Леговані сталі (з легуючими додатками).

Леговані сталі отримують з вуглецевих, вводячи легуючі додатки.

Вуглецеві сталі залежно від вмісту вуглецю (в % за масою) поділяють на три групи:

1) маловуглецеві (0,1…0,22% вуглецю) – використовують в будівельних конструкціях;

2) середньовуглецеві (0,25…0,5% вуглецю) – використовують в машинобудуванні;

3) високовуглецеві (0,6…1,2% вуглецю) – використовують в інструментальній промисловості.

Маловуглецева сталь має високу пластичність, хорошу здатність до зварювання, в неї відсутні тенденції до крихкого руйнування, що в повній мірі відповідає високим вимогам до сталей будівельних конструкцій. Підвищений вміст вуглецю (2 і 3 групи) хоча і збільшує міцність сталі, але одночасно робить її крихкішою і менш здатною до зварювання. Тому в будівельних конструкціях використовується лише маловуглецева сталь.

Леговані сталі залежно від сумарного вмісту легуючих додатків (в % за масою) поділяють на три групи:

1) низьколеговані (до 2,5% легуючих додатків);

2) середньолеговані (2,6…10%);

3) високолеговані (більше 10%).

В будівельних конструкціях використовують тільки низьколеговані сталі.

Маловуглецеві та низьколеговані сталі, які використовують в будівельних конструкціях, мають загальну назву – будівельні сталі.

 

Класифікація сталей

Будівельні сталі класифікують за механічними властивостями, за марками, за способами виробництва, за ступенем розкислювання та іншими ознаками.

За способами виробництва сталі бувають: мартенівські; конвертерні; електросталі.

За ступенем розкислювання сталі поділяють на: киплячі (кп); спокійні (сп); напівспокійні (пс).

Після того, як сталь виплавлена, її розливають спочатку в ковші, а потім у виливниці, де процес кипіння ще деякий час продовжується. Це кипіння супроводжується бурхливим виділенням газів (кисню), внаслідок чого сталь при охолодженні стає загазованою, неоднорідною, з великою кількістю пор і шлакових включень. Така сталь називається киплячою. Внаслідок низької якості застосування киплячої сталі в МК обмежується.

Якщо до розлитої в ковші сталі додати так звані розкислювачі (кремній, алюміній), то ці елементи, з’єднуючись з розчиненим в сталі киснем, зменшують його шкідливий вплив. Такий процес називається розкислюванням сталі. При розкислюванні сталь охолоджується спокійно, тому її називають спокійною. Вона має дрібнозернисту й більш однорідну структуру, краще зварюється, чинить опір динамічним навантаженням та крихкому руйнуванню, але стає дорожчою приблизно на 12%.

Проміжне положення за властивостями та вартістю між спокійною та киплячою сталлю займає напівспокійна сталь, в яку додають менше розкислювачів.

Маловуглецева сталь випускається спокійною, напівспокійною та киплячою; низьколеговані – в основному спокійною (окремі марки – напівспокійною).

Маловуглецеві сталі залежно від призначення поділяють на три групи постачання:

група А – гарантуються механічні властивості;

група Б – гарантується хімічний склад;

група В – гарантуються механічні властивості та хімічний склад.

Для несучих МК використовують тільки сталь групи В. Для нерозрахункових зварних елементів можна застосовувати сталь групи Б.

Сталь – це сплав заліза з вуглецем, процентний вміст якого завдяки особливій обробці зменшується до кількості, що не перевищує 1,2%. Основною сировиною для отримання сталі є білий чавун (існує білий і сірий чавун, білий – більш якісний, мілкозернистий), металобрухт та стальний скрап.

Найбільш розповсюджений спосіб отримання сталі – в мартенівських печах.

Конвертерний спосіб отримання сталі полягає в продувці через розплавлений чавун гарячої суміші повітря з киснем під тиском (подається з дна ванни). В результаті в розплавленому чавуні згоряє вуглець і шкідливі домішки. Залежно від складу внутрішньої вогнетривкої обкладки конвертера спосіб називається бессемерівським або томасівським. Для будівельних конструкцій використовується лише бессемерівський спосіб.

Найбільш якісна сталь отримується в спеціальних електропечах (але одночасно і найбільш дорога). Максимальна температура ~2200°С досягається за допомогою електродуги, що виникає між двома вугільними електродами. Переваги способу в тому, що в розплавлений метал не попадають шкідливі елементи з повітря і газу, як це має місце в перших двох способах.