Stal- mat ciągliwy, izotropowy, sprężysty. jest to stop żelaza (Fe) z węglem (C), a także z innymi pierwiastkami chemicznymi. Maksymalna zawartość węgla w stali wynosi 2%.

Zalety i wady konst stalowych- - jednorodnośc -jednakowo duża wytrz stali na ściskanie i rozciąganie; granica plastyczności fy= 235-700 Mpa

- wysoki stopień prefabrykacji, dobre warunki produkcji, cykl realizacji bardzo krótki -łatwośc wzmacniania konstrukcji stalowych - dodac elem stalowe (dopasować) - materiał ekologiczny -konstrukcje można rozebrac, stal przetworzyc – w ten sposób odzyskujemy materiał - łatwośc demontażu - względna lekkośc

Wady: -mała odpornośc na korozję - mała odpornośc ogniowa - duża przewodności cieplna i akustyczna

Proces wielkopiecowy- koks, ruda, topniki -> płynna surówka i żużel. gardziel, szyb, przestron, spadki, gar. 200 podgrzewanie, 800 odtlenianie, 1200 topnienie,1900,

Proces stalowniczy- stosuje się procesy konwertorowe Thomasa Bessemera. W Polsce dwie metody LD lub TBM. Okresy: iskrowy (sp Mn i Si) płomienny(C) dymny (Fe).

Rafinacja- piece elektryczne łukowe, elektronowe i plazmowe.

Uzyskane efekty: obnizona ilość tleny, wodoru, azotu, siatki i pierw śladowych.

Odtlenianie stali - końcowy proces wytopu stali, polegający na odtlenianiu w celu zmniejszenia wydzielania gazów podczas krzepnięcia we wlewnicy. Nieuspokojona (odtleniona manganem), uspokojona (krzemem i częściowo glinem), półuspokojona (manganem i niewiele krzemu)

Składniki strukturalne stali- stop żelazo-węgiel zaw skł strukt: ferryt- roz stały C w Fe alfa, zaw C 0,06-0,36; cementyt- zw chem Fe+C, zaw C 6%,; austenit- roz stały C w Fe gamma, zaw C 2%. perlit- cementyt i ferryt; ledeburyt- austenit i cementyt, martenzyt- przesycony roz C w Fe afa

Podział oraz gatunki stali- składa się z dwóch symboli głównych oraz co najmniej jednego dodatkowego. Pierwszy symbol główny to duża litera określająca zastosowanie:S konstruk,, L rury przewodowe, B pręty zbrojeniowe. Drugi symbol trzycyfrowa liczba określająca minimalną granicę plastyczności dla najmniejszego zakresu grubości. Symbole dod dobierane w zależności czy stal jest drobnoziarnista czy niestopowa.

Rodzaje półwyrobów stalowych- kęs elem o przekroju kwad o boku 42<b<120mm lub o przekroju płaskim lub ele o przekroju okrągłym φ55do115mm; kęsisko – ele o przek kwadrat o boku ; 20<b<310 lub o przek płaskim o tym samym boku, lecz grubości t>30mm ; blachówka – element płytowy, przeznaczony do wyrobu arkusza blachy ;tuleja – element pierścieniowy do produkcji rury

kość psa – element o przekroju zbliżonym do dwuteownika dużym przekroju poprzecznym, np. HEB

Obróbka plastyczna- Walcowanie- polega na przepu eleme wyjściowego pomiędzy dwoma walcami, osadzonymi w korpusie staliwnym i obracającymi się w przeciwnych kierunkach. Odstęp pomiędzy walcami jest regulowany, a na łożyska jednego walca wywierany jest odpowiedni nacisk, aby w elemencie walcowanym wywołać żądany zgniot materiału

Grupy wyrobów walcowanych- -pręty małych wymiarach przekroju poprzecznego i różnym kształcie okrągłym, prostokątnym jako płaskowniki -walcówka wyroby okrągł o małej średnicy, zwijane w kręgi); -rury bez szwu; -blachy cienkie - o grubości od 0,2 do 2,8mm walcowane na zimno, średnie - o grub od 3do 4mm i grube od 5 do 140 na gorąco); -taśmy i bednarka wyroby o przekroju prostok o małej grubości, zwijane w kręgi

