Пределы текучести сталей таблица: Таблица предела текучести марок сталей

Содержание

Таблица предела текучести марок сталей

Таблица предела текучести марок сталей
Марка Предел текучести, МПа
Сталь Ст0 190
Сталь Ст1 190
Сталь Ст2 220
Сталь СтЗ 240
Сталь Ст4 260


Сталь Ст5 280
Сталь Ст6 310
Сталь 08 200
Сталь 10 210
Сталь 15 230
Сталь 20 250
Сталь 25 280
Сталь 30 300
Сталь 35 320
Сталь 40 340
Сталь 45 360
Сталь 50 380
Сталь 20Г 280
Сталь З0Г 320
Сталь 40Г 360
Сталь 50Г 400
Сталь 65Г 440
Сталь 10Г2 250
Сталь 09Г2С 350
Сталь 10ХСНД 400
Сталь 20Х 300
Сталь 30Х 320
Сталь 40Х 330
Сталь 45Х 350
Сталь 50Х 350
Сталь 35Г2 370
Сталь 40Г2 390
Сталь 45Г2 410
Сталь 33ХС 300
Сталь 38ХС 750
Сталь 18ХГТ 430
Сталь 30ХГТ 1050
Сталь 20ХГНР 1200
Сталь 40ХФА 750
Сталь 30ХМ 750
Сталь 35ХМ 850
Сталь 40ХН 400
Сталь 12ХН2 600
Сталь 12ХНЗА 700
Сталь 20Х2Н4А 450
Сталь 20ХГСА 650
Сталь 30ХГС 360
Сталь 30ХГСА 850
Сталь 38Х210 700
Сталь 50ХФА 1100
Сталь 60С2 1200
Сталь 60С2А 1400
Сталь ШХ15 380
Сталь 20Л 215
Сталь 25Л 235
Сталь 30Л 255
Сталь 35Л 275
Сталь 45Л 315
Сталь 50Л 335
Сталь 20ГЯ 275
Сталь 35ГЛ
295
Сталь 30ГСЛ 345
Сталь 40ХЛ 490
Сталь 35ХГСЛ 345
Сталь 35ХМЛ 390
Сталь 12Х13 350
Сталь 12Х14Н14В2М 260
Сталь Х23Н13 295
Сталь Х23Н18 200
Сталь 12Х18Н10Т 200
Сталь 08Х18Н10Т 210


На этой странице представлена подробная таблица пределов текучести различных марок сталей. Таблица периодически пополняется новыми данными.

Предел текучести — механическая характеристика материала, характеризующая напряжение, при котором деформации продолжают расти без увеличения нагрузки. С помощью

Пользователи также искали:

предел текучести — это, предел текучести формула, предел текучести сопромат, предел текучести стали 45, предел текучести стали таблица, предел текучести таблица, предел текучести и предел прочности, условный предел текучести, Предел, текучести, предел, Предел текучести, таблица, стали, условный, формула, сопромат, предел текучести стали, предел текучести сопромат, предел текучести таблица, текучести и предел прочности, условный предел текучести, прочности, предел текучести — это, предел текучести формула, предел текучести стали таблица, предел текучести стали 45, предел текучести, cтатьи по механике. предел текучести,

Определение предела текучести стали, чугуна: измерение напряжений

Прокатное производство включает изготовление различных марок конструкционных сталей, каждая из которых обладает индивидуальными механическими характеристиками. В процессе эксплуатации стальные сооружения подвергаются в разной степени нагрузкам на изгиб и сжатие, растяжение и удары и только от механических свойств металлов зависит степень их прочность и стойкость. Чтобы сделать правильные расчеты, применяется специальная расчетная формула.

Виды деформации стали

Тяжелым конструкциям необходимо придать дополнительную прочность и надежность, в связи с чем к свойствам используемых для изготовления металлов предъявляются особые требования.

При расчете размеров конструкции важную роль играет снижение массы сооружения без потери его несущих способностей. Используемые для изготовления металлических сооружений конструкционные металлы должны иметь достаточно высокие показатели прочности и хорошую пластичность.

Сопротивляемость деформации и разрушению под воздействием внешней нагрузки во многом зависит от того, какими свойствами наделен металл. В производстве стали деформация встречается в двух видах: упругой и пластической.

Описываются они разными характеристиками. Сегодня для испытания образцов металлов применяют несколько методик, которые определяют значения пропорциональности, упругости, текучести и других важных характеристик.

Современное определение стали звучит как твердый сплав железа с углеродом, процентным содержанием которого и обусловлены основные свойства стали. Чем выше содержание углерода, тем металл прочнее и тверже, но ниже вязкость и пластичность. Поэтому так важно правильно рассчитать соотношение этих показателей для производства тех или иных изделий из стали. Маркировать стали принято каждую группу по-разному.

Конструкционная углеродистая сталь маркируется буквами Ст и цифровыми обозначениями от 1 до 9, а также двумя буквами в зависимости от способа раскисления металла (ст.3кп):

  1. кп — кипящая;
  2. пс — полуспокойная;
  3. сп — спокойная.

Качественная — цифрами двузначными: 05,08,10,… 45…, что указывает на среднее количество углерода в составе стали.

Предел текучести стали

Граничный предел пропорциональности стали определяет напряжение, при котором действует закон Гука, согласно с которым деформация, возникшая в упругом теле, пропорциональна приложенной к нему силе. Если напряжение меняется, этот закон теряет актуальность.

Немаловажной физической величиной, участвующей в формуле при расчете прочности конструкции, является предел текучести металла. Когда металлом достигается физический предел, даже самое малое поднятие напряжения способно удлинить образец, который начинает как бы течь, откуда и произошло его обозначение. В связи с этим граница текучести стали показывает критическое напряжение, когда материал деформируется уже без увеличения нагрузки.

Единица, в которой производится измерение предела текучести будет называться Паскаль (Па) либо МегаПаскаль (МПа). Преодолевший этот предел образец получает необратимые изменения — разные степени деформации, нарушение структурного строения кристаллической решетки, различные пластические преобразования.

Если при увеличении растягивающего значения силы пройдена площадка текучести, деформация металла усиливается. На диаграмме это представляется в виде горизонтально расположенной прямой, на которой может измеряться напряжение, максимально получаемое после остановки усиления нагрузки. Так называемый предел текучести Ст 3 составляет 2450 кг/кв.см.

Этот показатель отличается у различных марок стали и может меняться от применения разных температурных режимов и типов термообработки. Чтобы иметь возможность точно определить предел текучести стали таблица используется, где в зависимости от марок сталей приведены величины пределов текучести. Как пример, по данным таблицы сталь 20 предел текучести имеет 250 МПа, а сталь 45 — 360.

При проведении испытаний некоторые металлы на диаграмме имеют слабо выраженную площадку тягучести либо она вовсе отсутствует, поэтому к ним применяется условный предел тягучести.

Материалы, на которые распространяется применение условного предела текучести, это в основном представители высокоуглеродистых и легированных сталей, дюралюминий, чугун, бронза и многие другие.

Предел упругости

Весьма важной составляющей механического состояния металлов является предел упругости стали. С его помощью устанавливается предельно допустимый уровень нагрузок при эксплуатации металла, когда им испытываются незначительные деформации в допустимых значениях.

Конструкционные материалы в себе должны сочетать высокие пределы тягучести, при которых они смогут выдерживать серьезные нагрузки, и иметь достаточную упругость, которая обеспечит необходимую жесткость изготовляемой конструкции. Сам модуль упругости обладает одинаковой величиной при растяжении и сжатии, но иметь совершенно отличные пределы упругости — так что одинаково жесткие конструкции диапазоны упругости могут иметь абсолютно разные.

При этом металл в упругом состоянии макропластических деформаций не получает, хотя в его отдельных микроскопических объемах локальные деформации вполне могут иметь место. Благодаря им происходят неупругие явления, серьезно воздействующие на поведение отдельных металлов в состоянии упругости.

При этом нагрузки статические приводят к возникновению гистерезисных явлений, релаксации и упругого последействия, в то время как нагрузки динамические провоцируют появление внутреннего трения.

В процессе релаксации происходит несанкционированное снижение напряжения. Это приводит к проявлению остаточной деформации, когда активная нагрузка уже не действует. При наступлении внутреннего трения происходит потеря энергии. Это вызывает необратимые последствия, которые характеризуются декрементом затухания и коэффициентом внутреннего трения.

Такие металлы активно гасят вибрацию и сдерживают звук, например, серый чугун, или свободно распространяют колебания, как это делает колокольная бронза. С повышением температурного воздействия упругость металлов снижается.

Предел прочности

Предел прочности стали, который возникает после прохождения его границы текучести и позволяет образцу вновь начать сопротивление к растяжению, отображается на графике линией, которая поднимается уже более полого.

Наступает фаза временного сопротивления действующей постоянной нагрузке. При применении максимума напряжения в точке предела прочности возникает участок, где площадь сечения уменьшается, а шейка значительно сужается.

При этом испытываемый образец разрывается в наиболее узком месте, его напряжение снижается и значение величины силы уменьшается. Предел прочности для ст. 3 составляет 4000−5000 кГ/кв.см.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Таблица технических характеристик нержавеющей стали

  Сталь хромоникелевая Хромистая никелевая молибденовая Жароупорная Хромистая
Тип ASTM (AISI) 304 304L 321 316 316L 316 Ti 310S 430
Удельный вес (гр/см) 7,95 7,95 7,95 7,95 7,95 7,95 7,95 7,7
Структура Аустенитная Ферритная
Способность электрического
сопротивления при 20
0,72 0,72 0,72 0,74 0,74 0,75 0,79 0,60
Механические свойства при 20 градусов
Твердость
по Бринеллю — НВ
отжиг НВ 130-150 125-145 130-185 130-185 120-170 130-190 145-210 135-180
с деформацией в холодном состоянии НВ 180-330             180-230
Твердость
По Роквеллу — HRB / HRC
Отжиг НRВ 70-88 70-85 70-88 70-85 70-85 70-85 70-85 75-88
с деформацией в холодном состоянии HRC 10-35              
Rm(N/mm2) — Сопротивление рястяжению c деформацией (Предел прочности) Отжиг 500-700 500-680 520-700 540-690 520-670 540-690 520-670 440-590
в холодном состоянии 700-1180             610-900
Rp(0,2) (N/mm2) — Предел упругости Отжиг 195-340 175-300 205-340 205-410 195-370 215-380 205-370 250-400
с деформацией в холодном состоянии 340-900             400-860
Отжиг Rp(1) (N/mm2) минимальный 235 215 245 245 235 255 255 275
Удлинение 50мм А(%) 65-50 50-10 65-50 60-40 60-40 60-40 60-40 60-40 30-22 20-2
Сжатие отжиг Z(%) 75-60 75-60 65-50 75-60 75-65 75-60 70-55 70-60
Ударная Вязкость KCUL (Дж/см2) 160 160 120 160 160 120 160 50
KVL (Дж/см2) 180 180 130 180 180 130 180 65
Механические свойства при нагревании
Упругость при различных температурах Rp(0,2) (N/mm2) при 300 С 125 115 150 140 138 145 165 245
при 400 С 97 98 135 125 115 135 156 215
при 500 С 93 88 120 105 95 125 147 155
Rp(1) (N/mm2) при 300 С 147 137 186 166 161 176 181  
при 400 С 127 117 161 147 137 166 171  
при 500 С 107 108 152 127 117 156 137  
Термическая обработка
температура образование окалины непрерывное обслуживание 925 925 900 925 925 925 1120 840
прерывистое обслуживание 840 840 810 840 840 840 1030 890
Другие свойства
Свариваемость очень хорошая очень хорошая хорошая очень хорошая очень хорошая хорошая хорошая достат. хорошее хрупкое соед.
Вытяжка очень хорошая очень хорошая хорошая хорошая хорошая хорошая хорошая достаточно хорошая

