II Predavanje MK

8/17/2019 II Predavanje MK

1/36

Rudarsko-geološko-građevinski fakultet u Tuzli

METALNE KONSTRUKCIJE

OSNOVNA SVOJSTVA ČELIKA


2/36

1 – Fizičko-hemijska svojstva;2 – Tehnološka svojstva; 3 – Mehanička svojstva;

Najznačajnija svojstva materijalamogu da se podijele na:


3/36

Fizička svojstva

–

specifična masa (težina),

– temperatura topljenja, – specifična toplota, – toplota topljenja, – provodljivost toplote,

–

koeficijent termičkog širenja

,

Najvažnija fizička svojstva materijala su:


4/36

Fizičko-hemijska (metalurška) svojstva

Zrnasta, kristalna mikrostruktura;Pravilno rasprostranjeni atomi gvožđa - Fe;Kristalna rešetka je kubna;

Ona može da bude:

– prostorno centrisana iliα-rešetka (9 atoma),

– površinski centrisana iliγ-rešetka (14 atoma).


5/36

Ugljenik u čeliku

– Sadržaj ugljenika se kreće od 0,05-1,7%.

– Konsrukcioni čelici imaju manje od 0,25% C.

– Atomi C su znatno manji od atoma Fe i uglavljujuse u kristalnu rešetku (više kod γ-rešetke);

– U čeliku se C javlja i u vidu karbida gvožđa(Fe3C) – cementita ili u vidu mješavine Fe icementita koja se naziva perlit;


6/36

Tehnološka svojstva čelika

– zavarljivost,

– plastičnost, – kovnost, – istegljivost, – livnost,

– otpornost na habanje, – obradljivost...

Najznačajnija tehnološka svojstva čelika:


7/36

Zavarljivost

Zavarljivost može biti:

Sposobnost materijala da se može spajati zavarivanjem(tehnološkim postupkom spajanja metala).

– operativna, – metalurška i – konstruktivna.

Ako je ekvivalent ugljenika CEV < 0 45 % - čelik je zavarljiv!


8/36

Mehanička svojstva čelika

Najvažnija mehanička svojstva čelika su:

– granica razvlačenja – fy

– čvrstoća na zatezanje – fu – modul elastičnosti – E – Poasonov koefcijent – ʋ – izduženje pri lomu – δ – kontrakcija – ψ – udarna žilavost - CVN


9/36

Konstante čelika kao materijala

E = 210000 MPa (/2)

ʋ = 0,3

G =

2∙(+) = 81000 MPa

γ= 7850 /3

α= 1,2 x 10−5 1/C°


10/36

Ispitivanje svojstava materijala

Određivanje mehaničkih karakteristika:

– Ispitivanje čelika na zatezanje ili pritisak

– Ispitivanje udarne žilavosti čelika

– Ispitivanje tvrdoće čelika


11/36

Ispitivanje čelika na zatezanje

Određuju se najvažnije mehaničke karakeristike:

– granica elastičnsti - fe

– granica razvlačenja - fy – čvrstoća na zatezanje - fu – modul elastičnosti - E – izduženje pri lomu –

5

– kontrakcija poprečnog preska -ψ


12/36

Uzorci za ispitivanje (epruvete)


13/36

epruvete iz rebra

epruvete iz nožice


14/36

Kidalica za ispitivanje epruveta /IMK Sarajevo/


15/36

epruvete prije ispitivanja epruvete poslije ispitivanja

Označavanje epruveta pri ispitivanju


16/36

Rezultati ispitivanja:


17/36

Dijagrami zarazličite čelike


18/36

Određivanje granice razvlačenja

Opšti konstrukcioni čelik Visokovredni čelik


19/36

Izduženje pri lomu

Kontrakcija poprečnog preseka

Izduženje pri lomu i kontrakcija poprečnog presjeka supokazatelji duktilosti materijala!


20/36

Ispitivanje udarne žilavosti - Šarpijev test

Energija udara pri lomu [J] predstavlja mjeru žilavosti metala.

Ispitivanje se provodi na različitim temperaturama, a rezultati

definišu kvalitet čelika.

