Ударной обработкой 6 страница

Пережог (железняк) отличается повышенной плотностью, теплопроводностью и, как правило, имеет искажённую форму. Такой кирпич чернеет, оплавляется, теряет чёткие размеры, его «распирает» изнутри. Но если он не нарушил своей формы, а чёрной оказалась только сердцевина, то он наоборот становится более прочным.

Известковые включения (дутики) при действии влаги разрушают кирпич.

Весьма распространённым и коварным видом брака на кирпичных стенах являются высолы в виде белых пятен и разводов. Образуются они в результате миграции солей из кладочного раствора, кирпича, грунтовых вод и даже воздуха. Чтобы избежать высолов, надо использовать более густой раствор, не размазывать его по фасадной части, не вести кладку во время дождя, как можно быстрее подводить здание под крышу и т.д.

Водопоглощение кирпича и камней керамических должно быть не менее 6…8 % в зависимости от вида и марки кирпича. При меньшем водопоглощении кирпич получается более тяжелым, менее воздухопроницаем и более теплопроводен. Кроме того, с ним плохо сцепляется строительный раствор.

Плотность кирпича полнотелого составляет 1700…1900 кг/м³, пустотелого 1400…1650 кг/м³, теплопроводность – 0,7…0,8 Вт/(м·К).

4.3 Изделия для внешней и внутренней облицовки

К изделиям для облицовки фасадов зданий относят кирпич и камни лицевые, мелкоразмерные фасадные плитки и ковровую керамику, крупноразмерные облицовочные плиты, архитектурные и фасонные детали для устройства сливов, карнизов и др. Они не только придают декоративность зданиям и сооружениям, но и защищают конструкции от внешних воздействий, т.е. повышают их долговечность.

Лицевые керамические кирпич и камни имеют однородный цвет, строго правильную форму и гладкие ровные лицевые поверхности (тычок и ложок). К таким изделиям относят также фактурный (рельефный) и фасонный (фигурный или профильный) кирпич.

У фактурного кирпича ложковая и тычковая поверхности имеют рисунок. Это может быть просто повторяющийся вдавленный рельеф, обработка под мрамор, дерево, «антик» или специально потертые неровные грани (по выбору заказчика). По виду отделки лицевой поверхности они могут быть также торкретированные, ангобированные, глазурованные, двухслойные и др.

Фасонный кирпич имеет скругленные углы и ребра, скошенные или криволинейные грани. Он может быть угловой и полукруглый или П-образный. Применяется для кладки сложных форм (арок, колонн).

Кирпич и камни лицевые должны сочетать в себе свойства как отделочных так и конструкционных материалов. Кроме того, к таким изделиям предъявляются повышенные требования по плотности, морозостойкости, водостойкости, водопоглощению и прочности. Марка лицевого кирпича по прочности должна быть, как правило, на одну ступень выше марки изделий основной кладки.

Керамическую плитку получают из смеси глины, кварцевого песка и других компонентов, спрессованной и обожженной при высокой температуре. В зависимости от исходного сырья она может быть: из красной, белой или цветной массы, фаянсовой или фарфоровой смеси и др. По технологическим параметрам ее можно подразделить на: одинарного и двойного обжига, керамический гранит, гресс, клинкерную, котто и др. Может быть глазурованной и неглазурованной.

Плитку двойного обжига «бикоттура» (от итальянского «bicottura») получают одним из древнейших способов производства глазурованных керамических изделий – сначала глиняную смесь прессуют, обжигают, затем на поверхность черепка наносят глазурь и обжигают второй раз.

Плитку одинарного обжига «монокоттура» (от итальянского «monokottura») получают по более современной технологии практически вытесняющую технологию двойного обжига. Глиняную смесь прессуют, подсушивают, наносят на поверхность глазурный состав и обжигают все за один раз. Она имеет более плотное строение и соответственно более высокие прочностные характеристики. Однако в процессе производства монокоттура подвергается повышенной усадке, а, следовательно, имеет незначительные расхождения в размерах. Поэтому в продажу она поступает разделенной на партии по калибру.