(2 ) —

Основные таблицы и графики, необходимые для механических расчетов 

                      Таблица 1 – Поправочный коэффициент η к нормативным допускаемым напряжениям     

Категория опасности химических продуктов

Предельно допустимая концентрация по санитарным нормам, мг/м3

Нижний предел взрываемости, 

%

Минимальная температура самовоспламенения, С

Поправочный коэффициент η к нормативным допускаемым напряжениям

I

II

III

Менее 50

50 – 100

Более 100

Менее 5

5 – 10

Более 10

Менее 300

300 – 450

Более 450

0,9

0,95

1,00

                      Таблица 2 – Нормативное допускаемое напряжение σ* 

Расчетная температура стенки, С

Конструкционный материал

Ст3

10

20; 20К

09Г2С;

16ГС

Х5М

12Х18Н10Т;

10Х17Н13М2Т;

10Х17Н13М3Т

08Х18Н10Т;

08Х17Н13М2Т;

08Х17Н15М2Т

20

100

150

200

250

300

350

375

400

410

420

430

440

450

460

470

480

490

500

520

540

560

580

600

620

640

660

680

700

140

134

131

126

120

108

98

93

85

87

75

71*

130

125

122

118

112

100

88

82

74

70

66

62

59

51

47

42

39**

147

142

139

136

132

119

106

96

92

86

80

75

67

61

55

49

46**

170

160

154

148

145

134

123

116

110

104

92

86

75

71

64

56

53

146

141

138

134

127

120

114

110,5

105

103

101

99

96

94

91

89

86

83

79

66

54

47***

160

152

146

140

136

130

126

124

121

120

120

119

118

117

116

115

115

114

113

112

111

101

90

74

62

52

45

38

30

140 (133)****

130

120

115

110

100

91

89

86

86

85

85

84

84

83

83

82

82

81

79

78

73

65

57

* Для температуры 425 С; ** Для температуры 475 С; *** Для температуры 550 С; 

**** Размер в скобках – для сталей 08Х17Н13М2Т; 08Х17Н15М2Т.

                      Таблица 3 – Определение расчетного давления р

         По Правилами Госгортехнадзора расчетное давление принимают равным 90 % от давления срабатывания клапана или мембраны, т.е.

 МПа

 МПа

 МПа

                       Таблица 4 – Модуль продольной упругости Е

Сталь

Значение Е105 (МПа) при температуре (С)

20

100

150

200

250

300

350

Углеродистая

1,99

1,91

1,86

1,81

1,76

1,71

1,64

Легированная

2,00

2,00

1,99

1,97

1,94

1,91

1,86

Сталь

Значение Е105 (МПа) при температуре (С)

400

450

500

550

600

650

700

Углеродистая

1,55

1,40

Легированная

1,81

1,75

1,68

1,61

1,53

1,45

1,36

                      Таблица 5 – Предел текучести материала

Марка стали

Толщина листа, мм

, МПа

Марка стали

Толщина листа, мм

, МПа

Ст3

4  20

240

Ст5

4  20

280

22  40

230

22  40

270

45  60

220

45  60

260

20

4  60

250

16ГС

4  10

330

20К

4  20

250

12  16

320

22  40

240

18  30

300

45  60

230

32  60

290

09Г2С

4  10

350

0Х21Н6М2Т

1  3

400

12  18

330

5  10

300

20  24

320

Х14Г14Н3Т

1  3

350

26  30

310

4  25

300

32  48 

300

12МХ

4  60 

240

50  60

280

0Х13

1  25

270

Х25Т

1  25 

300

0Х17Н5Г9АБ

1  3

400

Х28

1  3 

300

Х18Н10Т

1  75

220

1Х17Н2

1  3

800

0Х18Н12Б

4  25

240

1Х21Н5Т

1  25

450

Х17Н13М2Т

1  25

220

0Х21Н5Т

1  25

400

                      Таблица 6 – Шаг трубок при размещении их по вершинам равносторонних треугольников

, мм

16

20

25

38

57

t, мм

21

26

32

48

70

Рисунок 1 – График для определения коэффициента 

Рисунок 2 – График для определения коэффициента k, зависящего от гибкости ребра

Таблица 7 – Физические свойства черных металлов и сплавов

                             Таблица 8 – Сортамент труб из теплостойкой стали 12ХМ

                            Таблица 9 – Сортамент труб из углеродистой стали 10 и 20

                           Таблица 10 – Сортамент труб из высоколегированных сталей

                           Таблица 11 – Линзы для компенсаторов из углеродистой стали* 

         * Примечание

         Если  МПа, то диаметр линзового компенсатора определяется по формуле 

         где D – внутренний диаметр аппарата, мм

                — давление в межтрубном пространстве, МПа

                — допускаемое напряжение материала корпуса, МПа

                      Таблица 12 – Коэффициенты при расчете линзового компенсатора

0,48

0,52

0,56

0,60

0,64

0,68

0,72

0,76

7,17

5,07

3,60

2,52

1,76

1,20

0,81

0,51

0,215

0,214

0,184

0,157

0,134

0,112

0,094

0,076

0,80

0,84

0,86

0,88

0,90

0,92

0,94

0,31

0,181

0,130

0,090

0,060

0,036

0,027

0,047

0,040

                      Таблица 13 – Величина удельного ветрового напора q

Географические районы

Высота над поверхностью земли, м

до 10

20

30

40

60

100

I

II

III

IV

V

VI

VII

270

350

450

550

700

850

1000

365

470

610

740

945

1150

1350

425

550

710

865

1100

1330

1570

425

630

810

990

1260

1530

1800

520

680

870

1065

1355

1645

1935

595

770

990

1210

1540

1870

2200

Рисунок 3 – График для определения коэффициента пульсации

Рисунок 4 – График для определения коэффициента динамичности

Рисунок 5 – График к расчету фундаментных болтов

                          Таблица 14 – Коэффициенты , 

250

500

750

1000

1500

2000

0,14

0,14

0,12

0,095

0,08

0,07

0,06

250

500

750

1000

1500

2000

0,17

0,17

0,13

0,12

0,100

0,085

0,080

                      Таблица 15 – Масса колпачковой тарелки

Диаметр аппарата D, мм

Масса тарелки , кг

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

3400

3600

37,8

68,8

90,3

118,3

146,0

178,1

211,8

240,8

304,0

349,7

435,0

509,0

545,0

582,0

 

Взаимосвязь напряжения текучести с твердостью и пределом прочности

Зависимость между напряжением текучести и пределом прочности

Связь между напряжением текучести и пределом прочности устанавливается по зависимости между экстраполированным пределом текучести и σB. Поскольку по экстраполированному пределу текучести можно достаточно точно определить напряжение текучести для большинства материалов, начиная со степени деформации , то такое допущение можно считать оправданным.

Ниже рассмотрены зависимости между пределом прочности и экстраполированным пределом текучести кривых упрочнения при растяжении первого рода и при сжатии второго рода.

Экстраполированный предел текучести у кривых упрочнения первого рода при растяжении находится по пересечению касательной к кривой упрочнения в точке начала образования шейки с осью ординат. У кривых упрочнения второго рода при сжатии экстраполированный предел текучести S0 (см. рис. 1) представляет собой напряжение, соответствующее по величине отрезку ординаты, отсекаемому прямой, являющейся продолжением участка III кривой упрочнения.

Согласно теоретическим выкладкам М. П. Марковца для материалов, у которых равномерное относительное поперечное сужение ΨB не более 0,15, разница между экстраполированным пределом текучести определенным по кривым упрочнения при растяжении, и пределом прочности σB не превышает 3%, а при ΨB до 0,2 — не более 7%. При этом всегда должно быть меньше величины σB.

Теоретически установленную зависимость между и σB М.П. Марковец подтвердил экспериментально. Было показано, что независимо от рода материала (цветные и черные металлы), вида предшествующей термической обработки (отжиг, нормализация, закалка, закалка + отпуск) и прочности ( изучаемых материалов составлял 20-180 кГ/мм2) отношение для материалов с до 15% близко к единице (рис. 1). Только для латуни и аустенитной стали ЭИ69, у которых величина ΨB доходит до 30%, это соотношение составляет 1,2-1,3.

П. Марковцем также была проведена большая работа по сопоставлению и σB по экспериментальным данным других исследователей — Н. Н. Давиденкова, Кербера и Роланда. Было установлено, что данные различных авторов, полученные экспериментально в разных лабораториях над огромным количеством металлов н сплавов (алюминии, меди и их сплавах, углеродистых и легированных сталях) при комнатных и повышенных температурах (от 20 до 300°С), подтверждают теоретически установленную закономерность  для металлов и сплавов, у которых ΨB не превышает 15%.

Экспериментально определим взаимосвязь между экстраполированным пределом текучести при сжатии S0 и σB. В качестве исследуемого материала служили углеродистые и легированные горячекатаные и термически обработанные стали (табл. 1). Кривые упрочнения строили по результатам осадки образцов с торцовыми цилиндрическими выточками. Результаты сравнения графически изображены на рис. 1, из которого видно, что между величинами S0 и σB независимо от марки изделия и вида, и режима предварительной обработки имеется линейная зависимость. Математическая обработка экспериментальных данных показывает, что S0 в среднем меньше σB примерно на 6%, т. е.

Полученные экспериментальные данные согласуются с экспериментальными и теоретическими данными М. П. Марковца о зависимости между экстраполированным пределом текучести при растяжении и σB в том смысле, что S0 меньше σB примерно на ту же величину.

