ПРИМЕРЫ И ЗАДАЧИ ПО СТРОИТЕЛЬНЫМ МАТЕРИАЛАМ
Металлы
259. В чем сущность наименования: спокойная, кипящая и полуспокойная сталь?
260. Какие вредные химические примеси могут быть в стали и каково их предельное содержание по ГОСТу?
261. Написать химические реакции удаления серы и фосфора при выплавке стали в мартеновской печи.
262. При испытании на растяжение образец стали диаметром do=15 мм и расчетной длиной /=150 мм разрушился при нагрузке Рв=6800 кГ, текучесть образца была отмечена при Рт = 4000 кГ. Длина рабочей части образца после разрыва оказалась равной /і = 191 мм, а диаметр шейки di=9,75 мм. Определить марку стали.
263. Арматурная сталь испытана на растяжение в образце диаметром с/о=10 мм, длиной /о=100 мм. После испытания установлены следующие показатели: нагрузка при пределе текучести Рт = 7500 кГ, разрушающая нагрузка Рв=8200 кГ, длина образца при пределе текучести /т=105 мм, а после разрыва /і = 115 мм диаметр образца в шейке после испытания di = 6,7 мм. Определить: предел текучести, предел прочности при растяжении, относительное удлинение, относительное сужение, марку стали, а также вычертить диаграмму растяжения.
264. Растянутый элемент металлической балки в форме швеллера № 30 изготовлен из стали марки Ст. 3. При какой нагрузке в данном элементе конструкции появятся остаточные деформации?
265. Установить название приведенных на рис. 11 сортаменов проката металла и указать, для каких элементов строительных конструкций каждый из них целесообразно применять.
266. Выгодно ли для перекрытия сооружения, рассчитанного на статическую нагрузку, заменить один двутавр № 36 двумя швеллерами.
267. Какую твердость по Бринеллю могут иметь углеродистые стали марок Ст. 3, Ст. 5 и хромоникелевая сталь с пределом прочности при растяжении 76 кГ/мм2.
11 12 >3 и 15 is 17 18 |
Рис. 11. Сортамент проката металла |
268. Образец углеродистой стали испытывался на твердость на прессе Бринелля шариком Д=10 мм под нагрузкой Р—3000 кГ. Получены три отпечатка с диаметрами 1; 2; 3; 5,09; 5,15;. 5, 12 мм. Определить предел прочности стали при растяжении и марку стали.
269. Построить график изменения твердости по Бринеллю и предела прочности при растяжении углеродистой стали марок: Ст. 1, Ст. 2, Ст. 3, Ст. 4, Ст. 5, Ст. 6, Ст. 7.
270. Определить механические характеристики и и марку стали, если при испытании на твердость по Бринеллю (D = 10 мм, Р — 3000 кГ) средний диаметр отпечатков составляет d=6,2 мм.
271. Арматура из высокоуглеродистой стали была испытана на твердость на твердомере Роквелла. При этом по индикатору твердомера на шкале С получено значение твердости HRC=2l. Определить марку стали.
272. В полевых условиях проведено испытание арматурной стали на твердость переносным твердомером Польди. Пользуясь эталоном из стали марки Ст. 3, по арматуре было сделано 10 ударов молотком через боек
твердомера (рис. 12). Полученные значения отпечатков на металле и на эталоне приведены в табл. 21. Определить марку стали.
Рис. 12. Молоток Польди для определения твердости металлов: / — эталон; 2 — шарик; 3 — исследуемый металл |
Таблица 21
|
273. Для разрушения на маятниковом копре стандартного образца стали сечением 1,0X1,0 см и длиной
5,5 см была затрачена работа Л = 12,21 кГм. Удар произведен по надрезу в образце, глубина которого 0,2 см. Определить удельную ударную вязкость стали.
з* г, т
274. Пользуясь диаграммой состояния железоуглеродистых сплавов обосновать границу между сталью и чугуном по содержанию углерода.
275. Железоуглеродистый сплав содержит углерода 0,27%. Определить содержание в нем перлита и цементита.
276. По данным микроструктурного анализа установлено, что сталь содержит 50% перлита. Определить свойства и марку стали.
277. Построить диаграмму в координатах: твердость стали НВ — содержание углерода (до 0,83% углерода). Объяснить, как изменится твердость стали и почему эта зависимость не сохранится для серого чугуна.
278. Определить количество феррита и цементита в железо-углеродистых сплавах, содержащих углерода: 0,15%, 0,83%, 1,5%, 2,5%, 4,3%. Построить совмещенную диаграмму изменения содержания феррита и цементита в сплавах. Решить, какой сплав может быть использован для арматуры.
279. Исследовать приведенную на рис. 13 микрофотографию доэвтектоидной стали. Определить по ней марку и прочностные показатели, а также возможности ее использования для арматуры.
280. По образцу арматурной стали, фотография которой представлена на рис. 13, установить критические точки Чернова.
281. Назначить режим закалки и низкого отпуска цементованного зубчатого колеса диаметром 120 мм и толщиной 10 мм, изготовленного из стали с содержанием углерода 0,13%. Начертить график термической обработки.
282. По условиям предыдущей задачи определить начальные, промежуточные и конечные структуры обрабатываемой стали.
283. Углеродистая сталь с содержанием углерода 0,39% подвергается закалке и среднему отпуску. Установить температуру нагрева стали для закалки и температуру отпуска. Какую твердость может иметь сталь после закалки и какая структура и твердость стали будет после отпуска?
284. В лаборатории исследовался образец стали после разрушения лопасти бетономешалки. Химический состав металла в % оказался следующим: С —0,64; Мл — 0,95; Si 0,35; Р — 0,036; S— 0,032%. Мнкро - структура представлена на рис. 14. Установить причину понижения механических свойств. Какой режим термообработки следует установить для исправления микроструктуры и улучшения механических свойств данной стали.
Рис. 13. Микроструктура Рис. 14. Видманштетова углеродистой стали структура |
285. Назначить режим закалки и отпуска болтов, изготовленных из среднеуглеродистой стали. Диаметр болта of=15 мм, длина / = 200 мм. Начертить график термической обработки.
286. Образец стали содержит углерода 0,29%- Назначить режим нормализации и установить микроструктуру стали до и после термической обработки.
287. Назначить режим термообработки для производства отжига стальной арматуры диаметром 10 мм, изготовленной из стали Ст. 3.
288. Для стали Ст. 6 выявить микроструктуру и механические свойства в состоянии проката, нормализации, закалки с последующим низким, средним и высоким отпуском.
289. Сравнить механические свойства стали марок Ст. З, 35Г, 30ХГ2С. Объяснить влияние легирующих добавок на эти свойства и на прокаливаемость стали.
290. Стальная арматура периодического профиля содержит углерода 0,27%. Указать ее микроструктуру, определить количество перлита, цементита, критические точки.
291. Для арматуры предварительного напряжения конструкций применена прутковая сталь диаметром 10 мм. Определить усилие для натяжения арматуры до1 предельно допустимого напряжения. Марки стали 30ХГ2С и 25Г2С.
292. Для предварительного напряжения стержень арматуры из стали Ст. 5 нагревается электрическим током.. Определить требуемое удлинение стержня от первоначальной длины /о — 2,5 м по создания в нем напряжения, равного 85% предела текучести.
293. На сколько удлинится стержень длиной 4 м из стали Ст. 5, если внутреннее напряжение составит 0,62: от предела текучести.
294. Выбрать сталь для изготовления щек и шаров машин для дробления камня на щебень (повышенный, износ, удар). Указать химический состав и свойства.
295. Сопоставить состав, механические свойства и удельный вес сплавов на алюминиевой основе, легированных сталей, Ст. 6 для деталей, устойчивых против коррозии, в условиях морской воды.
296. Выбрать состав алюминиевого сплава, обладающего высокой прочностью и указать режим термообработки и сравнить механические свойства выбранного цветного сплава с аналогичными свойствами стали.
297. Выбрать марку стали и режим термообработки для изделий, которые не должны сминаться или выкрашиваться в процессе работы (топоры, киркомотыги и др.) с твердостью в пределах 40—50 HRC.
298. Выбрать марку стали для изготовления продольных пил по дереву и указать режим термической обработки, микроструктуру и твердость готовой пилы.
599. Определить диаме4р электрода для ручной сварки металла толщиной 4, 8, 12 и 24 мм.
300. Определить необходимое количество электродов с диаметром 3 мм и длиной 350 мм для сварки изделий с общей длиной швов 250 см и поперечным сечением шва
1,5 см2, удельный вес металла 7,8. При расчете учесть потери на огарки, угар и розбрызг металла в размере 25%.
301. Какое количество ацетилена и кислорода израсходовано для сварки строительных конструкций, если известно, что расход карбида кальция был 40 кг.
302. При контроле материала сварного шва получены результаты: 775=168 кГ/мм2, работа деформации Л = 14 кГм при определении ударной вязкости на стандартных образцах. Определить соответствует ли данный материал требованиям ТУ, где для данной конструкции указаны следующие требования: предел прочности при растяжении не менее 52 кГ/мм2, удельная ударная вязкость — более 8 кГм/см2.