Výroba valcovania zahŕňa výrobu rôznych druhov konštrukčných ocelí, z ktorých každá má individuálne mechanické vlastnosti. V priebehu prevádzky sú oceľové konštrukcie vystavené rôznym stupňom namáhania pri ohybe a stlačení, napätí a nárazoch a iba stupeň ich pevnosti a odolnosti závisí od mechanických vlastností kovov. Na správne výpočty sa používa špeciálny vzorec výpočtu.
Druhy deformácie ocele
Ťažkým konštrukciám musí byť poskytnutá mimoriadna pevnosť a spoľahlivosť, a preto sa na vlastnosti používané pri výrobe kovov kladú osobitné požiadavky.
Pri výpočte veľkosti konštrukcie hrá dôležitú úlohu pokles hmotnosti konštrukcie bez straty jej únosnosti. Konštrukčné kovy používané na výrobu kovových štruktúr by mali mať dostatočne vysokú pevnosť a dobrú ťažnosť.
Odolnosť proti deformácii a lomu pod vplyvom vonkajšieho zaťaženia do značnej miery závisí od toho, s akými vlastnosťami je kov vybavený . Pri výrobe ocele dochádza k deformácii v dvoch formách: elastická a plastická.
Sú opísané rôznymi charakteristikami. Dnes sa na testovanie vzoriek kovov používa niekoľko metód, ktoré určujú hodnoty proporcionality, pružnosti, tekutosti a ďalších dôležitých charakteristík.
Moderná definícia ocele znie ako pevná zliatina železa s uhlíkom, ktorej percento určuje základné vlastnosti ocele. Čím vyšší je obsah uhlíka, kov je silnejší a tvrdší, ale nižšia viskozita a ťažnosť. Preto je dôležité správne vypočítať pomer týchto ukazovateľov pre výrobu určitých výrobkov z ocele. Každá skupina urobila označenie inak.
Konštrukčná uhlíková oceľ je označená písmenami St a digitálnymi označeniami od 1 do 9, ako aj dvoma písmenami, v závislosti od metódy deoxidácie kovu (st.3 kp):
- kp - var;
- ps - polo-pokoj;
- cn je pokojná.
Kvalitatívne - dvojciferne: 05.08.10, … 45 …, čo znamená priemerné množstvo uhlíka v zložení ocele.
Medza klzu ocele
Hraničná hranica proporcionality ocele určuje napätie, pri ktorom pôsobí Hookeov zákon, podľa ktorého je deformácia, ktorá sa vyskytuje v elastickom tele, úmerná sile, ktorá naň pôsobí. Ak sa napätie zmení, tento zákon stráca význam.
Dôležitým fyzikálnym množstvom, ktoré sa zúčastňuje na vzorci pri výpočte pevnosti konštrukcie, je medza klzu kovu . Keď sa dosiahne fyzikálna medza kovom, aj najmenšie zvýšenie napätia môže predĺžiť vzorku, ktorá začína tečieť, v dôsledku čoho pochádza jej označenie. Z tohto hľadiska vykazuje medza klzu ocele kritické napätie, keď je materiál už deformovaný bez zvýšenia zaťaženia.
Jednotka, v ktorej sa meria medza klzu, sa nazýva Pascal (Pa) alebo MegaPascal (MPa). Prekročenie tohto limitu dostáva vzorka nezvratné zmeny - rôzne stupne deformácie, porušenie štruktúrnej štruktúry kryštalickej mriežky, rôzne plastické transformácie.
Ak sa dosiahne medza klzu so zvýšením ťahovej hodnoty sily, deformácia kovu sa zvýši . Na diagrame je to znázornené vo forme vodorovnej čiary, na ktorej je možné zmerať napätie maximálne získané po zastavení zosilnenia záťaže. Takzvaná medza klzu St3 je 2450 kg / m2.
Tento ukazovateľ sa líši pre rôzne druhy ocele a môže sa líšiť od použitia rôznych teplotných podmienok a typov tepelného spracovania. Aby bolo možné presne určiť medzu klzu ocele, používa sa tabuľka, v ktorej sa v závislosti od triedy ocele uvádzajú medza klzu. Ako príklad možno uviesť, že oceľ 20 má medzu klzu 250 MPa a oceľ 45 má 360.
Počas skúšania majú niektoré kovy v diagrame slabo vyjadrenú oblasť ťažnosti alebo úplne chýba, preto sa na ne aplikuje podmienená pevnosť v ťahu.
Materiály, na ktoré sa vzťahuje podmienená medza klzu, sú hlavne predstaviteľmi vysoko uhlíkových a legovaných ocelí, duralu, liatiny, bronzu a mnohých ďalších.
Elastický limit
Veľmi dôležitou súčasťou mechanického stavu kovov je medza pružnosti ocele . Jeho pomocou sa dosiahne maximálna povolená úroveň zaťaženia počas prevádzky kovu, keď dochádza k drobným deformáciám pri prijateľných hodnotách.
Konštrukčné materiály samy osebe musia kombinovať vysoké limity ťahu, pri ktorých môžu odolať silnému zaťaženiu a musia mať dostatočnú pružnosť, ktorá zabezpečí potrebnú tuhosť vyrobenej konštrukcie. Elastický modul sám o sebe má rovnakú veľkosť pod napätím a kompresiou, ale majú úplne odlišné elastické limity - takže rovnako tuhé štruktúry môžu mať elastické rozsahy úplne odlišné.
V tomto prípade kov v elastickom stave nedostáva makroplastické deformácie, aj keď v jeho jednotlivých mikroskopických objemoch sa môžu vyskytnúť lokálne deformácie. Vďaka nim sa vyskytujú nepružné javy, ktoré vážne ovplyvňujú správanie sa jednotlivých kovov v stave elasticity.
V tomto prípade statické zaťaženie vedie k výskytu hysteretických javov, k relaxácii a elastickému následku, zatiaľ čo dynamické zaťaženie vyvoláva výskyt vnútorného trenia.
V procese relaxácie dochádza k neoprávnenému zníženiu stresu . To vedie k prejavu trvalej deformácie, keď už nie je platné zaťaženie. Ak dôjde k vnútornému treniu, stratí sa energia. To spôsobuje nezvratné účinky, ktoré sa vyznačujú znížením tlmenia a vnútorným koeficientom trenia.
Takéto kovy aktívne tlmia vibrácie a tlmia zvuk, napríklad sivú liatinu alebo voľne vibrujú, rovnako ako zvončekový bronz. S rastúcou teplotnou expozíciou klesá elasticita kovov.
Pevnosť v ťahu
Pevnosť v ťahu ocele, ktorá sa objaví po prechode cez medzu klzu a umožňuje skúšobnému vzoru znovu začať ťahový odpor, je na grafe znázornená čiarou, ktorá stúpa dutšie.
Fáza dočasného odporu sa dostáva do pôsobiaceho konštantného zaťaženia. Pri maximálnom namáhaní v bode konečnej pevnosti vzniká rez, pri ktorom sa plocha prierezu zmenšuje a krk sa výrazne zužuje.
V tomto prípade sa skúšobná vzorka zlomí na najužšom mieste, jej napätie sa zníži a hodnota sily sa zníži. Pevnosť v ťahu pre čl. 3 je 4 000 až 5 000 kg / m2.