Производство керамического гранита или керамогранита (от итальянского «gres porcellanato») представляет собой одну из новейших технологий в керамическом производстве и ее наивысшую стадию развития. Керамогранит получают из смеси двух глин высокого качества с добавлением кварца, полевого шпата и природных пигментов. Смесь прессуют под очень высоким давлением, подсушивают и обжигают при высоких температурах, какие только возможны в производстве керамики. Сырье при этом спекается, образуя монолит. В результате получается витрофицированный, очень плотный и прочный черепок с рисунком на всю глубину.

Производство керамогранита практически повторяет процесс формирования природного камня – гранита. Поэтому керамогранит является альтернативой природному граниту, но более дешевой и одновременно с более высокими качественными показателями. Водопоглощение керамогранита менее 0,05%, что ниже, чем у любого природного камня. Керамогранит обладает повышенной стойкостью к истиранию, устойчив к износу и агрессивным средам, не меняет цвет и не выгорает на солнце.

Размеры изделий из керамогранита могут быть от самых маленьких плиток (5х5 см) до наиболее популярных (20х20, 30х30, 40х40 см) и большеформатных плит (60х60, 60х120 и 120х180 см).

В Республике Беларусь керамический гранит выпускается по классической итальянской технологии, и получил название – грес. На белорусском рынке гамма производства керамического гранита «грес» весьма разнообразна. Он отличается как по типу поверхности: матовый; полированный; полуполированный; имитирующий поверхность, обработанную воском, с фактурой «старого камня» и др., так и по технологии изготовления поверхности: кислотное травление; использование штампов, изначально имитирующих разные типы поверхностей и т.д. Сегодня керамогранит может имитировать любой природный камень, его рисунок или фактуру скола. Есть даже «античные» серии, в которых керамограниту придают следы потертостей, образующихся от длительного хождения по камню.

Самые смелые и красивые дизайнерские идеи таких технологий воплощены в плитках серий «Лаванья» и «Сальта».

Клинкер (от итальянского “clinker”) выпускается в виде кирпича и плитки. Получают, как правило, из тугоплавких глин. Обжиг ведут при более высоких температурах (до спекания).

Клинкерный кирпич имеет повышенную морозостойкость (F50 и более), а прочность – не ниже марки М400. Применяется для облицовки цоколей и фасадов зданий, мощения дорог, улиц, дворов и полов промышленных зданий.

Клинкерная плитка выпускается глазурованной и неглазурованной одинарного обжига. Получают ее путем экструзии (продавливания через определенную форму) или методом прессования. В результате она приобретает достаточно высокие механические показатели, а экструзия позволяет получать плитку или конструктивные элементы сложной геометрической формы (уголки, цоколи, ступени, соединительные детали, водостоки и т.п.).

Котто (от итальянского “JnCotto”) представляет собой пористую плитку, получаемую путем экструзии из красной глины и одинарного обжига. Чаще всего она не глазуруется и имеет разнообразную натуральную окраску в пределах терракотовой гаммы (желтый, розовый, красный, коричневый оттенки). В коллекцию такой плитки может входить набор элементов самой разнообразной формы и размеров. Как правило, после укладки изделий котто их покрывают защитными составами (гидрофобными или восковыми мастиками) во избежания появления различных пятен

Мелкоразмерные фасадные плитки производят в широком ассортименте размеров, формы, цветов и фактуры лицевой поверхности. Их применение даёт возможность архитекторам обеспечить высоких художественный уровень отделки зданий и сооружений и разнообразить архитектурную выразительность наших городов. Рынок керамической плитки на сегодняшний день способен удовлетворить любые проектные требования: от больших объектов промышленного строительства до благоустройства отдельно взятой квартиры. Причём деление таких изделий «для наружной и внутренней облицовки» чисто условно.

