Απαιτήσεις Υλικών για Μεταλλικές Κατασκευές

Οι μεταλλικές κατασκευές υπόκεινται σε διάφορες μορφές δράσης (φορτίο, ανομοιόμορφη καθίζηση θεμελίωσης, θερμοκρασία κ.λπ.), επομένως ο χάλυβας απαιτείται να έχει καλές μηχανικές ιδιότητες (αντοχή, πλαστικότητα, σκληρότητα) και ιδιότητες επεξεργασίας (ψυχρή και θερμή επεξεργασία και απόδοση συγκόλλησης) για τη διασφάλιση της ασφάλειας και της αξιοπιστίας της κατασκευής. Υπάρχουν πολλοί τύποι χάλυβα και μόνο λίγοι πληρούν τις απαιτήσεις των κατασκευών από χάλυβα, όπως το Q235 σε ανθρακούχο χάλυβα, l6Mn σε χάλυβα χαμηλής κραματοποίησης και 20 χάλυβας μαγγανίου βαναδίου (20MnV) για μπουλόνια υψηλής αντοχής.
Δείκτες απόδοσης:
1. Δύναμη
Οι δείκτες αντοχής του χάλυβα αποτελούνται από ελαστικό όριο σe, όριο διαρροής σy και όριο εφελκυσμού σu. Ο σχεδιασμός βασίζεται στην αντοχή διαρροής του χάλυβα. Η υψηλή αντοχή διαρροής μπορεί να μειώσει το νεκρό βάρος της δομής, να εξοικονομήσει χάλυβα και να μειώσει το κόστος κατασκευής. Η αντοχή σε εφελκυσμό σu είναι η μέγιστη τάση που μπορεί να αντέξει ο χάλυβας πριν καταστραφεί. Αυτή τη στιγμή, η κατασκευή χάνει τη χρηστικότητά της λόγω μεγάλης πλαστικής παραμόρφωσης, αλλά η κατασκευή δεν καταρρέει παρά τη μεγάλη παραμόρφωση, η οποία πληροί τις απαιτήσεις της κατασκευής για αντίσταση σε σπάνιους σεισμούς. Η τιμή του 'σu/σy μπορεί να θεωρηθεί ως παράμετρος του αποθεματικού αντοχής του χάλυβα.
2. Πλαστικότητα
Η πλαστικότητα του χάλυβα γενικά αναφέρεται στην ιδιότητα να έχει σημαντική πλαστική παραμόρφωση χωρίς θραύση αφού η τάση υπερβεί το σημείο διαρροής. Οι κύριοι δείκτες για τη μέτρηση της ικανότητας πλαστικής παραμόρφωσης του χάλυβα είναι η επιμήκυνση δ και η συρρίκνωση διατομής ψ.
3. Απόδοση ψυχρής κάμψης
Η απόδοση ψυχρής κάμψης του χάλυβα είναι ένα μέτρο της αντίστασης του χάλυβα στις ρωγμές όταν κάμπτεται σε θερμοκρασία δωματίου για να δημιουργήσει πλαστική παραμόρφωση. Η απόδοση ψυχρής κάμψης του χάλυβα είναι η χρήση δοκιμών ψυχρής κάμψης για τη δοκιμή της απόδοσης παραμόρφωσης κάμψης του χάλυβα κάτω από έναν καθορισμένο βαθμό κάμψης.
4. Ανθεκτικότητα κρούσης
Η αντοχή σε κρούση του χάλυβα αναφέρεται στην ικανότητα του χάλυβα να απορροφά μηχανική κινητική ενέργεια κατά τη διάρκεια της διαδικασίας θραύσης υπό κρουστικό φορτίο. Είναι μια μηχανική ιδιότητα που μετρά την αντίσταση του χάλυβα σε κρουστικό φορτίο, το οποίο μπορεί να προκαλέσει εύθραυστη θραύση λόγω χαμηλής θερμοκρασίας και συγκέντρωσης τάσης. Γενικά, ο δείκτης σκληρότητας κρούσης του χάλυβα λαμβάνεται μέσω δοκιμών κρούσης τυπικών δειγμάτων.
