METALE
A. Generalitati
Definitie
Metal -material cu structura policristalina format din graunti policristalini orientati diferit si separati între ei de o substanta amorfa.
Structura metalica e neomogena si neorientata, dar compacta.
2. Clasificare
Dupa continutul de oxizi de fier:
-feroase: fonte, oteluri
-neferoase
Caracteristicile metalelor
Cea mai importanta caracteristica a metalelor o constituie rezistenta la întindere. Pe baza acesteia s-au realizat curbe care arata deformarile produse sub actiunea fortelor exterioare.
Otelul prezinta toate tipurile de deformari posibile. Curba care se obtint s.n.curba caracteristica.
a) zona de proportionalitate -apare la valori mici ale fortei de întindere si deformarile produse sunt direct proportionale cu forta aplicata (deformari reversibile) -epruveta tinde sa revina la pozitia initiala. Este valabila legea lui Hooke :
b) zona de elasticitate -în care materialele raman cu o mica deformare.
c) zona de plasticitate -în care epruveta se întinde dar nu revine la forma initiala (deformatii ireversibile).
d) zona de curgere
e) zona de rupere.
B. Durabilitatea metalelor
Este caracteristica determinata de rezistenta pe care o au metalele fata de mediul agresiv. Sub actiunea agentilor chimici metalele sufera un proces de distrugere partiala sau totala numita coroziune. Coroziunea poate fi generala (pe aceeasi suprafata) si punctiforma (sa apara anumite puncte).
Mijloace de protectie a coroziunii:
mijloace indirecte -reprezinta alegerea corespunzatoare a metalelor în functie de conditiile de expluatare.
2. mijloace directe -consta în acoperirea metalelor cu pelicule din materiale organice sau anorganice sau prin protectia electrochimica.
Exemple
Protectii anorganice -oxidare ; protectie cu Al2O3; fosfatare; cromatare -protectii anorganice
Protectii organice -cu componenti organici -acoperirea metalelor cu materiale pe baza de compusi macromoleculari sau se mai pot folosi materiale pe baze de bitum (emulsii, solutii, lacuri, vopsele).
C. Materiale metalice feroase
Materialele feroase utilizate au componentul principal Fe si alte aliaje.
Formeaza 2 clase în functie de continutul de carbon: fontele (C=2 -6,67%), oteluri (C<2%).
a) Fontele -aliaje Fe-C obtinut în furnale, cu un continut de C =6-67%, avand si elemente ca Si, Mn, P. Se clasifica dupa continutul în Si si Mn în:
-fonte obisnuite (<5% )
-fonte brute aliate (>5%, <60%)
-feroaliaje (60-80%)
Dupa modul de includere al C si structura :albe (carbonul exista sub forma de carbura de Fe) si cenusii (carbonul exista sub forma de grafit).
Fontele albe se utilizeaza la turnarea unor piese cu rezistente mari la uzura, cu duritate mare sau la oteluri.
Fontele cenusii se utilizeaza ca elemente ce lucreaza la compresiune fiind materiale relative moi, cu duritate mica. Se prelucreaza la masini unelte.
b) Otelurile -aliaje Fe-C la care continutul variabil al C confera caracteristici diferite: otelurile cu continut mai mic de C sunt maleabile dar cu rezistente mecanice mici, iar cele cu continut mai mare de C sunt mai dure si au rezistente mecanice mai mari.
OL37 daN/mm2 -rezistenta la întindere
D. Principalele oteluri utilizate în constructii
Oteluri pentru constructii industriale
-platbande -bare metalice cu grosimi mai mari
-profile metalice cu diferite sectiuni :I,U,Z,T. INP, UNP. Din acete profile rezulta sectiuni compuse, folosindu-se si platbande si profile. Toate elementele geomatrice sunt date în tabele (arii, module de rezistenta
-otel cornier -cu aripi egale sau inegale. Toate elementele geometrice se dau în tabele: pozitia centrului de greutate, arii, module de rezistenta,momente de inertie)
-sarme
-plase sudate
-nituri
-sine de cale ferata
-tabla
cabluri
-tevi.
Oteluri pentru armarea betonului
Armaturile, respective otelurile folosite pentru marirea rezistestentei betonului, pot fi de 2 tipuri:
-otelul cu suprafata neteda -OB37. Se prezinta cu sectiune circulara, suprafata neteda, 6mm<D<40mm. Se folosesc la realizarea elementelor de rezistenta iar pentru aceasta la capete prezinta ciocuri de prindere.
În situatia în care OB37 nu este îndeplinit ca marca , otelul se noteaza cu OB 00 si nu e folosit ca element de rezistenta.
-otelul tip PC: 52, 60, 90
PC52 -suprafata profilata cu sectiune elicoidala, D la fel ca mai sus.
PC60 -90 -Datorita nervurilor existente pe suprafata lui otelul PC realizeaza o ancorare perfecta în beton(nu se mai prevad ciocuri).
Obs. Se mai folosesc sarme pentru armarea betonului (SNTB).
E. Incercari si metode de determinare a caracteristicilor metalelor
Incercarea la tractiune -se folosesc epruvete cu sectiuni circulare sau dreptunghiulare avand forma finala adecvata solicitarii.
Incercarea la compresiune -se folosesc epruvete cilindrice 30, h=30cm si presa hidraulica.
Duritatea -se folosesc toate metodele cunoscute
Rezilienta -încercarea la încovoiere prin soc
Incercarea la îndoire -serveste la aprecierea capacitatii de deformare plastica a epruvetelor. Se realizeaza o îndoire continua si lenta fara rupere.
F. Prelucrarea fontei si otelului
Dupa elaborare otelul se toarna în piese sau în lingouri. Lingourile nu sunt produse finite nici în privinta formei, nici a structurii. Ele sunt supuse unor tratamente termice la cald sau la rece.
Prelucrarea la cald -se caracterizeaza prin alegerea conditiilor de temperatura astfel încat procesul de cristalizare sa se produca simultan cu prelucrarea. Are la baza principiul deformarii plastice rezultand obtinerea formei dorite. Se realizeaza o modificare a structurii initiale a metalului existent sub forma de lingou.
Prelucrarea la rece -deformari în conditii în care procesul de recristalizare nu apare.
Operatii: laminarea, forjarea, matritarea si trefilarea
Laminarea -operatie prin care lingoul încalzit la temperaturi de 900-1000oC este trecut prin 2 cilindri rotativi (valturi). Prin aceasta operatie sectiunea transversala se micsoreaza si lungimea se mareste (table, bare profilate).
Forjarea -prelucrarea metalelor prin batere cu ciocanul sau presare. Se executa: scoabe, buloane. Tot operatie de forjare este si nituirea.
Matritarea -presarea în timp a otelului conform formei produsului dorit. Prin îndoirea si matritarea tablei subtiri combinata cu sudura prin puncte se fabrica profile cu pereti subtiri.
Trefilarea -tragerea semiproduselor prin orificiu -filiera mai mic cu 10% decat sectiunea ceruta. Cand tragerea se face sub presiune rezulta extindere. Se obtin sarme, profiluri, tevi cu pereti subtiri.
|
