Konstruktsiooniteras on ehitustööstuses paljude rakenduste jaoks asendamatu. Tegelikult moodustab see sektor ligikaudu poole maailma terasetarbimisest. Eelkõige konstruktsiooniteras pakub ehitus- ja muudele tööstusharudele terase materjali koostise ja vormivalikute põhjal mitmeid eeliseid. Nende tegurite kombinatsioon võib anda konstruktsiooniterasele mitmesuguseid mehaanilisi omadusi, mis sobivad hästi konkreetseteks rakendusteks. USA juhtiva konstruktsiooniterase teenuste pakkujana võib Infra-Metals Co. aidata teil leida teie rakenduse jaoks sobiva süsinikkonstruktsiooniterase koostise ja kuju.
Konstruktsiooniterase koostis
Usaldusväärse pikaealisuse tagamiseks ja äärmuslikule raskusele vastupidamiseks peab konstruktsiooniteras olema õige koostisega. Raud ja süsinik on kaks kõige olulisemat komponenti, mida terasetehased konstruktsiooniterase valmistamiseks kasutavad. Süsinik annab tugevust rauamaagile, mis on terase raua allikas ja on iseenesest üsna pehme. Kandevõime saavutamiseks peab konstruktsiooniteras olema kaalu järgi suurema süsinikusisaldusega ning tootjad saavad süsiniku kogust suurendada olenevalt tugevuse ja plastilisuse tasemest, mida nende rakendus nõuab. Enamikul ehituslikel eesmärkidel on vaja ainult madala süsinikusisaldusega või pehmet konstruktsiooniterast, mille süsinikusisaldus on vahemikus {{0}},04 kuni 0,30 massiprotsenti. Keskmise ja kõrge süsinikusisaldusega konstruktsiooniteras vajab 0,31–1,50 massiprotsenti süsinikku, mistõttu see teras sobib masinaehituslikeks rakendusteks.
Konstruktsiooniteras võib muu hulgas sisaldada ka mangaani, fosforit, väävlit ja silikooni. Kuigi tootjad võivad tugevuse suurendamiseks lisada oma terase koostisele täiendavaid metalle, nagu kroom, titaan ja molübdeen, on see sageli parem mittekonstruktsioonilise terase puhul, kuna see võib põhjustada hapra lõpptoote.
Olenemata koostisest peavad tootjad katsetama oma konstruktsiooniterast vastuvõetava voolavuse ja tõmbetugevuse osas. Üks osa sellest, mis muudab konstruktsiooniterase tugevaks, on selle võime anda kaalu surve all järele ilma kuju püsivalt muutmata. Punkti, kus konstruktsiooniteras muudab pöördumatult kuju, nimetatakse voolavuspiiriks. Kaalu lisanduv rõhk surub lõpuks terase tõmbetugevuse piirini, punktini, kus teras tegelikult puruneb. Voolutugevust ja tõmbetugevust mõõdetakse naelades ruuttolli kohta (psi) ja kilotollides ruuttolli kohta (ksi).
Konstruktsiooniterase löögi või energia neeldumise hindamiseks on Charpy löögikatse standardiseerinud protsessi. Operaatorid kasutavad kaalutud haamri pendlit ja konstruktsiooniterase materjali näidist, et arvutada, kui palju energiat konkreetne teras suudab neelata, kui pendel seda tabab, enne kui materjal saavutab voolavus- ja tõmbetugevuspiirid. Charpy test võib hõlmata ka temperatuuriteste, et jäljendada ümbritseva õhu temperatuuri kõikumisi.
Arvestades ehitusrakenduste kriitilisust, on Ameerika Testimis- ja Materjalide Ühingul (ASTM) enam kui 12.{1}} regulatiivset standardit, mis klassifitseerivad terase klassid ning reguleerivad materjali ja selle tolerantse. Need standardid tagavad ühtse standardi kõigis tööstusharudes ja tagavad, et ASTM-i nõuetele vastav teras on kõrgeima kvaliteediga. Mõned heakskiidetud konstruktsiooniterase klassid on ASTM A36, ASTM A500, ASTM A572 ja ASTM A588, millel on olenevalt rakendusest mitu kujuvalikut.
Struktuursed terasvormid
Lai valik kujuvalikuid võimaldab konstruktsiooniterasetoodetel ka konstruktsiooni ja disaini toetada. Kuju on raskuste ja rõhkude õigeks jaotumiseks hädavajalik ning õige valik tagab hoone vastupidavuse ja ohutuse. Erinevatel konstruktsiooniterase vormidel on ainulaadsed mehaanilised ja keemilised omadused, mis muudavad need erinevateks rakendusteks sobivaks. Need vormid hõlmavad järgmist:
Nurgad. Need L-kujulised risti asetsevad võrdsete või ebavõrdsete jalgadega ristlõiked asuvad tavaliselt konstruktsioonide nurkades ja mujal, et täiendada peamisi tugisambaid ja talasid.