Получают их, как правило, из многокомпонентной шликерной массы либо методом литья на конвейере, либо шликерную массу предварительно обезвоживают. Из полученного пресспорошка прессуют плитки, сушат и обжигают. Такие плитки выпускаются различных цветов и оттенков, с рисунком и без, как глазурованные, так и неглазурованные. Плитки меньших размеров могут набираться в ковры (ковровая керамика) т.е. наклеиваться лицевой стороной на бумагу. С одной стороны это облегчает работу при отделке фасадов, с другой даёт возможность получать определённые рисунки.

Крупноразмерные плитки от 500х500мм и более имеют плотный, полностью спёкшийся черепок с очень низким водопоглощением. Они характеризуются высокой морозостойкостью и износостойкостью. К разновидностям таких изделий можно отнести терракоту – изделия в виде плит, частей колон, наличников и других архитектурных деталей. По свойствам (долговечности и декоративности) терракота незначительно уступает природному камню, но значительно менее трудоёмка в производстве.

Плитки для внутренней облицовки условно можно разделить на две группы – для облицовки стен (СТБ 1354) и для покрытия полов. Учитывая условия применения, требования по морозостойкости к таким изделиям не предъявляются, но зато предъявляются более высокие требования по внешнему виду и точности размеров.

Плитки для стен в зависимости от сырьевой смеси и технологии изготовления различают майоликовые и фаянсовые.

Майоликовые плитки изготовляют из беложгущихся высокопластичных глин с добавлением мела. Черепок у таких плиток пористый. Поэтому после обжига лицевую поверхность их глазуруют с повторным обжигом. Слой глазури обеспечивает плиткам полную водонепроницаемость и высокие декоративные качества. Майоликовые плитки толще фаянсовых почти в 2 раза (12мм и более).

Фаянсовые плитки делают из огнеупорных глин с добавками кварцевого песка и полевого шпата, понижающего температуру плавления. Лицевая сторона тоже покрывается глазурью. По форме такие плитки выпускаются квадратные, прямоугольные и фигурные различных цветов, оттенков и рисунков. Толщина их, как правило, 4…6мм. Кроме плиток выпускают встроенное оборудование (полочки, мыльницы, вешалки) и фасонные элементы. До недавнего времени такую плитку коробчатой формы называли «кафельной» от немецкого «Kachel» и использовали для облицовки печей. Русское название – «изразцы».

Не рекомендуется использовать такую плитку для настилки полов (глазурь легко царапается) и для наружной облицовки (пористый черепок зимой быстро вызовет разрушение плиток).

К архитектурной керамике последнего поколения относят плитку «гидротект» (японское ноу-хау). В процессе обжига такой плитки на ее поверхность наносится двуокись титана (ТiО2), которая, выступая в роли катализатора, вызывает реакцию между светом, кислородом и водой, содержащимися в воздухе. В результате образуется активный кислород и создается гидрофильная поверхность, которая может разлагать микроорганизмы (грибки, водоросли, мхи и т.п.), самоочищаться от загрязнений (масло, жир и др.), устранять неприятные запахи (например, выхлопные газы и т.п.), быть токопроводной и иметь ряд других свойств. При этом она имеет богатейшую палитру цветов (более 15 тыс. оттенков). Используется как для внутренней так и наружной облицовки стен зданий и сооружений различного назначения.

Керамические плитки для полов чаще всего используются в зданиях, где предъявляются повышенные требования к чистоте пола, с сырым режимом эксплуатации и повышенными гигиеническими требованиями, интенсивным движением, а также для архитектурного оформления помещений (вестибюли общественных зданий, холлы и т.д.). Появление в настоящее подогреваемых полов ещё больше расширяет круг помещений с использованием керамических плиток.

Изготавливают их из тугоплавких и огнеупорных глин с добавками каолина, кварцевого песка и красителей чаще всего методом сухого прессования и обжигом до полного спекания. Такие плитки практически не должны иметь пор. До недавнего времени их называли «метлахские». В настоящее время по свойствам они ближе к керамическому граниту (грес).

