Стали, применяемые в строительстве

Стали, применяемые в строительстве, различаются по многим признакам, связанным с их использованием. Важнейшие из них: способ выплавки, степень раскисления, химический состав, состояние поставки, уровень (класс) прочности и категория (группа) качества по хладостойкости. По способу выплавки сталь разделяется на мартенов скую, кислородно-конверторную и электросталь.  

Кроме того, перспективной является сталь, получаемая из же леза прямым восстановлением. По степени раскисления сталь делится на кипящую, полуспокойную и спокойную. В зависимости от требований к свойствам стали и от ее назначения применяют стали различного химического состава. Стали, в которых отсутствуют специальные до бавки легирующих элементов или в их состав входит не большое их количество, обусловленное технологией вы плавки, называют углеродистыми.  

Стали, в состав которых специально вводятся леги рующие добавки для обеспечения требуемых свойств, называются легированными. Они могут содержать один, два, три и более легирующих элементов. Различают мар ганцовистую, хромистую, кремнемарганцовистую, хромо никелевую, хромохремнемарганцовистую, хромоникель молибденовую и другие легированные стали. Легированные стали с небольшим содержанием леги рующих элементов и с низким содержанием углерода, используемые в строительстве, машиностроении и судо строении для изготовления сварных металлоконструкций, выделены в особую группу, их называют низколегированными.  

Эти стали используются потребителем, как правило, без дополнительной термической обработки. Стали с общим содержанием легирующих элементов (по массе) более 10 % при содержании одного из эле ментов не менее 8 % называются высоколегированными. Такие стали являются носителями особых свойств: кор розионной стойкости, жаростойкости, жаропрочности, хладостойкости при низких отрицательных (криогенных) температурах. Их используют в строительных металло конструкциях, предназначенных только для специальных целей.  

Обычно в строительных конструкциях металлопрокат используется в том состоянии, в котором он выпускается металлургическими заводами. Поэтому работоспособ ность строительных конструкций зависит от состояния поставки стали. В большинстве случаев металлопрокат поставляется непосредственно после горячей прокатки. В этом состоянии сталь редко обладает оптимальным комплексом свойств. Возможна также поставка стали в термически обработанном состоянии.  

Различают два ос новных вида термической обработки строительной стали: нормализацию и термическое улучшение. Нормализацией называется нагрев до 900--950 °С с последующим охлаж дением на воздухе. Нормализация измельчает структуру, делает ее более однородной, повышает вязкие и пласти ческие свойства стали.  

Термическое улучшение включа ет: закалку--резкое охлаждение проката после нагрева до 890--950 °С (обычно в воде или водяным душем) и отпуск, нагрев, а затем выдержку при 550--700 °С. Главная цель термического улучшения -- повысить проч ностные характеристики стали. При этом также сущест венно повышается сопротивляемость металла хрупкому разрушению. В некоторых случаях прокат поставляют потребителю с очищенной от окалины поверхностью. 

Размеры поперечных сечений большинства элементов металлических конструкций и, следовательно, их масса определяются расчетом, непосредственно учитывающим прочностные свойства материала--предел текучести и временное сопротивление разрыву, поэтому повышение прочности строительной стали является наиболее дейст венным средством снижения металлоемкости и стоимо сти строительных конструкций.  

Кроме того, повышение прочности металла открывает новые возможности для дальнейшего развития прогрессивных конструктивных форм инженерных сооружений, Получение металла с заранее заданными свойствами является главной проблемой в создании новой техники. Особенно заманчиво и перспективно повышение прочно стных характеристик, поскольку до сих пор используется менее одной десятой теоретической прочности металла. Есть основание полагать, что уже в ближайшем буду щем максимальная прочность конструкционной стали бу дет существенно повышена.