1. přednáška OCELOVÉ KONSTRUKCE VŠB. Technická univerzita Ostrava Fakulta stavební Podéš 1875, éště. Miloš Rieger

Save this PDF as:

WORD PNG TXT JPG

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "1. přednáška OCELOVÉ KONSTRUKCE VŠB. Technická univerzita Ostrava Fakulta stavební Podéš 1875, éště. Miloš Rieger"

Marek Janda
před 2 lety
Počet zobrazení:

Transkript

1 1. přednáška OCELOVÉ KONSTRUKCE VŠB Technická univerzita Ostrava Fakulta stavební Ludvíka Podéš éště 1875, Ostrava - Poruba Miloš Rieger

2 Základní návrhové předpisy: - ČSN /98 Navrhování ocelových konstrukcí - ČSN /86 Zatížení stavebních konstrukcí -ČSN P ENV ( ) Navrhování ocelových konstrukcí, Část 1.1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby - EN 1991 Eurocode 1: Zásady navrhování a zatížení staveb (patnost do ) - Eurokód 3 (ČSN EN ). Navrhování ocelových konstrukcí Část 1-1: Obecná pravidla pro pozemní stavby. Praha : ČNI, EN 1991 Eurocode 1: Zásady navrhování a zatížení staveb

1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby - EN 1991 Eurocode 1: Zásady navrhování a zatížení staveb (patnost do 31.12.

3 Doporučená studijní literatura: - Pechar, Bureš, Studnička, Šafka: Prvky kovových konstrukcí, SNTL/ALFA, Studnička, Macháček, Votlučka: Ocelové konstrukce 20, ČVUT, Studnička, J. : Ocelové konstrukce 10 (Skriptum). ČVUT, Wald: Prvky ocelových konstrukcí Příklady podle Eurokódů, ČVUT,

konstrukce 20, ČVUT, 1997 - Studnička, J. : Ocelové konstrukce 10 (Skriptum).

4 Výhody a nevýhody O.K. Výhody: - Vysoká pevnost vzhledem k hmotnosti - Průmyslová výroba (přesnost, produktivita, automatizace, odstranění sezónnosti, nízká hmotnost, atd.) - Rychlá montáž (montážní dílce, bloková montáž ) - Adaptabilnost, rekonstrukce, - Recyklovatelnost až 90%

(přesnost, produktivita, automatizace, odstranění sezónnosti, nízká

5 Výhody a nevýhody O.K. Nevýhody: - Náročnější údržba (koroze) - Nižší odolnost proti ohni (poměrně rychlý pokles hodnoty meze kluzu) - Nižší fyzická životnost - Vyšší tepelná a akustická vodivost - Relativně vyšší cena

7 MATERIÁL Slitiny železa základní rozdělení: - chemicky čisté železo - technické železo (slitina) - ocel (max 2% C) - litina a surové železo Základní druhy ocelí: běžné doprovodné prvky - uhlíkové (Fe, C, Mn, Si ) - legované (Cr, Ni, V ) podle účelu: - konstrukční oceli (max 0,6% C) - nástrojové oceli

Základní druhy ocelí: běžné doprovodné prvky - uhlíkové (Fe, C, Mn, Si ) -

8 Krystalická stavba železa a jeho slitin krystalizace z taveniny Dvě modifikace krychlové soustavy: < 912 C až 1394 C > c) α γ nad 1394 C δ (modifikace α)

9 Soustava železo - uhlík Uhlík je v železe do jisté míry rozpustný tuhý roztok ferit - tuhý roztok v železe α austenit - tuhý roztok v železe γ (max C 0,018 %) (max C 2,11 %) Fe 3 C C

10 Soustava železo - uhlík (rovnovážná soustava - pomalé chladnutí)

12 Microstructure of hot rolled steel containing 0,2% carbon showing ferrite (white) and pearlite colonies (dark). (x 200)

13 Nerovnovážné soustavy (rychlé chladnutí - kalení) martensit (přechlazený austenit se mění v martensit, bainit, )

14 Microstructure of martensite (x 500)

15 Nerovnovážné soustavy (rychlé chladnutí - kalení) oblast přeměny martenzitické, bainitické, vylučování feritu, tvorba perlitu

16 Nerovnovážné soustavy (rychlé chladnutí - kalení) oblast přeměny martenzitické, bainitické, vylučování feritu, tvorba perlitu Isotermický rozpad přechlazeného austenitu nad teplotou Ms

