Пределы текучести сталей таблица: Таблица предела текучести марок сталей

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 σ_B. 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 Ψ_B не более 0,15, разница между экстраполированным пределом текучести определенным по кривым упрочнения при растяжении, и пределом прочности σ_B не превышает 3%, а при Ψ_B до 0,2 — не более 7%. При этом всегда должно быть меньше величины σ_B.

Теоретически установленную зависимость между и σ_B 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 Ψ_B доходит до 30%, это соотношение составляет 1,2-1,3.

П. Марковцем также была проведена большая работа по сопоставлению и σ_B 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 Ψ_B не превышает 15%.

Экспериментально определим взаимосвязь между экстраполированным пределом текучести при сжатии S₀ и σ_B. 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 σ_B независимо от марки изделия и вида, и режима предварительной обработки имеется линейная зависимость. Математическая обработка экспериментальных данных показывает, что S₀ в среднем меньше σ_B 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 σ_B в том смысле, что S₀ меньше σ_B 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 σ_B

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

.