Таблица 1

Химический состав и вид предшествующей обработки сталей, для которых устанавливали зависимость между экстраполированным пределом текучести при сжатии S0 и пределом прочности σB

Сталь Предшествующая обработка Содержание элементов в %
C Mn Si Cr Ni Mo
10

Горячая прокатка

0,11

0,45 0,21
15

То же

0,15

0,43 0,27
20

»

0,19

0,37 0,37
15Х

»

0,13 0,42 0,32

0,90

20Х

»

0,24 0,67 0,25 0,91
45Х

»

0,44 0,61 0,19 0,90

12ХНЗА

»

0,13 0,26 0,64 2,95

12ХНЗА

Отжиг, нормализация 0,16 0,40 0,36 0,66 2,81

40ХНМА

Отжиг, нормализация, улучшение (t0 mn=600°С) 0,37 0,60 0,24 0,66 1,39 0,15-0,25

Зависимость между напряжением текучести и твердостью

На основании обработки экспериментальных данных установлены закономерности взаимосвязи:

  • а) между S0 и твердостью исходного металла НВ;
  • б) между S и твердостью сформированных образцов НВ’.

Напряжение текучести и экстраполированный предел текучести определяем по кривым упрочнения при сжатии, построенным по результатам осадки образцов с торцовыми цилиндрическими выточками. Твердость определяем обычным методом на твердомере типа ИТР с замером ее на торцах и по образующей.

Для определения зависимости между величинами S и НВ’ испытанию подвергали армко-железо, углеродистые и легированные стали, предварительно горячекатаные или термически обработанные (отжиг,

нормализация или улучшение). Вид предшествующей обработки и химический состав сталей, используемых при этих исследованиях, приведены в табл. 2.

Таблица 2

Химический состав и вид предшествующей обработки материала, исследуемого для установления зависимости между S и НВ’

Материал Предшествующая обработка Содержание элементов в %
C Mn Si Cr Ni

Армко-железо

Горячая прокатка

0,057

0,10

0,17

Сталь 30

Нормализация

0,29

0,61

0,30

»      40

Нормализация, улучшение

0,41

0,59

0,30

»      50

Горячая прокатка

0,50

0,70

0,27

12ХНЗА

»             »

0,13

0,26

0,64

2,95

12ХНЗА Отжиг, нормализация 0,11 0,42 0,23 0,64 2,79

Результаты экспериментальных данных приведены на рис. 3, из которого видно, что для всех исследуемых материалов независимо от вида предшествующей обработки и всего диапазона степеней деформации между напряжением текучести и соответствующей твердостью сформированных образцов имеется линейная зависимость. При обработке опытных данных установлено, что эта зависимость может быть представлена в следующем виде:

Влияние исходной твердости на величину экстраполированного предела текучести при сжатии изучали на примере углеродистых и легированных термически обработанных (отжиг, нормализация, улучшение) и горячекатаных сталей (табл. 3). Экспериментальные данные графически изображены на рис. 4.

Таблица 3

Химический состав и вид предшествующей обработки материала, исследуемого для определения зависимости между экстраполированным пределом текучести при сжатии S0 и исходной твердостью НВ

Материал Предшествующая обработка Содержание элементов в %
C Mn Si Cr Ni Mo

Сталь 40

Отжиг, нормализация, улучшение (tотп=500, 600°С)

0,41

0,59

0,30

Сталь 45

Отжиг, нормализация, улучшение (tотп=700, 600, 540°С)

0,43

0,58

0,30

Сталь 50

Горячая прокатка

0,50

0,70

0,27

15Х

Горячая прокатка

0,13

0,42

0,32

0,90

20Х

Отжиг, нормализация, улучшение (tотп=600, 500, 400°С)

0,19

0,59

0,30

0,88

40Х

Отжиг, нормализация, улучшение (tотп=500, 600°С)

0,38

0,62

0,32

1,03

12ХНЗА

Улучшение (tотп=600°С)

0,16

0,40

0,36

0,66

2,81

30ХГСА

Отжиг, улучшение (tотп=550°С)

0,34

0,98

1,13

1,08

40ХНМА

Отжиг, нормализация, улучшение (tотп=600°С) 0,37 0,60 0,24 0,66 1,39 0,25

На основании экспериментальных данных установлено, что с увеличением твердости исходных образцов экстраполированный предел текучести возрастает по следующей зависимости:

Следует учесть, что в реальных металлических телах твердость в разных точках тела может отличаться на несколько единиц, а точность измерения составляет 3% при испытании на твердомере Бринелля, поэтому зависимости (2) и (3) носят несколько приближенный характер.

Требования к стали для изготовления резервуаров

Главная / Проектировщику / Справочная информация – ГОСТ СНИП ПБ / ГОСТ 31385-2008 /Версия для печати

5.2.1 Общие требования

5.2.1.1 Стали, используемые для изготовления конструкций резервуаров, должны соответствовать требованиям действующих стандартов и технических условий (ТУ), дополнительным требованиям настоящего стандарта, а также требованиям проектной документации.

5.2.1.2 Элементы конструкций по требованиям к материалам подразделяют натри группы: А и Б — основные конструкции:

  • А — стенка, привариваемые к стенке листы окрайки днища, обечайки люков и патрубков в стенке и фланцы к ним, усиливающие накладки, опорные кольца стационарных крыш, кольца жесткости, подкладные пластины на стенке для крепления конструктивных элементов;
  • Б1 — каркас крыш, бескаркасные крыши,
  • Б2 — центральная часть днища, плавающие крыши и понтоны, анкерные крепления, настил каркасных крыш, обечайки патрубков и люков на крыше, крышки люков;
  • В — вспомогательные конструкции: лестницы, площадки, переходы, ограждения.

5.2.1.3 Для основных конструкций группы А должна применяться только спокойная (полностью раскисленная) сталь.

Для основных конструкций группы Б должна применяться спокойная или полуспокойная сталь. Для вспомогательных конструкций группы В наряду с вышеперечисленными сталями с учетом температурных условий эксплуатации допускается применение кипящей стали.

5.2.1.4 Выбор марок стали для основных элементов конструкций должен проводиться с учетом гарантированного минимального предела текучести, толщины проката и хладостойкости (ударной вязкости). Толщина листового проката не должна превышать 40 мм. Рекомендуемые марки стали приведены в приложении А.

5.2.1.5 Углеродный эквивалент стали с пределом текучести σт ≤ 440 МПа для элементов основных конструкций не должен превышать 0,43 %. Углеродный эквивалент Сэ рассчитывают по формуле

где С, Mn, Si, Cr, Mo, Ni, Сu, V, P — массовые доли, % углерода, марганца, кремния, хрома, молибдена, никеля, меди, ванадия и фосфора, по результатам плавочного анализа.

Значения углеродного эквивалента Сэ стали должны указываться в проектной документации и при заказе металлопроката.

5.2.1.6 Для применяемых сталей соотношение предела текучести и временного сопротивления σт/σв не должно превышать:

  • 0,75 — для сталей σт ≤440 МПа;
  • 0,85 — для сталей σт > 440 МПа.

5.2.1.7 Требования к стали для вспомогательных конструкций должны соответствовать строительным нормам и правилам для строительных стальных конструкций с учетом условий эксплуатации, действующих нагрузок и климатических воздействий.

5.2.1.8 Материалы для сварки (электроды, сварочная проволока, флюсы, защитные газы) должны выбираться в соответствии с требованиями технологического процесса изготовления и монтажа конструкций и выбранных марок стали. При этом применяемые сварочные материалы и технология сварки должны обеспечивать механические свойства металла сварных соединений не ниже свойств, установленных требованиями для выбранных марок стали.

Для сварных соединений из стали с гарантированным минимальным пределом текучести 305-440 МПа твердость HV металла шва и околошовной зоны не должна превышать 280 ед.

5.2.2 Расчетная температура металла

5.2.2.1 За расчетную температуру металла необходимо принимать наиболее низкое из двух следующих значений:

— минимальная температура складируемого продукта;

— температура наиболее холодных суток для данной местности (минимальная среднесуточная температура), повышенная на 5 °С.

Примечание: При определении расчетной температуры металла не принимаются во внимание температурные эффекты специального обогрева и теплоизолирования резервуара.

5.2.2.2 Температура наиболее холодных суток для данной местности определяется с обеспеченностью 0,98 для температур наружного воздуха по [5], таблица 1.

5.2.2.3 Для резервуаров рулонной сборки расчетную температуру металла следует принимать по 5.2.2.1; при толщинах от 10 до 14 мм включ. понижают на 5 °С; то же — при толщинах свыше 14 мм — на 10 °С.

5.2.3 Требования к ударной вязкости

5.2.3.1 Требования к ударной вязкости стали для элементов основных конструкций групп А и Б назначаются в зависимости от группы конструкций, расчетной температуры металла, механических свойств стали и толщины проката.

5.2.3.2 Для элементов основных конструкций группы А из стали с гарантированным минимальным пределом текучести 390 МПа и менее температуру испытаний необходимо определять по номограмме (см. рисунок 2) с учетом предела текучести стали, толщины металлопроката и расчетной температуры металла. При использовании стали с пределом текучести более 390 МПа температуру испытаний следует принимать равной расчетной температуре металла.

Для основных конструкций групп Б1 и Б2 температура испытаний определяется по номограмме (см. рисунок 2) с повышением данной температуры на 10 °С.

5.2.3.3 Для элементов конструкций групп А и Б1 обязательным является определение значения ударной вязкости KCV, а для элементов группы Б2 — KCU, при заданной (см. 5.2.3.2) температуре испытаний.

Нормируемые значения ударной вязкости KCV и KCU листового проката на поперечных образцах зависят от гарантированного минимального предела текучести стали. Для стали с пределом текучести 360 МПа и менее ударная вязкость должна быть не менее 35 Дж/см2; для стали с более высоким пределом текучести — не менее 50 Дж/см2.

5.2.3.4 Нормируемое значение ударной вязкости фасонного проката на продольных образцах назначается в зависимости от класса прочности стали не менее значений, представленных в 5.2.3.3, плюс 20 Дж/см2.

5.2.3.5 Дополнительные требования по углеродному эквиваленту (см. 5.2.1.5), механическим свойствам (см. 5.2.1.6), твердости металла сварного соединения (см. 5.2.1.8) и ударной вязкости (см. 5.2.3) должны быть указаны в проектной документации (спецификации на металлопрокат).

Рисунок 2. График определения температуры испытания с учетом предела текучести, расчетной температуры металла и толщины листов (пунктирной линией показан порядок действия)

<< назад / к содержанию ГОСТа 31385-2008 / вперед >>

Таблица механических свойств металла

: прочность на сдвиг, предел прочности на разрыв, предел текучести сталь и др.

Чтобы удовлетворить потребности наших читателей, мы составили следующие таблицы механических свойств, в которых перечислены различные черные и цветные металлы.

Надеюсь, что это поможет!