17 Microstructure of quenched hot rolled steel containing 0,36% carbon showing bainite (x 200)

18 Nerovnovážné soustavy (rychlé chladnutí - kalení) Zahřívání zakalené oceli popouštění (martenzitická struktura se přibližuje k rovnovážnému stavu) ohřev na C sorbit (směs feritu a cementitu) zakalení + popuštění = zušlechtění

struktura se přibližuje k rovnovážnému stavu) ohřev na 500

19 Struktura slitin železa

21 Fyzikální vlastnosti: Vlastnosti ocelí Základní fyzikální hodnoty oceli (pro válcovanou, litou a kovanou ocel), lze převzít např. zčsn (EC3): Modul pružnosti v tahu i tlaku E = MPa ve smyku G = MPa součinitel příčné deformace ν = 0,3 součinitel délkové roztažnosti teplem α = ( o K) -1 objemová hustota ς = 7850 kg. m -3

22 Vlastnosti ocelí Mechanické vlastnosti: K základním mechanickým vlastnostem patří: - pružnost - pevnost - tvárnost (tažnost) - houževnatost - tvrdost

23 Vlastnosti ocelí Pracovní diagram oceli:

24 Vlastnosti ocelí Pracovní diagram oceli: konvenční napětí σ = F / Ao ε = l/ lo

25 Zkouška tahem: Vlastnosti ocelí

26 Vlastnosti ocelí Druhy lomu: - houževnatý - křehký - smíšený - únavový

27 Vlastnosti ocelí Svařitelnost: - zaručená - podmíněně zaručená (např. předehřev) - dobrá (bez záruky výrobce) - obtížná (materiál nevhodný pro svařování) Svařitelnost se zjišťuje: - zkouška vrubové houževnatosti - návarová zkouška ohybem - uhlíkový ekvivalent uhlíkový ekvivalent:

28 Výroba surového železa Konečná fáze přímé redukce ve vysoké peci při teplotě nad 1000 C: FeO + C = Fe + CO

29 Výroba oceli

30 Tváření oceli: - tváření za studena

31 Tváření oceli: - tváření za tepla

32 Tváření oceli: - tváření za tepla

33 Tváření oceli: - tváření za tepla

34 Vlastnosti ocelí Tepelné zpracování oceli: (ohřev, výdrž, ochlazování) - žíhání (pomalé ochlazování) - žíhání ke snížení vlastních pnutí - rekrystalizační žíhání (odstranění zpevnění tváření za studena) - žíhání na měkko (pevnost nižší houževnatost vyšší) - normalizační žíhání (jemná austenitická zrna) - homogenizační žíhání (při rozdílech chem. složení) - izotermické žíhání (velmi jemnozrnná struktura) - kalení (martensit, bainit) - popouštění (zvýšení tažnosti a houževnatosti)

35 Konstrukční oceli Materiál pro ocelové konstrukce min f u / f y = 1,10 min tažnost 15% ε u alespoň 15x větší než εy Konstrukční oceli musí mít dostatečné vlastnosti s ohledem na: - lomovou houževnatost (křehký lom) - svařitelnost - lamelární praskavost - kvalitu z hlediska vnitřních vad - použité průřezy musí vyhovovat mezním úchylkám a tolerancím

36 Materiál pro ocelové konstrukce - lamelární praskavost - kvalita z hlediska vnitřních vad - kvalita z hlediska povrchových vad

37 Konstrukční oceli

38 Konstrukční oceli (ČSN EN např. Fe360, Fe430, Fe510)

39 Konstrukční oceli Značení oceli: např j. st. J0 až J2 (ČSN EN např. Fe360, Fe430, Fe510)

40 Konstrukční oceli

41 Hutní výrobky Výroba: - válcování za tepla - tvarování za studena - odlévání - kování - tažení - ohýbání

42 Hutní výrobky

43 Hutní výrobky Longitudinal stringers of inclusions in hot rolled steel. (x 500)

44 Hutní materiál Členění do skupin: - předvalky (bloky, bramy,sochory, ploštiny, duté předvalky) - tyče - dráty - plechy - široká ocel - pásy - trubky - tenkostěnné profily

45 Hutní materiál

46 Hutní materiál

47 Hutní materiál

48 Hutní materiál

49 Hutní materiál

50 Hutní materiál

51 Hutní materiál

52 Konec prezentace

Podobné dokumenty

2. Struktura a vlastnosti oceli, druhy ocelí Rovnovážné a nerovnovážné struktury oceli, mechanické vlastnosti oceli, druhy konstrukčních ocelí.

2. Struktura a vlastnosti oceli, druhy ocelí Rovnovážné a nerovnovážné struktury oceli, mechanické vlastnosti oceli, druhy konstrukčních ocelí. Struktura oceli Železo (Fe), uhlík (C), "nečistoty". nevyhnutelné