Válcovaná výroba zahrnuje výrobu různých tříd konstrukčních ocelí, z nichž každá má individuální mechanické vlastnosti. V průběhu provozu jsou ocelové konstrukce vystaveny různým stupněm namáhání při ohybu a stlačování, tahu a nárazům a pouze stupeň jejich pevnosti a odolnosti závisí na mechanických vlastnostech kovů. Pro správné výpočty se používá speciální vzorec výpočtu.
Druhy deformace oceli
Těžkým strukturám musí být poskytnuta mimořádná pevnost a spolehlivost, a proto jsou na vlastnosti používané při výrobě kovů kladeny zvláštní požadavky.
Při výpočtu velikosti konstrukce hraje důležitou roli snížení hmotnosti konstrukce bez ztráty její únosnosti. Strukturální kovy používané pro výrobu kovových konstrukcí by měly mít dostatečně vysokou pevnost a dobrou tažnost.
Odolnost proti deformaci a lomu pod vlivem vnějšího zatížení do značné míry závisí na tom, s jakými vlastnostmi je kov vybaven . Při výrobě oceli dochází k deformaci ve dvou formách: elastická a plastová.
Jsou popsány různými vlastnostmi. Dnes se používá několik metod k testování vzorků kovů, které určují hodnoty proporcionality, pružnosti, tekutosti a dalších důležitých charakteristik.
Moderní definice oceli zní jako pevná slitina železa s uhlíkem, jehož procento určuje základní vlastnosti oceli. Čím vyšší je obsah uhlíku, kov je silnější a tvrdší, ale nižší viskozita a tažnost. Je proto důležité správně vypočítat poměr těchto ukazatelů pro výrobu některých výrobků z oceli. Každá skupina udělala označení jinak.
Konstrukční uhlíková ocel je označena písmeny St a digitálními označeními od 1 do 9, jakož i dvěma písmeny, v závislosti na metodě deoxidace kovu (st.3kp):
- kp - vroucí;
- ps - poloklid;
- cn je klidná.
Kvalitativní - ve dvouciferných číslech: 05.08.10, … 45 …, což ukazuje průměrné množství uhlíku ve složení oceli.
Mez kluzu oceli
Hranice meze proporcionality oceli určuje napětí, při kterém působí Hookeův zákon, podle kterého je deformace, ke které dochází v elastickém těle, úměrná síle, která na něj působí. Pokud se napětí změní, tento zákon ztrácí význam.
Důležitou fyzickou veličinou účastnící se vzorce při výpočtu pevnosti struktury je mez kluzu kovu . Když je fyzického limitu dosaženo kovem, může i nejmenší nárůst napětí prodloužit vzorek, který začíná vytékat, v důsledku toho pochází jeho označení. V tomto ohledu vykazuje mez kluzu ocel kritické napětí, když je materiál zdeformován již bez zvýšení zatížení.
Jednotka, ve které se měří mez kluzu, se bude jmenovat Pascal (Pa) nebo MegaPascal (MPa). Při překročení této meze vzorek dostává nevratné změny - různé stupně deformace, porušení strukturální struktury krystalové mřížky, různé plastické transformace.
Pokud průchozí bod prochází se zvýšením tahové hodnoty síly, je deformace kovu zvýšena . Na diagramu je to znázorněno ve formě vodorovné čáry, na které lze měřit napětí maximálně získané po zastavení zesílení zátěže. Tzv. Mez kluzu St3 je 2450 kg / m2.
Tento ukazatel se liší pro různé třídy oceli a může se lišit od použití různých teplotních podmínek a typů tepelného zpracování. Aby bylo možné přesně stanovit mez kluzu oceli, používá se tabulka, kde jsou v závislosti na třídách oceli uvedeny meze kluzu. Jako příklad lze uvést, že ocel 20 má mez kluzu 250 MPa a ocel 45 360.
Během zkoušení mají některé kovy v diagramu slabě vyjádřenou oblast tažnosti nebo zcela chybí, proto je na ně aplikována podmíněná pevnost v tahu.
Materiály, na které se vztahuje podmíněná mez kluzu, jsou hlavně zástupci vysoce uhlíkových a legovaných ocelí, duralu, litiny, bronzu a mnoha dalších.
Elastický limit
Velmi důležitou součástí mechanického stavu kovů je elastický limit oceli . S jeho pomocí je stanovena maximální přípustná úroveň zatížení během provozu kovu, když dochází k drobným deformacím při přijatelných hodnotách.
Konstrukční materiály samy o sobě musí kombinovat vysoké meze pevnosti v tahu, při kterých mohou odolávat silnému zatížení a musí mít dostatečnou pružnost, která zajistí nezbytnou tuhost zhotovené konstrukce. Elastický modul sám o sobě má stejnou velikost pod napětím a kompresí, ale má zcela odlišné elastické meze - takže stejně tuhé struktury mohou mít elastické rozsahy úplně odlišné.
V tomto případě kov v elastickém stavu nepřijímá makroplastické deformace, i když v jeho jednotlivých mikroskopických objemech se mohou dobře vyskytnout lokální deformace. Díky nim dochází k nepružným jevům, které vážně ovlivňují chování jednotlivých kovů ve stavu pružnosti.
V tomto případě vede statické zatížení ke vzniku hysteretických jevů, relaxaci a elastickému následku, zatímco dynamické zatížení vyvolává výskyt vnitřního tření.
V procesu relaxace dochází k neoprávněnému snížení stresu . To vede k projevu trvalé deformace, když aktivní zatížení již není platné. Když dojde k vnitřnímu tření, ztrácí se energie. To způsobuje nevratné účinky, které se vyznačují útlumem tlumení a vnitřním koeficientem tření.
Takové kovy aktivně tlumí vibrace a potlačují zvuk, například šedou litinu nebo volně vibrují, stejně jako zvonek bronz. Se zvyšující se teplotní expozicí se elasticita kovů snižuje.
Pevnost v tahu
Pevnost v tahu oceli, která se objevuje po průchodu mezí kluzu a umožňuje vzorku opět zahájit pevnost v tahu, je na grafu zobrazena čarou, která stoupá dutěji.
Fáze dočasného odporu přichází do působící konstantní zátěže. Při použití maximálního napětí v bodě maximální pevnosti vznikne řez, kde se plocha průřezu zmenší a krk se výrazně zužuje.
V tomto případě se zkušební vzorek zlomí v nejužším místě, jeho napětí se sníží a hodnota síly se sníží. Pevnost v tahu pro umění. 3 je 4 000 až 5 000 kg / m2.