Kucie- mat kształ jest uderzeniem młota, kowarki lub naciskiem prasy

Wyciskanie – mat znajd się w pojemniku zwanym recypientem, a kształtowany jest poprzez wyciskanie z matrycy,

Ciągnienie – mat kształ jest poprzez przeciąganie przez oczko ciągadła,

Tłoczenie, któremu poddaje się blachy i taśmy zmieniające kształt bez zasadniczej zmiany grubości

Odmiany alotropowe Fe- - Feα - żelaza charakt się komórka sieciową A2, regularną przestrzennie centrowaną. Żelazo w odmianie alotropowej alfa występuje w temperaturach niższych od 912⁰C oraz w temperaturach wyższych od 1394⁰C, aż do stopienia w 1538⁰C.

- Feϒ - żelaza charakteryzująca się komórka sieciową A1, regularną ściennie centrowaną, występuje w zakresie temperatur 912 – 1394⁰C.

Obrobka cieplna stali- do 721 nic, perlit> austenit,

Przesycanie- nagrzaniu stali do temp, w której jeden lub więcej składników przechodzi do roztworu stałego(721) wygrzanie jej w tej temp, a następnie szybkim ochłodzeniu stali. Przesycanie poprawia właściwości antykorozyjne stali. (wydz cementytu 3-rz)

Odpuszczanie - nagrzaniu stali do temp wyższej niż 600°C, wygrzaniu stali w tej temperaturze, a następnie ostudzeniu. zmniejszenie twardości stali i wytrzymałości stali na rozciąganie, natomiast zwiększa się wydłużalność i udarność stali

Hartowanie nagrzaniu stali do temp nieco wyższej niż 720°C i wygrzewaniu jej i szybkim oziębieniu z pred > krytyczna. stali dużą twardość, odporność na ścieranie i wytrzymałość, bardziej krucha i ma obniżoną wydłużalność.

obróbka termomechaniczna - polega na podwójnym walcowaniu stali: wstępne tzw. normalizujące oraz końcowe. Wstępne w temp około 100°C niższej niż tradycyjne. Wydłużenie ziaren. odporna na kwsno-korozyjne, wytrz na zimne pekniecia

wyżarzanie-podgrzanie stali do określonej temp, wygrzanie jej w tej temperaturze, a następnie powolne ostudzenie.odmiany: zupełne, normalizujące, rekrystalizujące i odprężające.

Obróbka cieplno-chemiczna- w środ chemiczny, oddział na warstwy przypowierzchn (nawęglanie, cyjanowanie, aluminiowanie, azotowanie)

Wpływ karbu na wytrzymałość stali- powodują spiętrzenia naprężeń w elementach ze stali sprężysto-plastycznej, co wpływa na obniżenie wytrzymałości zmęczeniowej materiału. Spiętrzenia naprężeń mogą wywołać zjawisko zmęczenia, pękaniem stali przy naprężeniu znacznie mniejszym od granicy plastyczności i nie będą przy tym zachodziły makroskopowe odkształcenia plastyczne.

Zgniotem całość zmian włas fizyc i mecha metali i stopów wywołanych odkształceniem plastycznym na „zimno”, tzn. poniżej pewnej granicznej temperatury. Miarą wielkości zgniotu jest względne odkształcenie (%),obliczone jako względna zmiana długości lub jako redukcja przekroju.

Udarność-odporność mat na obciążenia zwiększające się b szybko. próba wytrzymał pozwalająca ustalić odmianę plastyczności stali na podstawie pracy zużytej za złamanie próbki zginanej. Próbki mają przekrój 10x10mm i długość 55mm, oraz nacięty w połowie głęboki na 2mm karb w kształcie U lub V. bada się młotem udarowym w różnych temperaturach można sporządzić krzywą udarności.

Zmęczenie stali- Badanie przeprowadza się na wypolerowanych próbkach okrągłych. osadzana w łożyskach kulkowych i obciążona dwiema siłami skupionymi P. 1 powstawanie i rozwój lokalnych odkształceń plastycznych 2 powstawanie mikropęknięć 3 rozwój i łączenie się pęknięć do całkowitej dekohezji.

Twardość – cecha świadcząca o odporności na działanie sił punktowych. Efektami oddziaływania sił skupionych mogą być odkształcenia powierzchni, zgniecenie jej lub zarysowanie. Wciskanie penetratora kula, stożek piramida; Brinnella, Vickers ostrsłup, spawalność; Poldi.

