Сплавы

В целях получения необходимых свойств в строительстве применяют не чистые металлы, а сплавы. Сплавы — это системы, состоящие из нескольких металлов или металлов и неметаллов. Так, например, твердость железа в условных единицах составляет 50 — 80, при введении в железо углерода с получением железоуглеродистого сплава, именуемого чугуном, твердость повышается до 410, а при сплаве железа с углеродом и хромом в инструментальной стали твердость составляет 450 — 700.

Основную часть вырабатываемых в металлов составляет сталь — сплав железа с углеродом.

Сталь

Сталь получают из чугуна удалением из него части углерода и примесей тремя основными способами: конвертерным, мартеновским и электроплавильным.

Мартеновский способ осуществляется в печах при плавлении шихты, состоящей из чугуна в чушках и металлического лома (скрапа), и раскислении-восстановлении железа добавками.

Конвертерный способ производства стали заключается в продувке воздуха или кислорода через чугун, налитый в конвектор. Способ отличается высокой производительностью, а применение кислородного дутья дает возможность получать качественную сталь.

Наиболее совершенный из применяемых способов электроплавильный. Исходным материалом является стальной лом. Можно получать высококачественные и специальные виды стали с заданными свойствами.

Стали можно подразделить на две группы — углеродистые и легированные.

Углеродистые стали

Основной конструкционный материал, который используется в различных областях промышленности. Они дешевле легированных и проще в производстве. В углеродистой стали свойства зависят от количества углерода, поэтому эти стали классифицируются на низкоуглеродистые, средне- и высокоуглеродистые.

Легированные стали

Содержат специально вводимые элементы для получения заданных свойств. По степени легированости стали подразделяются на низколегированные, средне- и высоколегированные.

Классификация сталей по качеству основывается на содержании вредных примесей серы и фосфора. Различают углеродистую сталь обыкновенного качества, сталь качественную конструкционную и сталь высококачественную.

По назначению стали подразделяются на три группы: конструкционные, инструментальные и с особыми свойствами. Конструкционные углеродистые стали содержат углерод в количестве 0,02 — 0,7 %, к ним относятся и строительные стали, содержащие до 0,3 % углерода. Низкое содержание углерода обусловлено тем, что строительные конструкции соединяются сваркой, а углерод ухудшает свариваемость. Стали, содержащие углерод в пределах 0,7 — 1,5%, используют для изготовления режущего и ударного инструмента. К группе сталей и сплавов с особыми свойствами относятся коррозионностойкие, нержавеющие и кислотоупорные, жаропрочные и жаростойкие стали и т.д.

Стали можно классифицировать также по химическому составу, способу выплавки, структуре.

Металлы по плотности подразделяются на легкие (менее 5000 кг/м³) и тяжелые (более 5000 кг/м³).

Металлические материалы Строение и свойства металлов