Валцовото производство включва производството на различни видове конструкционни стомани, всяка от които има индивидуални механични характеристики. По време на работа стоманените конструкции са подложени на различна степен на натоварване при огъване и компресия, напрежение и удари и само степента на тяхната здравина и устойчивост зависи от механичните свойства на металите. За да направите правилните изчисления, се прилага специална формула за изчисление.
Видове стоманени деформации
Тежките конструкции трябва да получат допълнителна здравина и надеждност и затова се налагат специални изисквания към свойствата, използвани за производството на метали.
При изчисляване на размера на конструкцията важна роля играе намаляването на масата на конструкцията без загуба на нейната носеща способност. Структурните метали, използвани за производството на метални конструкции, трябва да имат достатъчно висока якост и добра пластичност.
Устойчивостта срещу деформация и счупване под въздействието на външен товар до голяма степен зависи от това с какви свойства е надарен металът . При производството на стомана деформацията протича под две форми: еластична и пластмасова.
Те са описани от различни характеристики. Днес се използват няколко метода за тестване на метални проби, които определят стойностите на пропорционалност, еластичност, течливост и други важни характеристики.
Съвременната дефиниция на стоманата звучи като твърда сплав желязо с въглерод, процентът на който определя основните свойства на стоманата. Колкото по-високо е съдържанието на въглерод, металът е по-здрав и твърд, но с по-нисък вискозитет и пластичност. Следователно е толкова важно правилно да се изчисли съотношението на тези показатели за производството на определени стоманени продукти. Всяка група е направила маркирането по различен начин.
Структурната въглеродна стомана е маркирана с буквите St и цифровите обозначения от 1 до 9, както и с две букви, в зависимост от метода на разкисляване на метал (st.3kp):
- kp - кипене;
- ps - полу-спокоен;
- cn е спокоен.
Качествено - с двуцифрени цифри: 05.08.10, … 45 …, което показва средното количество въглерод в състава на стоманата.
Якост на добива на стомана
Граничната граница на пропорционалността на стоманата определя напрежението, при което действа законът на Хук, според който деформацията, която възниква в еластично тяло, е пропорционална на силата, приложена към него. Ако напрежението се промени, този закон губи значение.
Важно физическо количество, което участва във формулата при изчисляване на здравината на конструкцията, е силата на добив на метала . Когато физическата граница се достигне от метала, дори и най-малкото увеличение на напрежението може да удължи пробата, която започва да тече, в резултат на това идва нейното означение. В тази връзка якостта на добив на стоманата показва критично напрежение, когато материалът вече се деформира, без да увеличава натоварването.
Единицата, в която се измерва силата на добив, ще се нарича Pascal (Pa) или MegaPascal (MPa). Преодолявайки тази граница, пробата получава необратими промени - различни степени на деформация, нарушаване на структурната структура на кристалната решетка, различни пластични трансформации.
Ако точката на добив се прехвърли с увеличаване на стойността на опън на силата, металната деформация се засилва . На диаграмата това е представено под формата на хоризонтална линия, върху която може да се измерва максимално полученото напрежение след спиране на усилването на товара. Така наречената якост на добив St 3 е 2450 кг / кв. См.
Този индикатор се различава за различните степени на стоманата и може да варира в зависимост от използването на различни температурни условия и видове термична обработка. За да може точно да се определи якостта на провлачане на стоманата, се използва таблица, където в зависимост от марките на стоманата се дават якостите на добива. Като пример, според таблицата, стомана 20 има якост на провлачане 250 MPa, а стомана 45 има 360.
По време на изпитването някои метали в диаграмата имат слабо изразена пластичност или тя напълно липсва, поради което към тях се прилага условната якост на опън.
Материалите, подлежащи на прилагане на условната якост на добив, са главно представители на високо въглеродни и легирани стомани, дуралумин, чугун, бронз и много други.
Еластична граница
Много важен компонент на механичното състояние на металите е границата на еластичността на стоманата . С негова помощ максималното допустимо ниво на натоварвания се установява по време на експлоатацията на метала, когато изпитва малки деформации при приемливи стойности.
Структурните материали сами по себе си трябва да съчетават високи граници на опън, при които могат да издържат на големи натоварвания и да имат достатъчна еластичност, което ще осигури необходимата твърдост на изработената конструкция. Самият модул на еластичност има същата величина при напрежение и компресия, но има напълно различни граници на еластичност - така че еднакво твърди структури, еластичните диапазони могат да имат напълно различни.
В този случай металът в еластично състояние не получава макропластични деформации, въпреки че може да се появят локални деформации в отделните му микроскопични обеми. Благодарение на тях възникват нееластични явления, които сериозно се отразяват на поведението на отделни метали в състояние на еластичност.
В този случай статичните натоварвания водят до появата на хистерезисни явления, отпускане и еластично влияние, докато динамичните натоварвания провокират появата на вътрешно триене.
В процеса на релаксация се получава неоторизирано намаляване на стреса . Това води до проявата на постоянна деформация, когато активното натоварване вече не е валидно. При възникване на вътрешно триене се губи енергия. Това причинява необратими ефекти, които се характеризират с понижаване на демпфера и вътрешен коефициент на триене.
Такива метали активно заглушават вибрациите и инхибират звука, например, сив чугун или свободно вибрират, както и камъкът от камбана. С увеличаване на температурното излагане еластичността на металите намалява.
Якост на опън
Якостта на опън на стоманата, която възниква след преминаване през нейната якост на провлачване и позволява на образеца отново да започне съпротивление на опън, се показва на графиката чрез линия, която се издига по-кухо.
Фазата на временното съпротивление идва при действащото постоянно натоварване. При прилагане на максималното напрежение в точката на максимална здравина възниква секция, при която площта на напречното сечение намалява и шията се стеснява значително.
В този случай изпитваният образец се счупва на най-тясното място, напрежението му намалява и стойността на силата намалява. Якост на опън за чл. 3 е 4000-5000 кг / кв. См.