По устойчивости к поверхностному истиранию напольные керамические плитки согласно Европейским нормам подразделяются на группы (классы): от группы 1 (PEI I) до группы 5 (PEI V). Испытания предусматривают вращение на поверхности плитки специального абразивного материала (корунда). Для класса (PEI I) не должно быть следов на поверхности плитки после 150 оборотов. Такая плитка рекомендуется для ванных комнат и помещений, где не ходят в уличной обуви. Для класса (PEI V) не должно быть следов после 12000 оборотов. Плитки данной группы пригодны к применению в помещениях с движением любой интенсивности (бары, магазины, супермаркеты, аэропорты, станции метро и др.).

4.4 Санитарно-керамические изделия

Санитарно-техническую керамику (ванны, раковины, унитазы, умывальники, трубы, химическая посуда и т.п.) изготавливают из фаянса, полуфарфора и фарфора.

Фаянс получают из беложгущихся глин, кварца и полевого шпата. После формования высушенное изделие подвергают первичному обжигу так называемому «бисквитному». Затем на поверхность наносится глазурная масса и производится повторный обжиг. Фаянсовый черепок имеет большую пористость и высокое водопоглощение.

Фарфор получают из тех же исходных материалов, но в составе содержится больше полевого шпата и меньше кварца. Обжиг ведут при более высокой температуре. В результате у фарфора более плотный, весьма прочный и полностью спёкшийся черепок, просвечивающийся в тонком слое. Фарфоровые изделия тоже покрываются глазурью.

Полуфарфор занимает промежуточное положение между фаянсом и фарфором по составу, технологии получения и физико-механическим свойствам.

4.5 Кровельные изделия

К кровельным керамическим изделиям относят натуральную черепицу (СТБ 1184) и керамический сланец «ардогрес».

Сырьём для производства черепицы служат те же глины, что и для кирпича, только с более высоким качеством их подготовки. Технология изготовления черепицы в основном аналогична технологии изготовления кирпича. Выпускается различных типоразмеров и конфигурации – штампованная пазовая, ленточная пазовая, ленточная плоская, коньковая, разжелобочная, концевая, специальная и др. Стандартом предусмотрены определённые требования к внешнему виду, прочности, морозостойкости, массе в насыщенном водой состоянии и др.

К положительным качествам черепицы относят долговечность (срок службы 100 и более лет), экологичность, водонепроницаемость, простота монтажа и реконструкции, хорошая вентилируемость кровли, стойкость к биологическому воздействию солнечной радиации, хорошая звукопоглощающая способность, экономичность эксплуатации, богатая цветовая гамма и др.

К недостаткам черепицы относятся необходимость большого уклона (не менее 30%) кровли и значительный вес, что требует особой прочности стропил и высокая трудоёмкость работ.

Ардогрес относится к новым видам керамического кровельного материала, имитирующего кровельные плитки из природного сланца. Получают по технологии керамического гранита.

К керамическим изделиям специального назначения относят огнеупорные и кислотостойкие изделия, кирпич для дымовых труб, керамические и дренажные трубы, клинкерный дорожный кирпич, керамические краски, теплоизоляционные изделия, керамзит, аглопорит и др.

Глава 5. МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ, СТРОИТЕЛЬНЫЕ ИЗДЕЛИЯ ИЗ НИХ

5.1 Общие сведения

Металлы являются самыми древними материалами, которые открыло человечество и начало широко использовать. Вначале это были самородные металлы – золото, серебро, медь. Позднее (с 1V тыс. до н. э.) стали применять метеоритное железо. Плавка железа была изобретена примерно за 3550 лет до Рождества Христова египтянами. Добыча и обработка железной руды относятся ко II тыс. до н. э. А термин «металл» происходит от греческого «metallon», обозначавшего копи, рудники.

В настоящее время металлами называют кристаллические вещества с закономерным расположением атомов в узлах пространственной решетки. К ним относится около 75% элементов периодической таблицы Д. И. Менделеева.

