеризуется ручьистым изломом. Вязкое разрушение происходит срезом под действием касательных напряжений и сопровождается значительной пластической деформацией. Для вязкого разрушения характерен волокнистый (матовый) излом детали или образца. Хрупкое разрушение происходит под действием нормальных растягивающих напряжений, вызывающих отрыв одной части тела от другой без заметных следов макропластической деформации.

Для хрупкого разрушения характерен кристаллический (блестящий) излом. Хрупкому разрушению предшествует пластическая деформация до достижения трещины критического размера и затем хрупкое бездислокационное разрушение. Хрупкое разрушение – это самопроизвольный процесс.

13.Качественные углеродистые стали

Этот класс углеродистых сталей изготавливается по ГОСТ 1050—74. Качественные стали поставляют и по химическому составу, и по механическим свойствам.. К ним предъявляются более жесткие требования по содержанию вредных примесей (серы не более 0,04 %, фосфора не более 0,035 %), неметаллических включений и газов, макро- и микроструктуры.

Качественные углеродистые стали маркируют двузначными цифрами 08, 10, 15, …, 85, указывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента с указанием степени раскисленности (кп, пс).

Качественные стали делят на две группы: с обычным содержанием марганца (до 0,8 %) и с повышенным содержанием (до 1,2 %). При обозначении последних в конце марки ставится буква Г, например 60 Г. Марганец повышает прокаливаемость и прочностные свойства, но несколько снижает пластичность и вязкость стали.

При обозначении кипящей или полуспокойной стали в конце марки указывается степень раскисленности:кп,пс.В случае спокойной стали степень раскисленности не указывается.

По содержанию углерода качественные углеродистые стали подразделяются:

низкоуглеродистые (до 0,25 % С),(применяют в виде листов для штамповки различных деталей:кузова,фары и т.д)

среднеуглеродистые (0,3—0,55 % С)(используют для мзготовления деталей,подтвергающимся большим нагрузкам:коленчатые валы автомобильного двигателя)

высокоуглеродистые (0,6—0,85 % С)(применяют для изготовления пружин,рессор и зубчатых колес).

Для изделий ответственного назначения применяют высококачественные стали с еще более низким содержанием серы и фосфора. Низкое содержание вредных примесей в высококачественных сталях дополнительно удорожает и усложняет их производство. Поэтому обычно высококачественными сталями бывают не углеродистые, а легированные стали. При обозначении высококачественных сталей в конце марки добавляется буква А, например сталь У10А.

Углеродистые стали, содержащие 0,7—1,3 % С, используют для изготовления ударного и режущего инструмента. Их маркируют У7, У13, где У означает углеродистую сталь, а цифра — содержание углерода в десятых долях процента.

Арматурная сталь, служит для изготовления арматуры железобетонных конструкций. Прочностные характеристики арматуры зависят от химического состава стали (содержания углерода, легирующих добавок) и характера её обработки (упрочнение стали в холодном состоянии волочением, вытяжкой, сплющиванием, термической обработки и т.д.). Горячекатаную стержневую арматурную сталь(ГОСТ 5181-82) классов:

А-I (240),АII(300),где 240и 300-это предел текучести у марки,МПа) изготовляют из углеродистых сталей общего назначения (Ст. 3 и Ст. 5).

А-III, изготовляемая из низколегированнной кремнемарганцовистой стали (35ГС и 25Г2С)(она наиболее распространена).

A-IV и A-V,используют низколегированную сталь с добавками марганца, хрома, титана или циркония).

Сталь арматурная термомеханически-упрочненная для ж/б конструкций(ГОСТ 10884-94):

Ат(400с)-Ст.3(кп.сп.пс)

Ат(500с)-Ст.5(сп.пс)

Ат(600)-20ГС,25ГС,10ГС2…

АТ(1200)-30КС2

Арматурную проволоку изготовляют из углеродистой стали с различным содержанием углерода (0,12-0,85%).