Производња ваљања укључује производњу различитих врста структуралних челика, од којих сваки има појединачне механичке карактеристике. У процесу рада, челичне конструкције су изложене различитом степену оптерећења на савијање и сабијање, затезање и ударце, а само степен њихове чврстоће и отпорности зависи од механичких својстава метала. Да би се направили тачни прорачуни, примењује се посебна формула израчуна.
Врсте челичних деформација
Тешким конструкцијама треба дати додатну чврстоћу и поузданост, па се стога постављају посебни захтеви за својства која се користе за производњу метала.
При прорачуну величине конструкције важну улогу игра смањење масе конструкције без губитка његове носивости. Структурни метали који се користе за производњу металних конструкција треба да имају довољно високу чврстоћу и добру пластичност.
Отпорност на деформације и лом под утицајем спољног оптерећења у великој мери зависи од тога која је својства метала обдарена . У производњи челика деформација се јавља у два облика: еластична и пластична.
Описане су различитим карактеристикама. Данас се користи неколико метода за испитивање узорака метала који одређују вредности пропорционалности, еластичности, флуидности и других важних карактеристика.
Савремена дефиниција челика звучи као чврста легура гвожђа са угљеником, чији проценат одређује основна својства челика. Што је већи садржај угљеника, метал је јачи и тврђи, али је нижи вискозитет и пластичност. Због тога је тако важно правилно израчунати однос ових показатеља за производњу одређених челичних производа. Свака група је различито обележила.
Конструкцијски челични челик је означен словима Ст и дигиталним ознакама од 1 до 9, као и два слова, у зависности од методе деоксидације метала (ст.3кп):
- кп - кључање;
- пс - полу-мирно;
- цн је миран.
Квалитативно - у двоцифреним бројевима: 05.08.10, … 45 …, што указује на просечну количину угљеника у саставу челика.
Чврстоћа приноса челика
Гранична граница пропорционалности челика одређује напон на који делује Хоокеов закон, према којем је деформација која настаје у еластичном телу пропорционална сили која је на њега примењена. Ако се тензија промени, овај закон губи важност.
Важна физичка количина која учествује у формули при прорачуну чврстоће конструкције је чврстоћа приноса метала . Када метал постигне физичку границу, чак и најмањи пораст напона може да продужи узорак који почиње да тече, као резултат, и дошло је до његовог именовања. С тим у вези, чврстоћа приноса челика показује критично напрезање када се материјал већ деформише без повећања оптерећења.
Јединица у којој се мери снага приноса називаће се Пасцал (Па) или МегаПасцал (МПа). Прелазећи ову границу, узорак добија неповратне промене - различите степене деформације, кршење структурне структуре кристалне решетке, различите пластичне трансформације.
Ако се тачка приноса преноси с повећањем силе затезања силе, метална деформација се појачава . На дијаграму је то представљено у облику хоризонталне линије на којој се може мерити напон максимално добијен након заустављања појачања. Такозвана чврстоћа приноса Ст 3 износи 2450 кг / м2 цм.
Овај индикатор се разликује за различите врсте челика и може варирати од коришћења различитих температурних услова и врста термичке обраде. Да би се могло тачно утврдити чврстоћа приноса челика, користи се табела у којој су дате чврстоће приноса, зависно од разреда челика. Као пример, према табели, челик 20 има приносну снагу од 250 МПа, а челик 45 има 360.
Током испитивања, неки метали на дијаграму имају слабо изражену површину дуктилности или је она потпуно одсутна, па се на њих примењује условна затезна чврстоћа.
Материјали обухваћени применом условне чврстоће приноса углавном су представници челика са високим угљеником и легираним челик, дуралумин, ливено гвожђе, бронза и многи други.
Еластична граница
Веома важна компонента механичког стања метала је граница еластичности челика . Уз његову помоћ утврђује се максимално дозвољени ниво оптерећења током рада метала, када дође до мањих деформација у прихватљивим вредностима.
Конструкцијски материјали сами по себи морају да комбинују високе затезне границе код којих могу да издрже велика оптерећења и да имају довољну еластичност, што ће обезбедити потребну крутост произведене конструкције. Сам модул еластичности има исту величину под затезањем и компресијом, али има потпуно различите границе еластичности - тако да подједнако круте структуре, распони еластичности могу имати потпуно различите.
У овом случају, метал у еластичном стању не прима макропластичне деформације, мада се у његовим појединачним микроскопским волуменом могу дешавати и локалне деформације. Захваљујући њима дешавају се нееластичне појаве које озбиљно утичу на понашање појединих метала у стању еластичности.
У овом случају, статичка оптерећења доводе до појаве хистеретицних појава, опуштања и еластичног утицаја, док динамичка оптерећења изазивају појаву унутрашњег трења.
У процесу опуштања долази до неовлашћеног смањења стреса . То доводи до манифестације трајне деформације, када активно оптерећење више не важи. Када дође до унутрашњег трења, губи се енергија. То изазива неповратне ефекте, за које је карактеристичан пад пригушења и унутрашњи коефицијент трења.
Такви метали активно пригушују вибрације и инхибирају звук, на пример, сиви лив или слободно вибрира, као и звона од бронце. Са повећањем температурне изложености, еластичност метала опада.
Затезна чврстоћа
Вучна чврстоћа челика, која настаје након што прође кроз своју приносну чврстоћу и омогућава узорку да поново почне са затезањем, приказана је на графу линијом која се уздиже шупље.
Фаза привременог отпора долази до сталног дејства оптерећења. Приликом примене максималног напрезања у тачки највеће снаге настаје пресек где се површина попречног пресека смањује и врат значајно сужава.
У том се случају тестни узорак ломи на најужем мјесту, напон му опада и вриједност силе опада. Затезна чврстоћа за Арт. 3 износи 4000-5000 кг / м2 цм.