Материал Марка Материал
Статус
Прочность на сдвиг

τ (МПа)
Прочность на растяжение
Прочность
σb (МПа)
Удлинение
σs (%)
Предел текучести
Прочность
δ ( МПа)
Упругость
Модуль упругости
Е (МПа)
Промышленное чистое железо для электриков C> 0.025 DT1
DT2
DT3
отожженный 180 230 26
Электрокремниевая сталь D11 、 D12
D21 、 D31
D32 、 D370
D310 ~ 340
S41 ~
отожженный 190 230 26
Обычная углеродистая сталь Q195 неотожженная 260 ~ 320 315 ~ 390 28 ~ 33 195
Q215 270 ~ 340 335 ~ 410 26 ~ 31 215
Q235 310 ~ 380 375 ~ 460 21 ~ 26 235
Q255 340 ~ 420 410 ~ 510 19 ~ 24 255
Q275 400 ~ 500 490 ~ 610 15 ~ 20 275
Углеродный инструмент st угорь 08F отожженный 220 ~ 310 280 ~ 390 32 180
10F 260 ~ 360 330 ~ 450 32 200 1

15F 220 ~ 340 280 ~ 420 30 190
08 260 ~ 340 300 ~ 440 29 210 198000
10 250 ~ 370 320 ~ 460 28
15 270 ~ 380 340 ~ 480 26 280 202000
20 280 ~ 400 360 ~ 510 35 250 21000
25 320 ~ 440 400 ~ 550 34 280 202000
30 360 ~ 480 450 ~ 600 22 300 201000
35 400 ~ 520 500 ~ 650 20 320 201000
40 420 ~ 540 520 ~ 670 18 340 213500
45 440 ~ 560 550 ~ 700 16 360 204000
50 нормализованный 440 ~ 580 550 ~ 730 14 380 220000
55 550 ≥670 43 390
60 550 ≥700 12 410 208000
65 600 ≥730 10 420
70 600 ≥760 9 430 210000
T7 ~ T12
T7A ~ T12A
отожженный 600 750 10
T8A холодная закалка 600 ~ 950 750 ~ 1200
Высококачественная углеродистая сталь 10Mn отожженная 320 ~ 460 400 ~ 580 22 230 211000
65Mn 600 750 12 400 21000
Легированная конструкционная сталь 25CrMnSiA
25CrMnSi
низкотемпературный отжиг 400 ~ 560 500 ~ 700 18 950
30CrMnSiA
30CrMnSi
440 ~ 6000 550 ~ 750 16 1450
850
Качественная пружинная сталь 60Si2Mn
60Si2MnA
65SiWA
низкотемпературный отожженный 720 900 10 10 1200 20010000 900 холодная закалка 640 ~ 960 800 ~ 1200 10 1400
1600
Нержавеющая сталь 1Cr13 отожженная 320 ~ 380 400 ~ 470 21 420 210000
2Cr13 320 ~ 400 400 ~ 500 20 450 210000
3Cr13 400 ~ 480 500 ~ 600 18 480 210000
4Cr13 400 ~ 480 500 ~ 600 15 500 210000
1Cr18Ni19
2Cr18Ni19
термообработка 460 ~ 520 580 ~ 640 35 200 200000
прокат, холодная закалка 800 ~ 880 1000 ~ 1100 38 220 200000
1Cr18Ni9Ti Термообработанный смягченный 430 ~ 550 540 ~ 700 40 200 200000

Таблица прочности на сдвиг стали при с подогревом

Марка стали Температура нагрева ℃
200 500 600 700 800




9003 900
Q195, Q215, 08, 15 360 320 200 110 60 9004 2 30
Q235, Q255, 20, 25 450 450 240 130 90 60
Q275, 30, 35 530 520 330 160 90 70
40, 45, 50 600 580 380 190 90 70

Примечание. материал следует брать при температуре штамповки, которая обычно на 150 ~ 200 ℃ ниже температуры нагрева.

Таблица механических свойств цветных металлов

90 419 Алюминий-магниевый сплав
Алюминий-магниево-медный сплав 900 560
Материал Марка Состояние материала Прочность на сдвиг τ (МПа) Предел прочности при растяжении σb (МПа) Относительное удлинение σs
(%)
Предел текучести
Предел прочности δ
(МПа)
Упругий
Модуль упругости
(МПа)
Алюминий 1070A, 1050A 1200 Отожженный 80 75 ~ 110 25 50 ~ 80 72000
Холодная закалка 100 120 ~ 150 4 120 ~ 240
Алюминиево-марганцевые сплавы 3A21 Отожженные 70 ~ 100 110 ~ 145 19 50 71000
Полу-холодная закалка 100 ~ 140 155 ~ 200 13 130
SA02 Отожженный 130 ~ 160 180 ~ 230 100 70000
Полу-холодная закалка 160 ~ 200 230 ~ 280 210
Высокопрочный алюминиево-магниево-медный сплав 7A04 Отожженный 170 250
Закаленный и искусственно состаренный 350 500 460 70000
Магниево-марганцевый сплав MB1
MB8
Отожженный 120 ~ 140 170 ~ 190 3 ~ 5 98 43600
Отожженный 170 ~ 190 220 ~ 230 12 ~ 24 140 40000
Холодная закалка 190 ~ 200 240 ~ 250 8 ~ 10 160
Жесткий алюминий 2Al12 Отожженный 105 ~ 150 150 ~ 215 12
Закаленная естественным старением 280 ~ 310 400 ~ 440 15 368 72000
Холодная закалка после закалки 280 ~ 320 400 ~ 460 10 340
Чистая медь T1 、 T2 、 T3 Мягкая 160 200 30 70 108000
Жесткая 240 300 3 380 130000
Латунь H62 Мягкая 260 300 35 380 100000
Полужесткая 9 0042 300 380 20 200
Жесткий 420 420 10 480
Латунь H68 Мягкий 240 300 40 100 110000
Полужесткий 280 350 25
Жесткий 400 400 15 250 115000
Свинец латунь HPb59-1 Мягкий 300 350 25 142
Жесткий 400 450 5 420 105000
Марганцевая латунь HMn58-2 Мягкая 340 390 25 170 100000
Полутвердый 400 450 15
Жесткий 520 600 5
Олово-фосфорная бронза
Олово-цинк-бронза
QSn4-4-2.5
QSn4-3
Мягкий 260 300 38 140 100000
Жесткий 480 550 3 ~ 5
Очень жесткий 500 650 1 ~ 2 546 124000
Алюминиевая бронза QAl17 отожженный 520 600 10 186
неотожженный 650 5 250 115000 ~ 130000
Алюминий-марганцевая бронза QAl9-2 Мягкий 360 450 18 300
Жесткий 480 600 5 500
Кремний-марганцевая бронза QBi3-1 9004 2 Мягкий 280 ~ 300 350 ~ 380 40 ~ 45 239 120000
Жесткий 480 ~ 520 600 ~ 650 3 ~ 5 540
Сверхтвердая 560 ~ 600 700 ~ 750 1 ~ 2
Бериллиевая бронза QBe2 Мягкая 240 ~ 480 300 ~ 600 30 250 ~ 350 117000
Жесткий 520 660 2 1280 132000 ~ 141000
Медно-никелевый сплав B19 Мягкий 240 300 25
Жесткий 360 450 3
Нейзильбер BZn15-20 Мягкий 280 350 35 207
Жесткий 400 550 1 486 126000 ~ 140000
Очень жесткий 520 650
Никель Ni-3 ~ Ni-5 Мягкий 350 400 35 70
Жесткий 470 550 2 210 210000 ~ 230000
Немецкое серебро BZn15-20 Мягкий 300 350 35
Жесткий 480 550 1
Сверхтвердый 560 650 1
Цинк Zn-3 ~ Zn-6 120 ~ 200 1 40 ~ 230 40 75 80000 ~ 130000
Свинец Pb-3 ~ Pb-6 20 ~ 30 25 ~ 40 40 ~ 50 5 ~ 10 15000 ~ 17000
Олово Sn1 ~ Sn4 30 ~ 40 40 ~ 50 12 41500 ~ 55000
Титановый сплав TA2 Отожженный 360 ~ 480 450 ~ 600 25 ~ 30
TA3 440 ~ 600 550 ~ 750 20 ~ 25
TA5 640 ~ 680 800 ~ 850 15 800 ~ 900 104000
Магниевый сплав MB1 Холодное состояние 120 ~ 140 170 ~ 190 3 ~ 5 120 40000
МБ8 150 ~ 180 230 ~ 240 14 ~ 15 220 41000
MB1 Предварительный нагрев 300 ° C 30 ~ 50 30 ~ 50 50 ~ 52 40000
MB8 50 ~ 70 50 ~ 70 58 ~ 62 41000
Серебро 180 50 30 81000
Взаимодействующий сплав Ni29Co18 400 ~ 500 500 ~ 600
Медный константан BMn40-1.5 Мягкий 400 ~ 600
Жесткий 650
Вольфрам Отожженный 720 0 700 312000
Без отжига 1491 1 ~ 4 800 380000
Молибден — 900 Отожженный 20 ~ 30 1400 20 ~ 25 385 280000
Без отжига 32 ~ 34 1600 2 ~ 5 595 300000

Проверьте это

Руководство по прочности на разрыв — Monroe Engineering

Что такое предел прочности на разрыв? С точки зрения непрофессионала, это измерение силы, необходимой для растяжения материала до его разрыва.Испытание проводится, чтобы увидеть, какое растягивающее усилие может выдержать материал, прежде чем он достигнет предела разрушения. Это чрезвычайно важно во многих областях, таких как машиностроение, материаловедение и, возможно, самая важная из них — строительная инженерия.

Существует три различных способа измерения прочности на разрыв: предел текучести, предел прочности и предел прочности на разрыв.

Предел текучести — это величина напряжения, которое вы можете приложить к материалу без его разрушения и деформации.Предел текучести — это точка, при которой материал больше не возвращается к своей первоначальной форме и не деформируется. Предел прочности — это максимальное напряжение, которое может выдержать материал при растяжении или растяжении. Предел прочности на разрыв относится к точке на кривой «напряжение-деформация», где материал больше не может выдерживать напряжение растяжения и разрушается.

Ниже приведены сведения о прочности на разрыв некоторых распространенных материалов.