Характерными свойствами металлов являются: высокая прочность; способность к значительным пластическим деформациям, что дает возможность обрабатывать их давлением (прокатка, ковка, штамповка, волочение); хорошие литейные свойства; свариваемость; выносливость (способность работать при низких и высоких температурах); высокие тепло- и электропроводность; особый блеск, называемый металлическим и др.

Вместе с тем металлы обладают и существенными недостатками: имеют большую плотность, при действии различных газов и влаги коррозируют, а при высоких температурах значительно деформируются.

Истинная плотность большинства металлов больше 5 г/см³ и их условно называют тяжелыми. Металлы с плотностью меньше 5 г/см³ - легкими. Весьма легким металлом является калий (плотность – 0,86 г/см³), самым тяжелым – осмий (плотность – 22,5 г/см³).

Не защищенная от действия влажной атмосферы, а иногда и загрязненной агрессивными газами, сталь, например, коррозирует (окисляется), что постепенно приводит к ее полному разрушению. При неблагоприятных условиях это может произойти через два-три года.

Алюминиевые сплавы, хотя и обладают значительно большей стойкостью против коррозии, тем не менее, при неблагоприятных условиях, тоже коррозируют. Хорошо сопротивляется коррозии чугун.

Сталь при температуре +200^оС начинает терять свои упругие свойства (уменьшается модуль упругости), а при t=+600^оС полностью переходит в пластическое состояние.

Алюминиевые сплавы переходят в пластическое состояние уже при t=+300^оС. Поэтому металлические конструкции зданий, опасных в пожарном отношении, должны быть защищены огнестойкими облицовками (специальными покрытиями, бетоном, керамикой и т.п.). По степени огнезащитной эффективности (время достижения металлом критической температуры в +500^оС) металлические конструкции подразделяются на шесть групп – от 6^ой – не менее 30 минут до 1^{ой –} не менее 150 минут.

Из всех металлов наибольшее применение получило железо. Однако в строительстве обычно применяют не чистые металлы, а сплавы. Они представляют собой сложные вещества из нескольких элементов – металлов, а также в смеси с элементами – неметаллами, главным образом углеродом и кремнием. В настоящее время известно более 10 тыс. используемых в промышленности сплавов. Свойства сплавов обычно резко отличаются от свойств чистых исходных металлов и их можно регулировать.

Сплавы подразделяются на черные и цветные. Наибольшее распространение в строительстве получили сплавы на основе черных металлов – железоуглеродистые (стали и чугуны). На их долю приходится около 95% производимой в мире металлопродукции. Среди цветных металлов первое место по применению в строительстве занимают алюминиевые сплавы. Далее – медь, бронза, латунь и др. (рис. 5.1).

5.2 Основы технологии черных металлов

5.2.1 Производство чугуна

Чугун является первичным продуктом переработки железных руд. Получают его в доменных печах термической обработкой (нагревом до температуры 1900^оС) шихты – смеси железной руды, твердого топлива (кокса) и флюса.

Железная руда состоит из рудного минерала (обычно в виде оксидов Fe₂O₃ и Fe₃O₄), пустой породы, не содержащей железа (кварцит, песчаник, известняк) и примесей. Для выплавки чугуна используют красный, бурый, магнитный и шпатовый железняки, содержащие 30…70% железа в виде оксидов Fe₂O₃ или Fe₃O₄.

Флюсы – это материалы минерального происхождения, вводимые в шихту для понижения температуры плавления, образования шлака и регулирования его состава. Они способствуют также переходу вредных для металла примесей в шлак.

Выплавляемые в доменных печах чугуны по назначению подразделяют на передельные, литейные и специальные, а в зависимости от вида излома, обусловленного степенью графитизации, - белый, серый и половинчатый.

Передельный чугун (белый) предназначен для переработки в сталь, а также для получения ковкого чугуна. На долю таких чугунов приходится свыше 80% всей продукции доменных печей. В структуре передельного чугуна углерод находится в связном состоянии в виде цементита – твердого и хрупкого соединения. Излом такого чугуна серебристого цвета, поэтому его называют белым.