Ao površina

A energija udara


21/36


22/36

Prateći elementi u čeliku

Nepoželjni elementi su:

– Sumpor (S) uzrokuje smanjenje žilavosti, – Fosfor (P) još više smanjuje žilavost i dovodi do krupnozrne strukture, – Azot (N) povećava tvrdoću, ali i opasnost od krtog loma i starenja,

– Kiseonik (O) smanjuje žilavost.

Ovi elementi moraju se zadržati u propisanim granicama;

Samo silicijum (Si) i mangan (Mn) imaju pozitivneosobine (dezoksidanti).


23/36


24/36

Alfanumerički sistem označavanja

(EN 10027-1)

Prema ovom sistemu razlikuju se dvije osnovne

grupe označavanja čelika:

čelici koji se označavaju na osnovu njihove primjene i mehaničkih svojstava,

rupa 1:

Grupa 2: čelici koji se označavaju na osnovu hemijskog sastava.


25/36

Označavanje čelika - Grupa 1

definiše vrstu čelika i sadrži podatke onjegovoj uobičajenoj primjeni (slovni simbol)i najvažnijim mehaničkim svojstvima;

Osnovna

oznaka

Dodatna

oznaka

Dopunska

oznaka

definišu kvalitet čelika (žilavost), ili načintermičke obrade;

definiše specijalne zahtjeve u pogledulamelarnog cijepanja, ili vrstu prevlake (kod

tankih limova), ili naknadnu obradu

(kaljenje, žarenje, normalizaciju...)


26/36


27/36

Kada se u osnovnoj oznaci ispred

slova S nađe slovo G, radi se o

„Livenom konstrukcionom čeliku“


28/36

Označavanje čelika prema hemijskom sastavu

(Grupa 2)

Čelici koji se označavaju prema hemijskom sastavu(grupa 2) mogu da se podele u tri podgrupe:

1. Nelegirani

(ugljenični) čelici sa sadržajem mangana

< 1 (npr. C45E);

2. Nelegirani čelici sa sadržajem mangana ≥ 1

(npr. 18MnMo4-5 );

3. Legirani čelici, kod kojih je sadržaj legirajućeg elementa ≥ 5% (npr X4CrNi18-12).


29/36

Veze starih i novih oznaka opštih konstrukcionih čelika


30/36

Čelici za građevinske konstrukcije

1. Nelegirani konstrukcioni čelici (SRPS EN 10025-2);

2. Normalizovano valjani sitnozrni čelici(SRPS EN 10025-3);

3. Termomehanički valjani sitnozrni čelici(SRPS EN 10025-4);

4. Čelici sa poboljšanom otpornošću na atmosferskukoroziju (SRPS EN 10025-5);

5. Konstrukcioni čelici visoke čvrstoće, dobijenikaljenjem i otpuštanjem (SRPS EN 10025-6);


31/36

Tehnički uslovi isporuke čelika

U okviru tehničkih uslova isporuke se definišu:

– mehanička svojstva – hemijski sastav šarže i proizvoda,

– način dezoksidacije, – postupak termičke obrade (ako je predviđen), – tehnološka svojstva, – specijalni zahtjevi,

– način porudžbine materijala, – postupak kontrole kvaliteta (ispitivanje i mijesta uzimanjauzoraka),

– obilježavanje proizvoda.


32/36

Nelegirani konstrukcioni čelici (EN 10025

-2) - hemijski sastav proizvoda


33/36

Nelegirani konstrukcioni čelici (EN 10025-2)

nominalne granice razvlačenja proizvoda e

Mehanička svojstva čelika prema EC3


34/36

Mehanička svojstva čelika prema EC3


35/36

Izbor vrste i kvaliteta čelika kao osnovnog materijala za

noseću konstrukciju

Parametri koji utiču na izbor kvaliteta osnovnog materijala:

– otpornost na krti lom i zamor materijala – otpornost na lamelarno cepanje.

Na izbor utiče više faktora:

– tip i značaj konstrukcije, – vrsta, intenzitet i priroda opterećenja, – način oblikovanja konstrukcije - detalji, – minimalna radna temperatura, – ekonomski pokazatelji.

M k i l d blji l t (t ) b i k ti l


36/36

Maksimalna debljina elementa (tz) obzirom na krti lom

II Predavanje MK

Documents

Transcript of II Predavanje MK