Типичная прочность на растяжение некоторых материалов
Материал Предел текучести Предел прочности на разрыв Плотность
(МПа) (МПа) (г / см³)
Сталь, конструкционная сталь ASTM A36 [8] 250 400–550 7.8
Сталь, 1090 мягкая 247 841 7,58
Хромованадиевая сталь AISI 6150 620 940 7,8
Кожа человека 15 20 2
Сталь, 2800 Мартенситностареющая сталь [9] 2617 2693 8
Сталь, AerMet 340 [10] 2160 2430 7.86
Сталь, Трос для каротажного кабеля Sandvik Sanicro 36Mo [11] 1758 2070 8
Сталь, AISI 4130, закалка в воде 855 ° C (1570 ° F), состояние 480 ° C (900 ° F) [12] 951 1110 7,85
Сталь, API 5L X65 [13] 448 531 7.8
Сталь, высокопрочный сплав ASTM A514 690 760 7,8
Прозрачный литой акрил (PMMA) [14] 72 87 [15] 1,16
Полиэтилен высокой плотности (HDPE) 26–33 37 0.85
Полипропилен 12–43 19,7–80 0,91
Сталь нержавеющая AISI 302 — холоднокатаная 520 [необходима ссылка] 860 8,19
Чугун 4,5% C, ASTM A-48 130 200 7.3
Сплав «Liquidmetal» [необходима ссылка] 1723 550–1600 6,1
Бериллий [16] 99,9% Be 345 448 1,84
Алюминиевый сплав [17] 2014-T6 414 483 2.8
Полиэфирная смола (неармированная) [18] 55 55
Полиэстер и ламинат из рубленого волокна 30% E-стекло [18] 100 100
Эпоксидный композит S-Glass [7] 2358 2358
Алюминиевый сплав 6061-T6 [19] 270 310 2.7
Медь 99,9% Cu [20] 69 220 [необходима ссылка] 8,92
Купроникель 10% Ni, 1,6% Fe, 1% Mn, остальное Cu 130 350 8,94
Латунь 200 + 500 8.73
Вольфрам 941 1510 19,25
Стекло 33 [21] 2,53
Стекло E-Glass НЕТ 1500 для ламината, 2,57
3450 только для волокон
S-стекло НЕТ 4710 2.48
Базальтовое волокно [22] НЕТ 4840 2,7
Мрамор НЕТ 15 2,6
Бетон НЕТ 2–5 2,7
Углеродное волокно НЕТ 1600 для ламината, 1.75
4137 только для волокон
Углеродное волокно (Toray T1000G) [23] (самые прочные искусственные волокна) 6370 только волокно 1,8
Человеческий волос 140–160 200–250 [24]
Бамбук 350–500 0.4
Паучий шелк (см. Примечание ниже) 1000 1,3
Паучий шелк, паук из коры Дарвина [25] 1652
Шелк шелкопряда 500 1,3
Арамид (кевлар или тварон) 3620 3757 1.44
СВМПЭ [26] 24 52 0,97
волокна СВМПЭ [27] [28] (Dyneema или Spectra) 2300–3500 0,97
Вектран 2850–3340
Полибензоксазол (Зилон) [29] 2700 5800 1.56
Дерево, сосна (параллельно волокнам) 40
Кость (конечность) 104–121 130 1,6
Нейлон, формованный, тип 6/6 450 750 1,15
Волокно нейлоновое вытяжное [30] 900 [31] 1.13
Эпоксидный клей 12–30 [32]
Резина 16
Бор НЕТ 3100 2,46
Кремний, монокристаллический (m-Si) НЕТ 7000 2.33
Волоконно-оптические волокна из сверхчистого кварцевого стекла [33] 4100
Сапфир (Al2O3) 400 при 25 ° C, 275 при 500 ° C, 345 при 1000 ° C 1900 3,9–4,1
Нанотрубка из нитрида бора НЕТ 33000 2.62 [34]
Алмаз 1600 2800 3,5
Графен НЕТ 130000 [35] 1
Первые веревки из углеродных нанотрубок ? 3600 1,3
Колоссальная углеродная трубка НЕТ 7000 0.116
Углеродная нанотрубка (см. Примечание ниже) НЕТ 11000–63000 0,037–1,34
Композиты из углеродных нанотрубок НЕТ 1200 [36] НЕТ
Высокопрочная пленка из углеродных нанотрубок НЕТ 9600 [37] НЕТ
Железо (чистый монокристалл) 3 7.874
Зубы Limpet Patella vulgata (Goethite) 4900
3000–6500 [38]

Механические свойства стали высокого и сверхвысокого качества при повышенных температурах и после охлаждения | Fire Science Reviews

Потребность в использовании высокопрочной стали подчеркивается Бьорховде (2010) при обсуждении требований к рабочим характеристикам и производительности доступных марок стали.Историческое развитие предела текучести конструкционной стали схематически проиллюстрировано на рис. 1, основанном на Schröter (2003, 2006). Шретер отмечает, что, хотя старые производства VHSS были хрупкими, улучшенные производственные процессы в настоящее время делают их очень конкурентоспособными материалами для использования в конструкциях. Обновленный рисунок иллюстрирует размеры конструкционных сталей мягкой, высокопрочной и очень высокой прочности в соответствии с литературой и наиболее часто используемыми стандартами (с точки зрения номинального предела текучести).Настоящая работа следует этому протоколу для следующего обсуждения.

Рис. 1

Историческое развитие металлопроката; на основе Schröter (2003, 2006)

Как уже известно, большинство марок стали высокой и очень высокой прочности получают свою прочность закалкой, а пластичность обеспечивается последующим отпуском. В недавнем исследовании Qiang et al. (2016) не было зарегистрировано хрупкого разрушения при уровнях напряжения до 1000 МПа, в то время как характеристики образования шейки проявлялись для всех образцов до разрушения.В частности, для HSS (т. Е. Предел текучести от 355 до 700 МПа) отличные характеристики ударной вязкости и свариваемости достигаются благодаря процедурам прокатки при относительно низких температурах. С 2006 г. общие рекомендации по сварке VHSS доступны в сварочных институтах, как это было определено Pijpers (2011). С другой стороны, во время пожара достигнутые температуры совпадают с температурой отпуска, что приводит к дальнейшему снижению прочности. Вышеупомянутые проблемы подробно рассматриваются в следующем разделе.

Исследования механических свойств

Последовательность рассмотренных здесь исследований представлена ​​следующим образом. Во-первых, включены значительные работы, посвященные экспериментальному исследованию высоко- и очень высокопрочных конструкционных сталей. Впоследствии в нескольких исследованиях подчеркивается чувствительность некоторых параметров (таких как скорость деформации, предварительное повреждение, наивысшая температура, производственный процесс и остаточные напряжения) на механические свойства. Наконец, обзор посвящен тому, как различные микроструктуры и термические свойства влияют на свойства материалов HSS и VHSS.

Chen et al. (2006) были одними из первых исследователей, которые рассмотрели характеристики высокопрочной стали при повышенных температурах. Во-первых, отмечаются диапазоны номинального напряжения текучести, определяющие высокопрочную сталь в соответствии с несколькими стандартами. Экспериментальные исследования включали низкоуглеродистую и высокопрочную сталь с использованием методов испытаний в установившемся и переходном состоянии. Результаты показали, что отличие HSS от низкоуглеродистой стали очевидно при температурах выше 500 ° C.

Важное открытие Qiang et al.(2016) связана с неспособностью стали марки S960, которая наблюдалась при испытаниях на огнестойкость в переходном состоянии, достичь номинального предела текучести при температурах до 400 ° C. По сравнению со стандартами проектирования хорошее соотношение наблюдается для Еврокода 3 (2005) и AISC (2010) только для прогнозирования модуля упругости. Исследование других механических свойств, полученных по результатам испытаний, не показало удовлетворительного соответствия существующим директивам, т. Е. Европейским (EN 1993-1-2, 2005 и EN 1993-1-12, 2007), американским (AISC (Американский институт Steel Construction), 2010), Австралийские (AS (Австралийский стандарт), 2012) и Британские стандарты (BS (Британский стандарт), 1998) для стальных конструкций.Поэтому было сочтено необходимым вывести новые рекомендации по маркам высокопрочных сталей.

Аналогичное поведение испытанного закаленного и отпущенного S960 с соответствующими результатами Outinen (2007) и Qiang et al. (2012a, b), наблюдали Zhao and Chiew (2013). Отмечена также специфика условий воздушного охлаждения; образование ржавчины не было разрешено во время эксперимента, следовательно, невозможно было смоделировать точные условия пожара.

Механические свойства VHSS как при повышенных температурах (до 600 ° C), так и после охлаждения при температуре окружающей среды наблюдались Azhari et al.(2015) для образцов, взятых из полых трубных профилей и сравненных с соответствующими образцами из низкоуглеродистой и высокопрочной стали. Результаты показали, что в отличие от низкоуглеродистой и высокопрочной стали, механические свойства VHSS после пожара значительно снижаются при температурах до 600 ° C. Изменение поглощения энергии после нагрева и охлаждения, а также изменение соответствующей пластичности представлены в ней в табличной форме по сравнению с мягкой и высокопрочной сталью.Также было рекомендовано, чтобы остаточные свойства материала VHSS были чувствительны к максимально достигнутой температуре и продолжительности нагрева только для температур до 650–700 ° C.

Подобно, Heidarpour et al. (2014) подчеркнули дифференциацию VHSS по сравнению с мягкой и высокопрочной сталью в отношении механических свойств при повышенных температурах. Сообщается, что поведение модуля упругости было таким же, как у соответствующих низкоуглеродистых и высокопрочных сталей. Согласно литературным данным, это объясняется тем, что не ожидается особой чувствительности модуля упругости к различным микроструктурам между марками стали.

Подробная работа Mirmomeni et al. (2015), который сочетает предварительную деформацию, скорость нагружения и повышенные температуры, заслуживает внимания. Была предпринята интересная попытка представить аспекты реальных условий пожара, хотя это связано с мягкой сталью. Испытания для максимальной скорости деформации (10 с -1 ) показали 48% -ное увеличение предела текучести с последующим уменьшением предельной деформации на 88% по сравнению со случаем самого медленного нагружения (0,00033 с -1 ) для помещения температура.Кроме того, было подчеркнуто положительное влияние предварительного повреждения на текучесть и предел прочности, в диапазоне от 1,5 (высокие температуры) до 2,5 (низкие температуры) от соответствующей прочности материала без предварительного повреждения. Как правило, чем выше достигаемые температуры, тем менее восприимчивыми становятся другие параметры, в то время как чувствительность из-за скорости деформации и предварительной деформации для тех же температур была выше для сохраненных пределов текучести.

Wang et al. (2015) исследовали сталь марки Q460, полученную термической обработкой с использованием процесса закалки и отпуска, в отличие от нормализованной стали S460 NL, которую исследовали Qiang et al.(2012b). Действительно, наблюдались значительные различия в остаточной эластичности между Q460 и S460, что подчеркивает важность производственного процесса для механического поведения стали после воздействия огня и охлаждения. А именно, исходный модуль упругости закаленной стали наблюдается после охлаждения с температур до 800 ° C, в то время как модуль упругости S460 уменьшается до 80%, соответственно. Предел текучести и предела прочности имеют схожие качественные характеристики для двух марок стали.Наконец, были предложены уравнения, прогнозирующие факторы снижения после пожара для высокопрочной стали Q460.