В литейных (серых) чугунах углерод находится в свободном состоянии в виде графита, который образуется в результате распада хрупкого цементита. Графитовые включения и делают цвет излома серым. Чем излом темнее, тем чугун мягче. Его выпускают шести марок – от Л1 до Л6, различающихся содержанием кремния и углерода.

Чугуны по ряду показателей уступают стали (более низкие механические свойства), но дешевле стали, хорошо сопротивляются коррозии и обладают высокими литейными свойствами. Из серого чугуна изготовляют отдельные элементы строительных конструкций, в частности, башмаки под колонны, тюбинги для тоннелей, опорные части железобетонных ферм и балок, санитарно-технические изделия (ванны, мойки, канализационные трубы).

5.2.2 Производство стали

Способ плавления стали в вагранках изобрели металлурги Южной Индии около около 300 года до н.э. В настоящее время производство стали, основано на удалении из чугуна части углерода и примесей. В сравнении с чугуном сталь обладает лучшими механическими свойствами, что и обусловлено меньшей концентрацией в ней углерода и нормальных примесей (кремния, марганца, серы и фосфора). Для получения стали используют шихту, в состав которой входят передельный чугун и стальной лом, а также шлакообразующие вещества, раскислители и легирующие добавки.

Применяют конвертерный, мартеновский и электроплавильный способы производства стали. В настоящее время используют, в основном, кислородно-конвертерный процесс выплавки стали. Он заключается в продувке жидкого чугуна технически чистым кислородом.

В конце плавки сталь раскисляют, т.е. восстанавливают, вводя в расплав вещества, более энергично соединяющиеся с кислородом, чем железо. Такие вещества называют раскислителями. Чем лучше раскислена сталь, тем меньше она вскипает и тем выше ее механические свойства.

Полностью раскисленную сталь называют спокойной (сп), частично раскисленную – полуспокойной (пс) и мало раскисленную – кипящей (кп).

Спокойная сталь в слитке имеет плотное и однородное строение, более качественная и дорогая. Она применяется для изготовления ответственных конструкций, подвергающихся статическим и динамическим воздействиям.

Кипящая сталь оказывается более засоренной газами и менее однородной. Имея достаточно хорошие показатели по пределу текучести и временному сопротивлению, она хуже сопротивляется старению и хрупкому разрушению (уже при t= -10^оС проявляет хрупкость). Удовлетворительно обрабатывается, сваривается и дешевле спокойной.

Полуспокойная сталь по качеству и стоимости занимает промежуточное положение между кипящей и спокойной.

В процессе разливки выплавленной стали могут образоваться усадочные раковины и другие дефекты. Для их сокращения используют особые приемы разливки.

5.2.3 Термическая и химико-термическая обработка стали

В целях изменения структуры, химического состава поверхности изделий и получения более высоких или специально заданных свойств стали подвергают термической (тепловой) или химико-термической обработке.

К основным видам термической обработки относят отжиг, нормализацию, закалку и отпуск стали. Они заключаются в изменении структуры стали путем предварительного нагрева до заранее определенных температур, некоторой выдержке при этих температурах и последующего охлаждения по заданному режиму.

К химико-термической обработке стали относят цементацию, азотирование, цианирование и диффузионную металлизацию. Осуществляется это путем предварительного насыщения поверхности обрабатываемых изделий различными элементами (С, N, Al, Si, Cr и др.) с последующей термической обработкой. Проникая в основную решетку металла, атомы элементов образуют твердый раствор внедрения или замещения, либо химические соединения. В результате поверхностные слои стали упрочняются (повышается твердость, усталостная прочность, износостойкость и т.п.), изменяются физико-химические и другие свойства (коррозионные, фракционные и т.д.).

5.3 Свойства сталей

Качество стали, применяемой при изготовлении металлических конструкций, определяется механическими свойствами, свариваемостью и коррозионной стойкостью. Зависят они от химического состава, вида термической обработки, технологии прокатки и других факторов.

