Właściwości o Materiałach konstrukcyjnych

Podstawowe wiadomości o stali i metalach używanych w konstrukcjach.

Stal -jest to stop żelaza z węglem i innymi składnikami o zawartości węgla do 1,75% Stale ze względu na skład chemiczny dzielimy na:

*   Stale węglowe (niestopowe), które w zależności od zawartości od zawartości węgla dzielimy na:

D stale konstrukcyjne - zawierające 0,0300,25% C,

D stale maszynowe - zawierające 0,25DO,8%C,

D stale narzędziowe - zawierające 0,3D1,75% C.

Głównym składnikiem stopowym, który wybitnie wpływa na własności fizyczne stali węglowych (niestopowych) jest, oprócz żelaza, węgiel. Ze wzrostem zawartości węgla w stali rosną:

D wytrzymałość na rozciąganie 

D twardość

G hartowność, a maleją:

n plastyczność

D ciągliwość

D spawalność, czyli zdolność do tworzenia połączeń spawanych.

W stalach węglowych (niestopowych) oprócz węgla znajdują się w niewielkich ilościach domieszki innych składników stopowych pochodzące z wytopu takie, jak:

D krzem -    ok. 0,4%

D mangan - ok. 0,6%

D fosfor -    ok. 0,05%

D siarka -    ok. 0,05%

Mangan i krzem wpływają dodatnio na stal, ponieważ zwiększają jej wytrzymałość i sprężystość. Siarka i fosfor są domieszkami szkodliwymi i wpływają na kruchość stali.

Stale stopowe - są to stale, które, oprócz żelaza i węgla, zawierają wprowadzone umyślnie składniki stopowe takie, jak: nikiel, molibden, chrom, mangan, wolfram, wanad. W zależności od ilości składników stopowych stale stopowe dzielimy na:

- stale niskostopowe - zawierające do: -

- 0,25% C, 0,63% Mn, 0,42% Si, 3,0% Ni, 1,0% Mo, 2,5% Cr

- stale wysokostopowe, które w zależności od przeznaczenia dzielimy na:

-  stale narzędziowe

-  stale szybkotnące

-   stale specjalne  D  nierdzewne,  kwasoodporne, żaroodporne,  żarowytrzymałe.
Zawartość składników stopowych w tych stalach jest duża. Np. stal kwasoodporna chromowo-
niklowa zawiera:

-0,1% C; 18%Cr; 8% Ni

Żeliwo - jest to stop żelaza z węglem. Zawiera ono te same składniki, co stal węglowa, lecz w znacznie większych ilościach:

- do 4,5% C; do 3,0% Si; do 1,5% Mn; do 0,3% P; do 0,15% S.

Składniki te powodują, że żeliwo jest materiałem bardziej kruchym niż stal. Nie daje się ono kuć ani

walcować.

W zależności od postaci, w jakiej występuje węgiel, żeliwo dzielimy na:

D żeliwo szare (węgiel w postaci grafitu! - miękkie i łatwo obrabialne zwykłymi narzędziami skrawającymi. H żeliwo białe (węgiel w postaci cementytu) - twarde i kruche, obrabiaine tylko przez szlifowanie.

Miedź (Cli) - jest metalem otrzymywanym z rud miedzi za pomocą procesów hutniczych, bądź v\ drodze elektrolizy. Temperatura topnienia miedzi wynosi ok. 1083°C. Miedź jest bardzo plastyczna, daje się kuć i walcować. Na konstrukcje stosuje się nie czystą miedź, lecz jej stopy takie, jak:

D mosiądz -jest to stop miedzi i cynku

D brąz - jest to stop miedzi z cyną

Aluminium (AI) - występuje w przyrodzie w postaci rud. Rudy aluminium nadające się do eksploatacji ze względu na zawartość Al występują pod nazwą boksytów. Zawierają one ok. 50-70% tlenku aluminium AI₂O₃. Temperatura topnienia aluminium wynosi ok. 658°C

W związku z małą wytrzymałością nie stosuje się czystego aluminium na konstrukcje narażone na duże obciążenia. Do tych celów stosowane są stopy aluminium takie, jak: - duraluminium, silumin

Porównanie wybranych gatunków stall wg norm;

wg PN - EN	wg PN	wgDIN
S235JRG2	St3S	RS137-2
S235J2G3	S13WD	St 37-3
S275J2G3	Sł4W	St44-3
S355J2G3	18G2A	St 52-3
X6CrNiTi18-10	1H 18N9T	X6CrNiTi 1810
X15CrNiSi20-12	H13JS	X15CrNiSi20

Opis:
S 235JRG2-stal konstrukcyjna o Re 235 MPa, o udarności min. 27 [J], w temp. +20°C, uspokojona

S - stal konstrukcyjna

235 Mpa - granica plastyczności

JR - udarność min. 27 [J], w temp. +20°C

G2 - stal uspokojona

S355J2G3- stal konstrukcyjna o Re 355 MPa, o udarności min. 27 [Jj, w temp. -20°C, całkowicie

uspokojona

J2 - udamość min. 27 [J], w temp. -20°C

G3 - stal całkowicie uspokojona

P355N/NH/NL1/NL2- stal na konstrukcje pracujące pod ciśnieniem znormalizowana

P - stal na konstrukcje pracujące pod ciśnieniem

N - normalizowana, a jeśli M - walcowana termomechanicznie