Wytrzymałość- granica naprężeń wew powyżej, której przy obciążeniu statycznym rozpoczyna się niszczenie materiału. Decyduje o odporności stali na zginanie, ścisk, ścinan. Badanie- w maszynie wytrz, zrywarce. Okrągla lo/do=10, lo/do=5

Kujność- podatność mat do odkształ się podczas kucia

Starzenie nagrzaniu stopu uprzednio przesyconego do temp poniżej granicznej rozpusz drugiego składnika, wygrzaniu w tej temp i powolnym chłodzeniu. Podczas procesu z roztworu przesyconego wydziela się składnik znajdujący się w nadmiarze w postaci drobnodyspersyjnych faz. Jeżeli proces starzenia zachodzi w temperaturze pokojowej to nosi nazwę starzenia samorzutnego lub naturalnego.

Pełzanie to proces powolnego, ciągłego odkształcenia plast, które zachodzi przy naprężeniach niższych od granicy plastyczności. Przebieg pełzania zależy nie tylko od naprężenia lecz także od temperatury i czasu

Relaksacja - spadek naprężeń w czasie przy stałych odkształceniach wskutek płynięcia materiału. Przykładem może być wzmocnienie stali po przekroczeniu granicy plastyczności, wpływające m.in. na wzrost granicy sprężystości i powstanie odkształceń trwałych

Zwichrzenie Wyboczenie przy zginaniu zachodzi w belkach wskutek dodatkowego skręcania, które wystąpi równocześnie ze zginaniem. Skręcanie to może być spowodowane imperfekcjami geometrycznymi belki lub losowym mimośrodem obciążenia.

Rodzaje spoin pachwinowe, pachwinowe obwodowe, czołowe, otworowe i szerokobruzdowe.

-pachwinowe łączenia części ścianki tworzą kąt od 60° do 120°.

-pachwinowe obwodowe otworach okrągłych i owalnych

-czołową z pełnym przetopem,wtopiona w materiał rodzimy na całej grubości złącza.

-Spoina czołowa z niepełnym przetopem ma głębokość przetopu mniejszą od całkowitej grubości materiału rodzimego.

-Spoiny otworowe (czopowe) mogą być stosowane: jako ścinane, w celu zapobieżenia wybrzuszeniu lub separacji części zakładkowych, jako złącza pośrednie części w elementach złożonych.

-Spoiny szeroko bruzdowe to spoiny wzdłuż prętów okrągłych i w narożach kształtowników zamkniętych

Spawalność- podatność mat do tworzenia się złącz spawalniczych spełniających wymogi konstrukcyjne i technologiczne. Czynniki powodujące spawalność, spawanie metalurgiczne (skł chem stali, struktura metali, zanieczy, sposób przepr wytopu); spawanie konstrukcyjne (rozmieszczenie spoin, koncen naprężeń, sztywność kons); spawanie technologiczne (rodz procesu, srednica spoin, szybkość sp, kolejność wyk, moc cieplna)

Pozycje spawania- podolna, naboczna, naścienna, okapowa, pułapowa, pionowa. Najdogodniejszą podolna, najtrudniejsza pozycja pułapowa (sufitowa)

cięcie termiczne: gazowe, tlenowo-proszkowe, laserowe, łukowe i plazmowe.

Korozja- proces niszczenia metali wskutek chem lun fizykochem oddział środ. K miedzykrystaliczna- w ele rozciągane wnika woda; k napręż- kable sprężające ele bet.

Walka- wł dobór stali (10H, 10HA, 10HAV); racjonalny sposób konstruowania; stos odp powłok ochronnych, metalowe al.,zn cr,ni ,malarskie
Zalety połączeń trzpieniowych: wyk w każdych warunkach atmosf, wyk osoby nie mające kwalifikacji, łączyć ele z różnych gatunków stali

Wady połączeń trzpieniowych: Większe zużycie stali, Brak możliwości odnowy powłok antykorozyjnych między elementami połączonymi

Połączenia trzpieniowe Rozbieralne- ele złącza dadzą się rozdzielić bez konieczności zniszczenia łączników (np. śruby, sworznie, wkręty samogwint, wkręty samowiercące) Nierozbieralne- łączone ele można rozdzielić po wcześniejszym zniszczeniu łączników (np nity, śruby zaciskane, kołki wstrzeliwane, gwoździe wstrzeliwane, nity jednostronne)

Śruby- Trzpień- o dł l i śr d; może być nagwintowany na odcinku b, lub na całej długości

Łeb-graniastosłup o podstawie sześcioboku umiarowego i o wysokości k; od strony zewnętrznej jest ścięty czaszą kulistą o promieniu R; Połączenie łba i trzpienia- wyk ze względów technolo z wyokrągleniem o promieniu r, aby zminimalizować efekty karbu.