Кроме того, в нем были продемонстрированы некоторые визуальные наблюдения в зависимости от цвета поверхности, так как они важны для приблизительной оценки температуры стали, испытанной на опыте. В частности, при температуре 300 ° C наблюдается синий цвет (явление синей хрупкости), а при температуре выше 600 ° C поверхность становится темной, и на стальных образцах видны огнестрельные повреждения.Кроме того, поверхность чистая у образцов, охлаждаемых на воздухе, а у образцов, охлаждаемых водой, наблюдается ржавчина.

Вопросы остаточных напряжений после пожара и последующего естественного охлаждения в сварных двутавровых профилях были рассмотрены Ван и Цинь (2016). Результаты показали, что остаточные напряжения быстро уменьшаются после того, как элемент подвергается воздействию температур выше 400 ° C, в то время как остается только 10% остаточных напряжений до нагрева. Такое поведение наблюдалось как для низкоуглеродистых сталей, так и для высокопрочных стальных профилей.Кроме того, была предложена модель остаточного напряжения для двутавровых профилей с толщиной полки и стенки около 8 мм. Также была подчеркнута важность толщины пластины для величины остаточного напряжения. В частности, для более тонких пластин наблюдались более высокие остаточные напряжения после постоянной температуры сварки, вероятно, из-за меньшей площади поперечного сечения.

Исследование изменений микроструктуры способствует лучшему пониманию и дает представление о поведении стали во время процессов нагрева и охлаждения.Интересные попытки были предприняты исследователями (например, Cantwell et al., 2016 и Guo et al., 2015), которые исследовали вариации размера зерна с помощью методов электронного сканирования. Кроме того, исследования свойств стали в условиях пожара, представленные Digges et al. (1966), Смит и др. (1981), Кирби и др. (1986) и Tide (1998). Полезное обсуждение преобразований микроструктуры включено в предыдущую работу авторов, где представлены более подробные сведения и иллюстрации. Следует иметь в виду, что диаграммы время-температура-превращение, представленные Маравеасом и др.(2017) демонстрируют полученные микроструктуры с учетом критического охлаждения и изотермических кривых для трех различных типов сталей (заэвтектоидных, эвтектоидных и легированных).

Переход атомов от гранецентрированной кубической (ГЦК) к объемно-центрированной кубической структуре (ОЦК) четко иллюстрируется термическими свойствами высокопрочной стали при повышенных температурах. Choi et al. (2014) подтвердили последнее поведение, когда провели экспериментальные испытания при повышенных температурах, чтобы получить термические и механические свойства высокопрочной стали HSA800.В частности, 60% всплеск теплоемкости материала наблюдался между 700 и 800 ° C, в то время как теплопроводность также меняет тенденцию при тех же температурах (Таблица 1). Это поведение также рассматривается в стандартах EN1993 (2005) и ASCE (1992).

Таблица 1 Сводка данных испытаний для HSS и VHSS при повышенных температурах

Основные различия в термических свойствах обычной и высокопрочной стали также отмечены Khaliq (2013).Как правило, ванадиевая сталь показывает более высокую удельную теплоемкость, чем соответствующая низкоуглеродистая сталь. Что касается теплопроводности, никаких существенных различий между двумя типами стали не замечено, хотя реакция стали A36 более плавная. Температурное расширение ванадиевой стали в зависимости от температуры показывает такое же поведение по сравнению с соответствующим результатом HSA800, проведенным Choi et al. (2014). Предложены линейные зависимости, предсказывающие термические свойства ванадиевой стали в зависимости от температуры.

Сосредоточившись на VHSS, влияние изменений микроструктуры каждого типа стали на конечную прочность подробно обсуждалось Azhari et al. (2015). В отличие от мягких и высокопрочных сталей, кинетика отпуска во время термообработки VHSS (относительно быстрый рост зерна) приводит к быстрой потере прочности для VHSS. Последний описывается как «более низкая термическая стабильность VHSS» по сравнению с мягкой и высокопрочной сталью Heidarpour et al. (2014).В последнем исследовании отмечается, что аустенизация и последующая мартенситизация приводят к восстановлению механических свойств VHSS, поврежденного огнем. Однако состав аустенита требует, чтобы сталь выдерживала очень высокие температуры (~ 1000 ° C). Изображения поверхности трещины VHSS, полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа, хорошо проиллюстрированы в том же исследовании. Изменения микроструктуры легко наблюдаются для семи различных температур (до 600 ° C), в то время как значительные различия выделяются для температур выше 300 ° C.

Примечательная цифра, сравнивающая репрезентативные микроструктуры для различных марок стали, прилагается в отчете NIST (2011). Для полноты он восстановлен здесь на рис. 2. Можно идентифицировать дифференциацию морфологии по мере увеличения предела текучести (250–420 МПа), что происходит, когда микрофотографии упорядочены от (а) до (h). Все стали имеют микроструктуру феррит (белый) -перлит (серо-черный), за исключением (i), которая является закаленной и отпущенной сталью (наиболее вероятно, с отпущенной мартенситной морфологией) с пределом текучести 690 МПа.Подробный химический состав и дальнейшее описание также включены в соответствующую Техническую записку NIST (2011).

Рис. 2

Светооптические микрофотографии репрезентативных микроструктур девяти сталей при одинаковом увеличении. Стали заказываются от ( a ) до ( г ) путем увеличения измеренного предела текучести [NIST (2011)]

Исследования стержней и крупномасштабных моделей

Многие исследователи исследовали экспериментально и с помощью вычислений поведение стальных элементов или стальных конструкций в условиях пожара.Tondini et al. (2013), Sun et al. (2014), Song et al. (2010) и Чен и Янг (2008) сосредоточились на стальных и композитных элементах, а также на стальных соединениях в условиях комбинированного воздействия огня и нагрузки. Кроме того, в последнее время Vassart et al. (2012) и Johnston et al. (2016). Во всех случаях модели конечных элементов (КЭ) были разработаны и сопоставлены с соответствующими экспериментальными результатами. Почти каждое исследование, рассмотренное в данном разделе, касается высокопрочной или холодногнутой стали с прочностью более 460 МПа.Кроме того, наблюдается явное несоответствие прогнозов, сделанных по существующим стандартам. Последнее открытие существенно увеличивает вероятность возникновения пожара, критического условия нагружения при проектировании конструкций из высокопрочных и очень высокопрочных сталей.

Исследование Ванга (2004) внесло значительный вклад в определение поведения после продольного изгиба стальных колонн, удерживаемых в осевом направлении и нагруженных в условиях пожара. Поступательная пружина была введена в направлении элемента вместе с условиями нагрузки (т.е., начальная осевая нагрузка и возрастающая температура). Параметрическое исследование последовало для двух поперечных сечений, сочетающих начальную величину нагрузки колонны, жесткость удержания и жесткость ограничения разгрузки. Результаты показали, что вклад после продольного изгиба является значительным, в основном для тонких колонн с низкой начальной нагрузкой и высокой жесткостью ограничения (более 5% от осевой жесткости колонны). В нем был предложен упрощенный аналитический метод, надежность которого также проиллюстрирована.

Несколько параметров были исследованы Насером и Кодуром (2016) для определения результирующей разрушающей способности стальных балок в условиях пожара. Интересное наблюдение касается локальной нестабильности паутины, которая, как было установлено, имеет первостепенное значение, поскольку происходит до разрушения при изгибе. С другой стороны, существует значительная разница на кривой прогиба с учетом участия бетонной плиты.

Важность использования точных механических свойств при повышенных температурах также подчеркивается Ранавакой и Махендраном (2010).Влияние остаточных напряжений на предельную разрушающую нагрузку в случае деформационного коробления оказалось небольшим (менее 1%). Для моделирования остаточных напряжений при повышенных температурах была принята линейная зависимость уменьшения, предложенная Ли (2004).

Choe et al. (2016) сравнили подробные данные испытаний историй температуры и осевой нагрузки (включая образцы из высокопрочной стали с пределом текучести до 520 МПа для исходного материала) с соответствующими моделями напряжения-деформации, предложенными NIST и Еврокодом 3.Результаты показали, что Еврокод более консервативен в прогнозировании поведения продольного изгиба, поскольку его остаточные модули упругости при повышенных температурах меньше, чем у модели NIST. Кроме того, были предложены обновления для спецификаций AISC путем замены предела текучести и модуля коэффициентов сохранения упругости на основе модели напряженно-деформированного состояния NIST.

Хева и Махендран (2008) подчеркнули необходимость в новых руководящих принципах проектирования, предсказывающих поведение холодногнутой стали при повышенных температурах, поскольку до сих пор пропускная способность определялась в соответствии с рекомендациями по температуре окружающей среды с использованием соответствующих пониженных механических свойств.Это не формализованная процедура проектирования, учитывая, что холодногнутые элементы ведут себя иначе, чем горячекатаные стальные элементы. Действительно, этот приблизительный подход кажется консервативным для незащищенных участков, согласно экспериментальному исследованию, проведенному Хевой и Махендраном. В результате критический предел 350 ° C, рекомендованный Еврокодом (EC3-Part 1.2), при использовании эффективной ширины с соответствующими сохраненными механическими свойствами при температуре окружающей среды, способствует совершенно неэкономичной конструкции.

Другой важный крупномасштабный тест был проведен Johnston et al. (2016). Разрушение из-за плоского механизма внутреннего обрушения явно обеспечивается боковыми направляющими и облицовкой, в то время как асимметричный режим приписывается условиям неравномерного нагружения при пожаре. Колонны прогнулись на некотором расстоянии от стыков, при этом резьбовые соединения не вышли из строя. Кроме того, влияние жесткости соединения на температуру разрушения было изучено посредством анализа КЭ.Также было отмечено отсутствие каких-либо руководств по проектированию конструкций стальных портальных конструкций холодной штамповки в пограничных условиях пожара.

Стоит отметить, что современные коды должны учитывать поведение конструкции наряду с реалистичным прогнозом модели материала. Мотивационная работа в этом направлении была недавно опубликована Maraveas et al. (2017), описывая основные аспекты оценки состояния и восстановления стальных конструкций после пожара.

Какой материал имеет идеальную прочность металла?

Прочность металла материала, который вы используете для производства деталей, является очень важным фактором успеха и целостности продукта.Отсюда важность диаграммы прочности металла.

Например, для аэрокосмического проекта потребуется металл с большей прочностью, чем металл, необходимый для изготовления гаечных ключей или других инструментов. Использование металла неправильной прочности может иметь катастрофические последствия; это может привести к полному краху проекта или неисправности самолета. Таким образом, нужно делать правильный выбор.