Toru. Kuumvaltsitud terasrullidest valmistatud õõnsat toru, mida müüakse ümmarguse, ruudukujulise ja ristkülikukujulisena, on lihtne valmistada ja vajadusel keevitada. See on kerge konstruktsiooniline alternatiiv tahketele teraskonstruktsioonitoodetele.
I-talad.Need talad on ühed enimlevinud konstruktsiooniterastooted, nii talade kui sammaste jaoks. "I" või "H" ristlõike kahte paralleelset elementi tuntakse äärikutena ja ühenduselementi tuntakse võrena.
Laiad ääriktalad. Kui I-tala on palju pikem, on laia ääriktala äärikud võrega peaaegu risti.
Kanalid. Konstruktsioonikanalid on kuumvaltsitud C-kujuliseks ja neil on sarnaselt I-taladele laiem ühendusnurk äärikute ja lina vahel. Need pakuvad konstruktsioonilist tuge lisaks peamisele kandvale talale, tavaliselt toestamiseks või raamimiseks.
taldrikud. Süsinikterasest plaadid taluvad suurt raskust ja survet, muutes need ideaalseks ookeanilaevade jaoks. Need on tugevast ja pidevast konstruktsiooniterasest suured pinnad, mis on ette nähtud suurte pindade katmiseks.
Baarid. Kaubandusvarraste lühend: need on kuumvaltsitud ja külmviimistletud süsinikvarraste tüübid, millel on erinevad omadused, mõõtmed ja kuju alamkategooriad, nagu ümmargused, kandilised ja lamedad ristlõiked.
Konstruktsiooniterase eelised
Konstruktsiooniteras on äärmiselt tõhus ja tõhus materjal ehitusrakendustes. See toob sektorile palju eeliseid, näiteks roostevaba teras:
Kulutõhususe. Lisaks sellele, et konstruktsiooniteras on algse materjaliinvesteeringu osas ökonoomne, võib see sageli kaasa tuua kulude vähenemise muudes valdkondades, näiteks vähenenud materjalivajadused terase tugeva tugevuse tõttu, kiiremad ehitusgraafikud, väiksem jäätmete tootmine, ringlussevõtu võimsus jne. .
Turvalisus. Konstruktsiooniterase tugevus on määrav omadus, kuid sellel on ka muid omadusi, mis annavad sellele ohutu funktsionaalsuse. Teras on korrosiooni-, rooste-, hallituse-, leegi- ja termiliste tingimuste suhtes vastupidav. Lisaks ei purune see nagu muud materjalid, kui teraskonstruktsioon peaks nihkuma.
Kasvuga kohanemisvõimeline. Kuna tootjad projekteerivad konstruktsiooniterast spetsiaalselt selle tugevuse ja raskuse kandevõime järgi, siis kui ehitaja vajab või soovib ehitada kinnistule juurdeehitust, võib raami teras sageli muudatustega toime tulla.
usaldusväärne. ASTM-i standardid tagavad, et konstruktsiooniteras vastab kvaliteedistandarditele, mis on kõikides tööstusharudes ühtsed, nii et ostjad teavad, mida nad selle terase ostmisel saavad. See annab ehitajatele meelerahu, et toode on ettenähtud kasutamiseks ohutu.
Mitmekülgne. Konstruktsiooniterase suhteliselt kerge kaal ja tugevus võimaldavad luua ainulaadsemaid või keerukamaid ehitusprojekte ja arhitektuurilisi omadusi kui ehitusmaterjalid nagu puit.
Tõhus. Kui tootjad ühendavad konstruktsiooniterase tootmise arvutitehnoloogiaga, mis suudab luua mudeleid ja kaasata tarneahela, võivad need tehnoloogilised edusammud aidata kindlaks teha kulusid kokkuhoiu, disaini täiustamise ja ohutuskaalutluste valdkonnad.
Keskkonnasõbralik. Teras on taaskasutatav metall, mis säilitab oma tugevuse olenemata ringlussevõtu tsüklitest. See võime vähendab ka jäätmeid. Kuna Ameerikas on palju rauamaagi kaevandamise ressursse, näiteks Minnesotas, võib kodumaine terase tootmine olla jätkusuutlik tööstusharu.
Konstruktsiooniterase rakendused
Kõigi oma eelistega võrreldes teiste ehitusmaterjalidega toetuvad konstruktsiooniteras paljudele tööstusharudele, sealhulgas:
Hoone
autotööstus
Transport
Kaevandamine
Mereväe hoone
Pakendamine
Energia
Põllumajandus