Klasy wytrzymałości śrub W Polsce produkuje się śruby w 10 klasach wytrzymałościowych:3.6 , 4.6 , 4.8 , 5.6 , 5.8 , 6.6 , 6.8 , 8.8 , 10.9 , 12.9 Śruby klas : 8.8 , 10.9 i 12.9 są śrubami wysokiej wytrzymałości (WW) i stosuje się je w połączenia sprężanych. W połączeniach zwykłych zaleca się stosowanie śrub klasy 4.8 (dla d≤20mm) lub 5.6 (dla d≥20mm). Śruby wykonuje się ze stali nisko- lub średnio węglowej metodą obróbki plastycznej na gorąco (klasy: 3.6 , 4.6 , 5.6 , 6.6) lub na zimno (klasy 4.8 , 5.8 , 6.8).

Klasy dokładności wykonania śrub Zgrubne (C) – stosowane do łączenia elementów drugorzędnych 0,5-2mm luzu; Średnio dokładne (B) – podstawowa klasa śrub stosowana w budownictwie 0,3-0,5mm; Dokładne (A) –klasa stosowana w śrubach pasowanych 0,2-0,3;

Klasa C- uzyskiwana metodą obróbki plastycznej Klasa B i A – uzyskiwana metodą obróbki plastycznej z dodatkową obróbką wiórową (toczenie); Śruby WW są produkowane tylko w klasie B i po obróbce wiórowej są jeszcze poddawane obróbce cieplnej.

Podkładki Funkcje: Ochrona powłoki antykorozyjnej; Zmniejszenie oporów tarcia obracającej się nakrętki; Rozłożenie nacisku nakrętki na większą powierzchnię. Przy łączeniu elementów płaskich na śruby zwykłe stosuje się podkładki okrągłe wykonane w klasie dokładności A lub C.

W poł sprężanych stosuje się podkładki okrągłe dokładne, ulepszone cieplnie. W konstr obciążonych dynamicznie pod nakrętki śrub zwykłych stosuje się podkładki sprężyste, zapobiegające luzowaniu się nakrętek. Podkładki klinowe stosuje się w łączeniu elementów płaskich ze stopkami dwuteowników i ceowników,

Poł śrubowe- Zakładkowe w których kierunek głównej składowej obciążenia złącza jest prostopadły do osi łączników, Doczołowe, w których kierunek głównej składowej obciążenia złącza jest równoległy do osi łączników.

Odl czołowa e₁ = 1,2 d₀ – od krawędzi ele łączonego w kier siły

Odl boczna e₂ = 1,2 d₀ – od krawędzi ele łączonego w kier prostopadłym

Rozstaw p₁ = 2,2 d₀ – pomiędzy sobą w kier działania siły

Rozstaw p₂ = 2,4 d₀ – pomiędzy sobą w kier prostopadłym do kier działania siły

Kategorie połączeń śrubowych śrubowe zakładkowe Kat A: połączenia typu dociskowego (stosuje się śruby od klasy 4.6 do 10.9; połączenia nie wymagają sprężania i przygotowania powierzchni styków) Kat B: połączenia cierne w stanie granicznym użytkowalności (stosuje się śruby do sprężania; poślizg nie powinien nastąpić w stanie granicznym użytkowalności)

Kat C: połączenia cierne w stanie granicznym nośności ( stosuje się śruby do sprężania; poślizg nie powinien nastąpić w stanie granicznym nośności)

śrubowe doczołowe: Kat D: połączenia niesprężane (stosuje się śruby klas od 4.6 do 10.9; sprężenie połączeń nie jest wymagane; połączenia tej kategorii nie powinny być stosowana przy wielokrotnym zmiennym obciążeniu rozciągającym) Kat E: połączenia sprężane (stosuje się śruby do sprężania klasy 8.8 i 10.9 z kontrolowanym dokręcaniem zgodnie z normą grupy 7)