Сайт журнала "Промышленное и гражданское строительство

СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ
Оценка ударной вязкости сталей для строительных металлических конструкций
УДК 691.714
Иван Иванович ВЕДЯКОВ, доктор технических наук, профессор, директор, e-mail: dtsniisk@rambler.ru
Павел Дмитриевич ОДЕССКИЙ, доктор технических наук, профессор, e-mail: odesskiy@tsniisk.ru
Сергей Викторович ГУРОВ, научный сотрудник, e-mail: x25xe@mail.ru
ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко АО «НИЦ «Строительство», 109428 Москва, 2-я Институтская ул., 6
Андрей Александрович СОСКОВ, руководитель проектов инженерного центра, e-mail: a.soskov@steel-development.ru
Ассоциация «Объединение участников бизнеса по развитию стального строительства», 119034 Москва, ул. Остоженка, 19, стр.1
Аннотация. Рассмотрено, как геометрия образца при испытаниях на ударный изгиб влияет на эффективность оценки вязко-хрупкого перехода сталей для строительных металлических конструкций с различной прочностью, а также с разной степенью дисперсности структуры и чистоты металла по вредным примесям и неметаллическим включениям. Показано, что эффективность испытаний на ударный изгиб для оценки сопротивления разрушению конструкционных сталей связана с тем, что при таких испытаниях моделируется возможность перехода стали из вязкого состояния в хрупкое в интервале климатических температур. Обсуждаются основные факторы, которые способствуют вязко-хрупкому переходу в сталях, и минимальное количество одновременно действующих подобных факторов, детерминированно обеспечивающих вязко-хрупкий переход и, в частности, действующих при испытаниях на ударный изгиб в интервале климатических температур. Изложены условия обеспечения чувствительности данных испытаний к неблагоприятным изменениям в микроструктуре. В целях обеспечения требуемой чувствительности поставлены вопросы соблюдения принципов структурного подобия при проводимых испытаниях. Даны пояснения, как по мере увеличения дисперсности структуры следует ужесточать объемно-напряженное состояние в вершине надреза. Рассматривается влияние степени загрязненности металла и плотности границ зерен на возникновение и распространение трещин при испытании на ударный изгиб, а также требования соответствия степени измельчения структуры и повышения чистоты металла. Показана необходимость применения образцов с концентратором в виде усталостной трещины для корректной оценки ударной вязкости современных сталей с микронным зерном и высокой чистотой по вредным примесям.
Ключевые слова: стали для металлических конструкций, сопротивление разрушению, ударная вязкость, дизайн образца, микроструктура, чистота металла.
ЛИТЕРАТУРА
1. Соколовский П. И. Малоуглеродистые и низколегированные стали. М. : Металлургия, 1966. 216 с.
2. Скороходов В. Н., Одесский П. Д., Рудченко А. В. Строительная сталь. М. : Металлургиздат, 2002. 624 с.
3. Шабалов И. П., Морозов Ю. Д., Эфрон Л. И. Стали для труб и строительных конструкций с повышенными эксплуатационными свойствами. М. : Металлургиздат, 2003. 502 с.
4. Эфрон Л. И. Металловедение в "большой" металлургии. Трубные стали. М. : Металлургиздат. 2012. 696 с.
5. Одесский П. Д., Ведяков И. И. Сталь в строительных металлических конструкциях. М. : Металлургиздат, 2018. 906 с.
6. Мурысев В. А., Сомов С. А., Кислица В. В. [и др.]. Совершенствование технологии внепечной обработки жидкой стали в условиях ЛПК филиала АО "ОМК-Сталь" // Развитие технологии производства стали, проката и труб на Выксунской производственной площадке: сб. тр. под ред. А. М. Барыкова. М. : Металлургиздат, 2016. С. 183-201.
7. Исаев О. Б., Чичкарев Е. А., Кислица В. В. [и др.]. Моделирование современных процессов внепечной обработки и непрерывной разливки стали. М. : Металлургиздат, 2008. 376 с.
8. Одесский П. Д. Развитие подходов к оценке сопротивления разрушению стали для строительных металлических конструкций и современные стандарты // Деформация и разрушение материалов. 2018. № 1. С. 29-41.
9. Махутов Н. А., Морозов Е. М., Матвиенко Ю. Г. Становление и развитие испытаний на ударную вязкость в СССР и России // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2001. № 7. С. 42-49.
10. Одесский П. Д., Ведяков И. И. Ударная вязкость сталей для металлических конструкций. М. : Интермет Инжиниринг, 2003. 232 с.
11. Стрелецкий Н. С. К вопросу развития методик расчета по предельным состояниям // Развитие методики расчета по предельным состояниям. М. : Стройиздат, 1971. С. 5-37.
12. Фридман Я. Б. Механические свойства металлов: в 2 ч. Механические испытания. Конструкционная прочность. М. : Машиностроение, 1974. Ч. 2. 368 с.
13. Бернштейн С. В. Эффективность рафинирования стали для получения толстолистового проката повышенной хладостойкости и однородности // Стали повышенной прочности и хладостойкости для металлических конструкций: сб. науч. тр. ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко. М., 1987. С. 111-121.
14. Покрытие Большой спортивной арены стадиона "Лужники" г. Москва (проектирование, научные исследования и строительство). М. : ФОРТЭ, 1998. 144 с.
15. Одесский П. Д., Ратов В. А., Винклер О. Н. Оценка трещиностойкости низколегированных сталей для магистральных трубопроводов // Физико-химическая механика материалов. 1987. № 2. С. 74-79.
16. Ведяков И. И., Одесский П. Д. Стали третьего поколения для строительных металлических конструкций // Промышленное и гражданское строительство. 2013 № 7. С. 5-11.
Для цитирования: Ведяков И. И., Одесский П. Д., Гуров С. В., Сосков А. А. Оценка ударной вязкости сталей для строительных металлических конструкций // Промышленное и гражданское строительство. 2018. № 10. С. 22-34.