Но как выбрать подходящую прочность металла для вашего проекта? Вы узнаете из этой статьи.

Общие свойства металлических материалов

Существуют разные показатели, по которым машинисты судят о прочности металлических материалов.Эти показатели также известны как прочность металла. Прочность можно определить как способность материала выдерживать напряжение без деформации. Металлы имеют разную прочность, поэтому не все металлы подходят для всех целей. Существуют различные типы прочности металла, в том числе:

Прочность на растяжение

Это максимальное количество растяжения или растяжения, которое металл может выдержать без серьезных повреждений. Это мера того, какое напряжение может выдержать металл.Если к металлу приложена внешняя сила и его предел текучести пройден, некоторые из возникающих деформаций будут постоянными и не могут быть отменены. Это предел прочности металла.

Прочность на растяжение далее делится на три части, а именно:

Предел текучести : это прочность, которую металл может выдержать без остаточной деформации. Также можно сказать, что это максимальная прочность, которую компонент может выдержать до пластической деформации. Инженеры и производители рассчитывают предел текучести, чтобы узнать максимальную нагрузку, которую может выдержать объект.

Графическое представление прочности на растяжение

Прочность на разрыв : это координата напряжения на кривой зависимости напряжения от деформации в точке разрушения.

Предел прочности : максимальное напряжение растяжения, сжатия или сдвига, которое конкретная единица площади металла может выдержать без разрушения или деформации. Другими словами, это максимальное напряжение, которое может выдержать металл.

Ударная вязкость

Это мера того, какое количество ударов или внезапно приложенной силы может выдержать металл до его разрушения.Ударная вязкость используется для измерения количества энергии, которое металл может поглотить, прежде чем он расколется, разорвется или повредится. Поэтому, если вам нужен металл для проекта и вам нужно знать количество энергии, которое он может поглотить, вам следует провести испытание на ударную вязкость.

Распространенное заблуждение состоит в том, что высокая ударная вязкость эквивалентна высокой степени твердости. Следовательно, материалы с высокой ударной вязкостью являются твердыми материалами. К сожалению, это не всегда так. Таким образом, высокая ударная вязкость не всегда означает высокую степень твердости.

Некоторые из факторов, влияющих на ударную вязкость материалов, включают температуру (повышение температуры увеличивает ударную вязкость), толщину материала (увеличение толщины снижает ударную вязкость) и радиус надреза (уменьшение радиуса надреза снижает ударную вязкость).

Ударная испытательная машина

Прочность на сжатие

Как звучит название, прочность на сжатие означает максимальное давление или сжатие, которое металл может выдержать без повреждений.Чтобы проверить прочность металла на сжатие, вам понадобится универсальная испытательная машина. Эта машина будет постепенно увеличивать нагрузку на металл, пока он не начнет деформироваться. Точка, в которой начинается деформация, — это прочность металла на сжатие.

Графическое представление прочности на сжатие

Диаграмма прочности металла

Есть несколько важных параметров, которые вы должны знать при выборе правильного металла для вашего проекта. К этим параметрам относятся предел текучести стали, предел прочности стали на разрыв, плотность, твердость и т. Д.Ниже приведена простая диаграмма прочности металлов, которую можно использовать для сравнения металлов:

900
Типы металлов Предел прочности (PSI) Предел текучести (PSI) Твердость по шкале B по шкале B) Плотность (кг / м³)
Нержавеющая сталь 304 90,000 40,000 88 8000
Алюминий 6061-T6 45,000 40,000 60 2720
Алюминий 5052-h42 33000 28000 2680
Алюминий 3003 22000 21000 от 20 до 25 2730
Сталь A36 58-80 000 36000 7800
Марка стали 50 65000 50 000 7800
Желтый Латунь 40,000 55 8470
Красная латунь 49,000 65 8746
Медь 28,000 10 8940
Фосфор Бронза 55000 78 8900
Алюминий Бронза 27000 77 7700-8700
Титан 63000 37000 80 4500
Таблица прочности металлов

Почему прочность является важным фактором?

Обработка — это не только получение любого доступного металла; речь идет об использовании правильного металла.Чтобы узнать, подходит ли материал для конкретной цели, вам следует учитывать один важный фактор — это его прочность. Знание прочности металла поможет сделать правильный выбор. Один из наиболее эффективных способов сравнить прочность металла — это использовать диаграмму прочности металла.

Прочность является важным фактором, поскольку от нее зависит, будет ли деталь вашей машины эффективно служить той цели, для которой она предназначена, или нет. Если вместо высокопрочного металла использовать металл с низкой прочностью, конструкция может легко деформироваться.Например, детали, необходимые для тяжелых машин, требуют металлов с высокой прочностью. В этом случае сталь или титан часто являются лучшим выбором для проекта. Как правило, сталь, титан, вольфрам и инконель считаются самыми прочными металлами. Поэтому их можно использовать там, где требуются металлы с высокой прочностью.

Например, использование низкопрочного металла для детали, предназначенной для использования в грузоподъемном кране, только нарушит целостность детали. Это сделает его бесполезным для использования по назначению и приведет к потере времени, усилий и ресурсов со стороны компании.

Кроме того, прочность металлов показывает, сколько ударов они могут выдержать, прежде чем деформируются или теряют форму. Это определяет, как долго могут прослужить детали, изготовленные из этих металлов. Это очень важно, особенно в тех частях, которые могут подвергаться ударам и ударам.

Следовательно, прочность является важным фактором, который следует учитывать, если вам нужен подходящий металл для вашего проекта.

Заключение

Прежде чем выбрать металл для реализации проекта, важно сначала ответить на два вопроса.Первый вопрос — какой цели должен служить металл, а второй — какую нагрузку должен выдержать металл. Ответить на второй вопрос можно, выполнив несложный инженерный расчет. После расчета результат определит, какой из металлов обладает необходимой вам прочностью.

Вам не нужно покупать все доступные металлы на рынке, чтобы протестировать один за другим, прежде чем найти металл с подходящей прочностью. Вы можете обратиться к таблице прочности металла.Там вы увидите различные металлы с соответствующими значениями прочности, включая предел прочности на разрыв, указанный в таблице стали.

RapidDirect Machining Services Домашняя страница RapidDirect

Вы все еще не уверены, какой материал лучше всего подходит для вас? Расслабьтесь, потому что RapidDirect здесь для вас. Мы понимаем, что сравнение того, какой материал использовать, может быть непростым; поэтому мы здесь, чтобы помочь вам. Мы даем профессиональные предложения в индивидуальном порядке, и наши услуги первоклассные.

Как только мы возьмем на себя ответственность за ваш проект, мы поможем вам выбрать лучшие материалы, которые идеально подходят для вашего производства деталей.

Мы — надежная фирма, предлагающая качественные и быстрые услуги по запросу. С нами вам не придется беспокоиться о потере времени. Мы знаем, что вы цените время, и мы тоже. Поэтому, как только вы обратитесь к нам за нашими услугами, мы как можно быстрее предоставим вам точное предложение.

RapidDirect понимает, что вам нужен отличный сервис и вы не хотите тратить много денег на его получение; поэтому мы предлагаем именно это.С нами вы получите исключительный сервис по очень конкурентоспособной цене. Наши услуги доступны по цене, и мы не идем на компромисс с качеством ни на одном этапе.

Вам не обязательно находиться в нашей фирме, чтобы выполнять свою работу. Все, что вам нужно сделать, это связаться с нами по электронной почте или загрузить файл САПР и получить коммерческое предложение.

Часто задаваемые вопросы

Q: Что означает прочность в металлах?

A: Прочность металлов означает, насколько хорошо металл может противостоять внешнему давлению или силе, не теряя своей первоначальной формы.

Q: В чем разница между прочностью и вязкостью металлов?

Прочность — это сопротивление металла невозвратной деформации, иначе называемой пластической деформацией. С другой стороны, ударная вязкость — это то, насколько хорошо металл может сопротивляться разрушению. Поэтому вязкость измеряется как энергия, необходимая для разрушения металла. Другими словами, первая — это необратимая деформация, а вторая — обратимая деформация.

Q: Какие металлы самые прочные?

A: Обычно сталь, титан, вольфрам и инконель считаются самыми прочными металлами.

Поделиться в социальных сетях …

Теги

Что такое предел прочности стали на растяжение

Компания All Metals & Forge Group, занимающаяся ковкой в ​​открытых штампах и производителем бесшовных катаных колец, предлагает широкий ассортимент стандартных и специальных металлов для всех типов применений на своем заводе по индивидуальной ковке. Пожалуйста, просмотрите наш полный список сплавов. Для получения дополнительной информации о металлургии и продуктовых линейках AM&FG. Вы также можете позвонить по телефону (973) 276-5000, отправить электронное письмо на адрес info @ steelforge.com, чтобы получить дополнительную информацию о многих услугах AM & FG или запросить расценки.

Предел прочности

Предел прочности стали


Предел прочности

Термин «прочность на растяжение» относится к величине растягивающего (растягивающего) напряжения, которое материал может выдержать до разрушения или разрушения. Предел прочности материала на растяжение рассчитывается путем деления площади испытываемого материала (поперечного сечения) на напряжение, приложенное к материалу, обычно выражаемое в фунтах или тоннах на квадратный дюйм материала.Прочность на растяжение — важная мера способности материала работать в приложении, и это измерение широко используется при описании свойств металлов и сплавов.

Предел прочности сплава на растяжение обычно измеряется путем помещения испытательного образца в зажимы машины для растяжения. Растягивающая машина прикладывает растягивающее усилие, постепенно разделяя челюсти. Затем измеряется и записывается величина растяжения, необходимого для разрушения образца для испытаний. Предел текучести металлов также может быть измерен.Предел текучести означает величину напряжения, которое материал может выдержать без остаточной деформации.

Верх


Предел прочности стали

Мы выбираем металлы для различных областей применения на основе ряда свойств. Одно из этих свойств — прочность на разрыв. В одних случаях металлы должны быть очень прочными, в других — относительно мягкими и пластичными. В некоторых случаях они должны быть сильными и выносливыми. Коррозионная стойкость, жаропрочность, свариваемость и обрабатываемость — это другие свойства, которые важны при выборе металла или сплава для конкретного применения.

Здесь мы рассмотрим свойства, которые больше всего связаны с техническими металлами и сплавами, а именно их предел текучести (Y.S.), предел прочности (U.T.S.), удлинение (EL%) и уменьшение площади (R.O.A.%).

Когда к испытательному образцу из прутка из металла или сплава прикладывается растягивающее напряжение, он деформируется или растягивается. До приложения определенной силы напряжения металл вернется к своей первоначальной длине. Если, например, мы прикладываем растягивающее напряжение к стальному или алюминиевому образцу, стержень вернется к своей исходной длине до тех пор, пока не будет приложено напряжение, достаточное для того, чтобы вызвать остаточную деформацию.Когда эта точка напряжения будет достигнута, поперечное сечение стержня уменьшится, и при дальнейшем увеличении напряжения стержень разорвется.

