Строительные материалы и изделия

Производство металлических изделий и конструкций

При изготовлении металлических изделий расплавленный чугун или сталь разливают по специальным формам, называе­мым изложницами, а затем слитки металла от 500 кг до несколь­ких (иногда десятков) тонн подвергают дальнейшей обработке давлением или литьем, в результате которой получают изделия требуемых форм, размеров и свойств. Затем изделия соединяют в конструкцию с помощью сварки, клепки или болтов. Обработка Давлением основана на высоких пластичных свойствах металла. На практике применяют следующие способы обработки метал­лов давлением: прокат, ковку, волочение, штамповку и прес­сование.

• Прокат — наиболее распространенный и дешевый способ производства металлических изделий. Сущность проката заклю­чается в обжатии металла между вращающимися валками, при этом заготовка уменьшается в сечении, вытягивается и приоб­ретает форму, соответствующую валкам, если последние це, гладкие. Прокатывают металл в холодном и горячем состоянии Холодный прокат применяют для металлов, обладающих вьіссь кой пластичностью (свинец, олово), или для получения тончай­ших стальных листов (по причине их быстрого остывания) Однако подавляющее большинство стальных изделий прокаты­вают в горячем состоянии при температуре 900...1250°С. Обжа­тие стального слитка до требуемой формы и размера произво­дят за несколько последовательных приемов путем пропуска его через ряд валков с уменьшающимся зазором. Способом про­катки получают большинство стальных строительных изде­лий: балки, рельсы, листовую и прутковую сталь, арматуру; трубы.

• Ковка — процесс деформации металла под действием повто­ряющихся ударов молота или пресса. Ковка может быть свобод­ная, когда металл при ударе молота имеет возможность сво­бодно растекаться во все стороны, и штампованная, когда металл, растекаясь под ударами молота, заполняет формы штампов, а избыток его вытекает в специальную канавку и отрезается. Штамповка позволяет получить изделия очень точ­ных размеров. В условиях строительства пользуются преимуще­ственно свободной ковкой для изготовления различных деталей (болтов, скоб, анкеров), для пробивки отверстий, рубки и резки металла. Клепка также относится к операциям ковки. В настоя­щее время ковку производят посредством механических мо­лотов.

• Волочение заключается в протягивании металлической заго­товки через отверстие, сечение которого меньше сечения заго­товки. В результате этого металл обжимается, а профиль его строго соответствует форме отверстия. В качестве заготовки используют предварительно прокатанный или прессованный пру­ток или трубу. Волочение металла производят обычно в холод­ном состоянии, при этом получают изделия точных профилей с чистой и гладкой поверхностью. Способом волочения изготов­ляют тонкостенные изделия (трубки), а также круглые, квад­ратные, шестиугольные прутки небольшой площади сечения (до 10 мм2).

При волочении в металле появляется так называемый на­клеп — упрочнение металла в результате пластической деформа­ции. Наклеп повышает твердость стали, но снижает пластич­ность и вязкость. Явление наклепа вызывает старение стали — структурные изменения, повышающие ее хрупкость. Старение стали особенно опасно в конструкциях, подвергающихся удар­ной нагрузке (в железнодорожных мостах, рельсах, подкрано­вых балках). Однако явление наклепа широко используют на практике при механическом упрочнении арматурной стали для повышения предела текучести.

• Холодное профилирование металла — процесс деформирова­ния листовой или круглой стали на прокатных станах. Из лис-

рой стали получают гнутые профили с различной конфигура­цией в поперечнике, они экономичнее профилей горячей прокатки за счет сокращения толщины профиля до 2 мм.