К механическим свойствам относят прочностные и деформативные, твердость, ударную вязкость и др.

Прочностные и деформативные свойства стали обычно определяются испытанием стали на растяжение. При этом строится диаграмма «напряжение-деформация». Сталь, как и другие металлы, ведет себя как упруго-пластичный материал (рис.5.2). В начале испытаний деформации у стали пропорциональны напряжениям. Максимальное напряжение, при котором сохраняется эта зависимость, называется пределом пропорциональности s_у (при этом напряжении остаточные деформации не должны превышать 0,05 %).

При дальнейшем повышении напряжения начинает проявляться текучесть стали – быстрый рост деформаций при небольшом подъеме напряжений. Напряжение, соответствующее началу течения, называют пределом текучести s_т.

Затем наступает некоторое замедление роста деформаций при подъеме напряжений («временное упрочнение»), после чего наступает разрушение образца. Наибольшее напряжение называется временным сопротивлением s_в, что является фактическим пределом прочности стали (R _р).

Относительное удлинение стали e в момент разрыва характеризует ее пластичность. Оно рассчитывается по формуле

(5.1)

где l ₀– начальная длина расчетной части образца, мм; l ₁– длина этой части в момент разрыва образца, мм.

Испытание на растяжение является основным при оценке механических свойств сталей. Модуль упругости стали составляет 2,1·10⁵МПа.

Твердость сталей определяют на твердомерах Бринелля (НВ) или Роквелла (НR) по величине вдавливания индентера (закаленного шарика или алмазной пирамидки) в испытуемую сталь. Твердость вычисляют в МПа с указанием метода испытаний. Твердость поверхности стали можно повышать специальной обработкой (например, цементацией – насыщением поверхностного слоя стали углеродом или закалкой токами высокой частоты).

Ударная вязкость – свойство стали противостоять динамическим (ударным) нагрузкам. Ее значение определяют по величине работы, необходимой для разрушения образца на маятниковом копре. Ударная вязкость зависит от состава стали, наличия легирующих элементов и заметно меняется при изменении температуры. Так, у Ст3 ударная вязкость при +20^оС составляет 0,5...1 МДж/м², а при –20^оС – 0,3...0,5 МДж/м².

5.4 Углеродистые и легированные стали

По химическому составу стали подразделяют на углеродистые и легированные.

Углеродистой называют нелегированную сталь, содержащую 0,04...2 % углерода. Кроме того, в состав стали входят постоянные примеси – кремний и марганец и вредные – фосфор и сера (их содержание не должно превышать 0,05...0,06 %). В зависимости от содержания углерода такие стали делятся на низко- (до 0,25 % углерода), средне- (0,25...0,6 %) и высокоуглеродистые (свыше 0,65 %). С повышением содержания углерода уменьшается пластичность и повышается твердость стали; прочность ее также возрастает, но при содержании углерода более 1 % вновь снижается. Повышение прочности и твердости стали объясняется увеличением содержания в стали твердого компонента – цементита.

По назначению углеродистые стали подразделяют на конструкционные и инструментальные.

Конструкционные стали содержат углерода не более 0,65 %. Их подразделяют на стали обыкновенного качества, качественные и специальные.

Сталь углеродистую обыкновенного качества (ГОСТ 380) изготовляют следующих марок: Ст0, Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп, Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, Ст3Гпс, Ст3Гсп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Ст5пс, Ст5сп, Ст5Гпс, Ст6пс, Ст6сп. Буквы «Ст» обозначают «Сталь», цифры – условный номер марки в зависимости от химического состава, буква «Г» - марганец при его массовой доле в стали 0,80% и более, буквы «кп», «пс» и «сп» - степень раскисления стали. С увеличением номера возрастает прочность стали и уменьшается ее пластичность. Такая сталь предназначена для изготовления горячекатаного (сортового, фасонного, тонко- и толстолистового, широкополосного) и холоднокатаного (тонколистового) проката и других видов изделий.