5. Απόδοση συγκόλλησης
Η απόδοση συγκόλλησης του χάλυβα αναφέρεται στην ικανότητα απόκτησης συγκολλημένης άρθρωσης καλής απόδοσης υπό ορισμένες συνθήκες διεργασίας συγκόλλησης. Η απόδοση συγκόλλησης μπορεί να χωριστεί σε απόδοση συγκόλλησης κατά τη συγκόλληση και απόδοση συγκόλλησης ως προς την απόδοση. Η απόδοση συγκόλλησης κατά τη συγκόλληση αναφέρεται στην ευαισθησία της συγκόλλησης και του μετάλλου κοντά στη συγκόλληση ώστε να μην δημιουργούνται θερμικές ρωγμές ή ρωγμές συρρίκνωσης ψύξης κατά τη συγκόλληση. Η καλή απόδοση συγκόλλησης σημαίνει ότι υπό ορισμένες συνθήκες διεργασίας συγκόλλησης, δεν δημιουργούνται ρωγμές στο μέταλλο συγκόλλησης και στο κοντινό μητρικό υλικό. Η απόδοση συγκόλλησης όσον αφορά τις επιδόσεις λειτουργίας αναφέρεται στη σκληρότητα κρούσης στη συγκόλληση και την ολκιμότητα στη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα, απαιτώντας ότι οι μηχανικές ιδιότητες του χάλυβα στη συγκόλληση και στη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα δεν πρέπει να είναι χαμηλότερες από αυτές του το μητρικό υλικό. Η χώρα μου υιοθετεί τη μέθοδο δοκιμής απόδοσης συγκόλλησης της διαδικασίας συγκόλλησης και επίσης υιοθετεί τη μέθοδο δοκιμής απόδοσης συγκόλλησης των ιδιοτήτων ευχρηστίας και χρήσης.
6. Ανθεκτικότητα
Υπάρχουν πολλοί παράγοντες που επηρεάζουν την ανθεκτικότητα του χάλυβα. Πρώτα απ 'όλα, η αντοχή στη διάβρωση του χάλυβα είναι κακή και πρέπει να ληφθούν προστατευτικά μέτρα για να αποφευχθεί η διάβρωση και η σκουριά του χάλυβα. Τα προστατευτικά μέτρα περιλαμβάνουν: τακτική συντήρηση της βαφής χάλυβα, χρήση γαλβανισμένου χάλυβα και ειδικά προστατευτικά μέτρα υπό συνθήκες ισχυρών διαβρωτικών μέσων όπως οξύ, αλκάλιο και αλάτι. Για παράδειγμα, η δομή της υπεράκτιας πλατφόρμας υιοθετεί μέτρα «ανοδικής προστασίας» για την πρόληψη της διάβρωσης του μπουφάν. Τα πλινθώματα ψευδαργύρου στερεώνονται στο χιτώνιο και ο ηλεκτρολύτης του θαλασσινού νερού θα διαβρώσει αυτόματα πρώτα το ράβδο ψευδάργυρου, επιτυγχάνοντας έτσι τη λειτουργία προστασίας του χαλύβδινου χιτωνίου. Δεύτερον, επειδή η καταστροφική αντοχή του χάλυβα σε υψηλή θερμοκρασία και μακροπρόθεσμο φορτίο είναι πολύ χαμηλότερη από τη βραχυπρόθεσμη αντοχή, θα πρέπει να μετρηθεί η αντοχή του χάλυβα σε μακροπρόθεσμη υψηλή θερμοκρασία. Ο χάλυβας θα γίνει αυτόματα σκληρός και εύθραυστος με την πάροδο του χρόνου, που είναι το φαινόμενο της «γήρανσης». Η αντοχή σε κρούση του χάλυβα υπό φορτίο χαμηλής θερμοκρασίας θα πρέπει να δοκιμαστεί.