Напряжение, необходимое для возникновения остаточной деформации, известно как предел текучести металла, и до этого момента металл подвергается упругой деформации. Приложение дополнительного напряжения вызывает пластическую или остаточную деформацию до момента, когда металл больше не может выдерживать приложенное к нему напряжение и не разрушается. Значение напряжения, при котором происходит разрыв, является пределом прочности металла на растяжение.

При превышении предела текучести металл будет растягиваться и будет продолжать растягиваться до точки разрыва. Степень растяжения стержня перед разрывом является мерой пластичности металла, которая выражается как относительное удлинение. Точно так же уменьшение площади испытательного образца может быть определено как разница, выраженная в процентах от исходной площади, между первоначальной площадью поперечного сечения и площадью после деформации образца до точки разрыва.

Следует отметить, что приведенные выше определения и данные относятся к тем материалам, которые известны как пластичные материалы, или к тем материалам, которые способны выдерживать значительную деформацию перед разрывом. Хрупкие материалы или те материалы, которые являются хрупкими по своей природе или предназначены исключительно для обеспечения высокой прочности и твердости, практически не будут демонстрировать пластическую деформацию до разрыва, а их удлинение и уменьшение площади будут близки к нулю.

Предел текучести и предел прочности при растяжении металла выражаются в тоннах на квадратный дюйм, фунтах на квадратный дюйм или тысячах фунтов (KSI) на квадратный дюйм.Например, предел прочности на разрыв стали, способной выдерживать силу 40 000 фунтов на квадратный дюйм, может быть выражен как 40 000 фунтов на квадратный дюйм или 40 фунтов на квадратный дюйм (где K является знаменателем для тысяч фунтов). Предел прочности стали также может быть указан в МПа или мегапаскалях.

Свойства технических металлов и сплавов в большинстве случаев можно оптимизировать с помощью термической обработки, такой как закалка, отпуск или отжиг. Температуры, используемые во время такой термической обработки, будут определять свойства, полученные в готовом продукте.Вязкость, измеренная испытанием на удар по Изоду, значительно повышается за счет отпуска и отжига.

Испытание на удар IZOD — это стандартный метод ASTM (Американское общество испытаний и материалов) для определения ударопрочности материалов. Испытание аналогично испытанию на удар по Шарпи, но использует другой стандарт поверхности, чем испытание с V-образным надрезом по Шарпи.

Все методы испытаний конструкционных металлов и сплавов охватываются стандартами спецификации материалов ASTM.Каждая спецификация материала для металлического сплава включает предел прочности стали на растяжение, а также ее текучесть, удлинение и уменьшение значений площади.

Верх

Справочник классов

: Сталь A36 | Металл Супермаркеты

Сталь — один из наиболее распространенных металлов, используемых в конструкциях. Он прочный, вязкий, пластичный, поддается формованию и сварке. Поскольку доступно множество различных типов стали, каждый из которых обладает уникальными химическими и механическими свойствами, важно знать некоторые ключевые характеристики стали A36.

Химический состав

А36 — низкоуглеродистая сталь. Низкоуглеродистые стали классифицируются по содержанию углерода менее 0,3% по весу. Это позволяет легко обрабатывать, сваривать и формовать сталь A36, что делает ее чрезвычайно полезной в качестве стали общего назначения. Низкое содержание углерода также предотвращает сильное влияние термической обработки на сталь A36. Сталь A36 обычно содержит небольшое количество других легирующих элементов, включая марганец, серу, фосфор и кремний. Эти легирующие элементы добавляются для придания стали A36 желаемых химических и механических свойств.Поскольку A36 не содержит большого количества никеля или хрома, он не обладает отличной коррозионной стойкостью.

Обозначение

В отличие от большинства марок AISI, таких как 1018, 1141 или 4140, сталь A36 Американского общества испытаний и материалов (ASTM) не определяется по химическому составу. Вместо этого A36 обозначается механическими свойствами. Это означает, что, хотя в большинство марок должны быть добавлены сплавы, которые соответствуют определенному процентному соотношению, A36 должен соответствовать определенным механическим стандартам.Например, стальные стержни и пластины должны иметь минимальный предел текучести 36 000 фунтов на квадратный дюйм. Хотя есть некоторые требования к химическому составу, которым должна соответствовать сталь A36, наиболее важной характеристикой является требование предела текучести.

Другие механические свойства

Сталь

A36 может иметь предел прочности на разрыв от 58 000 до 79 800 фунтов на квадратный дюйм. Точный предел прочности при растяжении определяется множеством факторов, таких как химический состав и метод формования.A36 относительно пластичен и может удлиняться примерно до 20% от своей первоначальной длины при испытании на растяжение. Его пластичность и прочность также придают ему отличную ударную вязкость при комнатной температуре.

Механические свойства Имперская система Метрическая система
Предел прочности на разрыв 58,000 — 79,800 фунтов на кв. Дюйм 400 — 550 МПа
Предел текучести при растяжении 36,300 фунтов на кв. Дюйм 250 МПа
Удлинение при разрыве (в 200 мм) 20.0% 20,0%
Удлинение при разрыве (в 50 мм) 23,0% 23,0%
Модуль упругости 29 000 тысяч фунтов / кв. Дюйм 200 ГПа
Модуль объемной упругости (типичный для стали) 20 300 тысяч фунтов / кв. Дюйм 140 ГПа
Коэффициент Пуассона 0,260 0,260
Модуль сдвига 11,500 тысяч фунтов / кв. Дюйм 79,3 ГПа

Как делается A36

A36 производится аналогично большинству углеродистых сталей.Сначала в печи смешивают железную руду и уголь. Примеси выгорают, а в расплавленную сталь добавляют легирующие элементы. После достижения химического состава стали A36 она затвердевает в прямоугольный слиток. Сталь A36 обычно горячекатаная. Это означает, что слиток формуют до своих окончательных размеров с помощью валков, пока слиток находится при повышенной температуре.

Общее использование A36

Сталь

A36 используется во многих отраслях промышленности для различных целей из-за ее относительно невысокой стоимости.Кроме того, как уже упоминалось, механические свойства делают его особенно подходящим для применения в строительстве. Многие мосты построены из стали A36. Аналогичным образом, здания часто создаются из стали A36 из-за ее высокой прочности и прочности. Сталь A36 также используется для изготовления компонентов в автомобилестроении, строительстве, тяжелом оборудовании и нефтегазовой промышленности.

Обновление видео

Нет времени читать блог? Вы можете посмотреть наше видео с рейтингом ниже, в котором более подробно рассматривается этот широко используемый тип стали:

Metal Supermarkets — крупнейший в мире поставщик мелкосерийного металла с более чем 85 обычными магазинами в США, Канаде и Великобритании.Мы эксперты по металлу и обеспечиваем качественное обслуживание клиентов и продукцию с 1985 года.

В Metal Supermarkets мы поставляем широкий ассортимент металлов для различных областей применения. В нашем ассортименте: нержавеющая сталь, легированная сталь, оцинкованная сталь, инструментальная сталь, алюминий, латунь, бронза и медь.

Наша горячекатаная и холоднокатаная сталь доступна в широком диапазоне форм, включая пруток, трубы, листы и пластины. Мы можем разрезать металл в точном соответствии с вашими требованиями.

Посетите одно из наших 80+ офисов в Северной Америке сегодня.

требований к силе по классам

Требования к силе по классам

Предел текучести или предел рабочей нагрузки — это величина напряжения, которое материал может выдержать без остаточной деформации.

Предел прочности на разрыв — это максимальное осевое напряжение, которое может выдержать материал перед разрушением.

Все измерения прочности указаны в фунтах на квадратный дюйм (килограмм на квадратный дюйм). Чтобы найти фактический вес, который может выдержать болт, вам нужно будет умножить его на площадь поперечного сечения болта.1 тыс. Фунтов на квадратный дюйм = 1000 фунтов на кв. Дюйм

SAE Болты / Головки

SAE J429

Марка Материал Диапазон размеров Урожайность (тыс. Фунтов на кв. Дюйм) Растяжение (тыс. Фунтов на квадратный дюйм) Твердость
2 класс Углеродистая сталь 1/4 — 3/4 (7/8 — 1 1/2) 57 (36) 74 (60) B80-B100
класс 5 Углеродистая сталь 1/4 — 1 (1 1/8 — 1 1/2) 92 (81) 120 (105) C25-C34
класс 8 Легированная сталь 1/4 — 1 1/2 130 150 C33-C39
Розетки Легированная сталь 162 (153) 180 (170) C38-C45

Обычные марки нержавеющей стали

Другие классы

Марка Материал Диапазон размеров Урожайность (тыс. Фунтов на кв. Дюйм) Растяжение (тыс. Фунтов на квадратный дюйм) Твердость
304 S / S 304 1/4 — 1 1/2 40 85–150 B85-B95
316 нержавеющая сталь 316 1/4 — 1 1/2 40 85-140 B85-B95

ASTM

Марка Материал Диапазон размеров Урожайность (тыс. Фунтов на кв. Дюйм) Растяжение (тыс. Фунтов на квадратный дюйм) Твердость
A307 GR A Углеродистая сталь 1/4 — 4 60 B69-B100
A307 GR B Углеродистая сталь 1/4 — 4 60–100 B69-B95
F1554 GR 36 Углеродистая сталь 1/4 — 4 36 58-80
F1554 ГР 55 Углеродистая сталь 1/4 — 4 55 75-95
F1554 GR 105 Углеродистая сталь 1/4 — 3 105 125–150
A193 / A320 B8 S / S 304 30 75 B96
A193 / A320 B8M нержавеющая сталь 316 30 75 B96
A193 B7 Легированная сталь 1/4 — 2 1/2 (2 5/8 — 4) 105 (95) 125 (115) C35
A325 Углеродистая сталь 1 / 2-1 (1 1/8 — 1 1/2) 92 (81) 120 (105) C24-C35
A449 Углеродистая сталь 1/4 — 1 (1 1/8 — 1 1/2) 92 (81) 120 (105) C25-C34
A490 Легированная сталь 1/2 — 1 1/2 130 150-173 C33-C38

Метрическая

Марка Материал Урожайность (тыс. Фунтов на кв. Дюйм) Растяжение (тыс. Фунтов на квадратный дюйм) Твердость
4.6 Низкоуглеродистая сталь 35 58 B67-B95
5,8 Низкоуглеродистая сталь 60 75 B82-B95
8,8 Среднеуглеродистая сталь 92 120 C22-C34
10,9 Легированная сталь 136 150 C32-C39
12.9 Легированная сталь 159 176 C39-C44
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *