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.

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.

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.

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.