Конструкций металлических: Металлические конструкции: описание,фото,видео. | Строительные материалы

Металлоконструкция — это… Что такое Металлоконструкция?

У этого термина существуют и другие значения, см. МК.

Металлоконструкции (также: металлические конструкции, сокр.: МК) — общее название конструкций из металлов и различных сплавов, используемых в различных областях хозяйственной деятельности человека: строительстве зданий, станков, масштабных устройств, механизмов, аппаратов и т. п. В машиностроении обычно под металлоконструкциями подразумеваются детали, изготовленные из профилированного металла, в отличие от литых деталей и поковок.

История

До начала XX века в строительстве применялись в основном металлические строительные конструкции из чугуна (главным образом в колоннах, балках, лестницах и т. д. Современные металлоконструкции подразделяются на стальные и из лёгких сплавов (например, алюминиевых).

В современном строительстве получили распространение стальные конструкции, используемые в несущих каркасах промышленных сооружений, жилых и общественных зданий, в пролётных строениях мостов, каркасах доменных печей, газгольдерах, резервуарах, мачтах, опорах линий электропередачи и др.

Некоторые известные объекты из металлоконструкций

• Купол Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге диаметром 22 метра.
• широко применяются в качестве ограждающих элементов (заборы, ограждение) и в виде отделочных деталей зданий.
• Эйфелева башня — 300-метровая башня в Париже, столице Франции;
• Шуховская башня — телебашня, выполненная в виде несущей стальной сетчатой оболочки. Расположена в Москве на улице Шаболовка.
• Turning Torso — небоскрёб в Мальмё, Швеция, расположенный на шведской стороне пролива Эресунн.
• Небоскрёб Мэри-Экс — 40-этажный небоскреб в Лондоне, столице Великобритании, конструкция которого выполнена в виде сетчатой оболочки с центральным опорным основанием.
• Мосты, опоры чего-либо, пролёты, стрелы, балки-перекрытия, каркасы для железобетонных конструкций, каркасы свай.
• Башенный кран, мостовой кран, в основе которых лежат МК — несущая конструкция;
• ЛМК — под легкими металлоконструкциями подразумеваются здания с большими пролетами, в которых ограждения выполнены с использованием тонколистового профилированного металла и облегченного синтетического утеплителя, например, сэндвич-панели.

Преимущества

Металлоконструкции (например, из алюминиевых сплавов) обладают рядом достоинств:

• лёгкость;
• коррозионная стойкость;
• технологичность;
• пространственная прочность, жесткость;
• высокие декоративные свойства;
• быстрота монтажа (сооружения).

Составные части металлоконструкции

Металлоконструкции изготовляются из различного рода металлопрокатной продукции:

Способы соединения

По характеру соединения элементов между собой различают:

• сварные соединения;
• клёпаные соединения;
• болтовыми соединения;
• и др.

Типы МК

См. также

Ссылки

Металлоконструкции в строительстве и машиностроении

Металлоконструкции (МК) сегодня имеют широкое применение. Главная сфера их использования – строительство. Но изделия из металла, о которых пойдет речь в этой статье также применяются в станкостроении, судостроении, изготовлении вагонов, судов, различных механизмов и т. п. Стальные системы стали популярны в середине XIX века. Когда были открыты новые способы их изготовления, характеризующиеся быстротой придания заготовкам нужного вида и качеством получавшихся деталей.

Виды металлоконструкций в строительстве

Широкое применение МК в строительстве обусловлено их высокими характеристиками и возможностью подобрать такие детали, которые помогут возвести строение любого типа, формы и характеристик. В строительстве используются следующие виды проката:

• Швеллеры.
• Тавры и двутавры.
• Уголки.
• Трубы.

Строительство различных сооружений из железных деталей сегодня очень популярны. Благодаря малому весу и легкости монтажа, такие МК можно использовать при возведении торговых комплексов, выставочных центров, цехов, складских помещений, хозяйственных и коммерческих объектов. Классифицируются металлоконструкции по нескольким признакам. Главным, из которых является – разновидность строения: цельные и сборно-разборные.

Сегодня все чаще используется второй тип. Он позволяет быстро возвести здание и его быстро демонтировать при необходимости. Благодаря сборно-разборным элементам сооружение можно перевести на новый объект и возвести там. При этом такой процесс можно провести быстро и качественно.

И также, все стальные детали делятся по назначению: ограждающие и несущие.

Их сфера использования понятна из принадлежности к тому или иному классу. Например, балка – часто используется как несущий элемент. Ограждающие элементы используются для предотвращения попадания в зону ограждения посторонних лиц.

Делятся металлоконструкции и по материалам изготовления. Сегодня чаще других применяются стальные и алюминиевые детали.

Еще один вид классификации таких изделий определяет их степень готовности. По этому показателю все МК делятся на готовые к использованию и требующие сборки.

По методу изготовления они бывают:

• Сварные.
• Штампованные.
• Клепаные.
• Болтовые.
• Винтовые.

И также встречаются комбинированные МК. В которых используются сразу несколько типов соединений.

Классификаций металлических конструкций существует большое множество. Например, они могут делиться по степени воздействия коррозии или работам в определенных температурных режимах. Благодаря массовому выпуску таких элементов в соответствии с ГОСТами, их можно использовать для возведения зданий различного назначения и характеристик.

Многие производители такого проката могут предложить своим клиентам выпуск изделий нестандартных размеров и формы.

Роль МК в строительстве трудное переоценить. И с каждым годом потребность в различных двутаврах и швеллерах только возрастает. Сегодня наметилась эпоха каркасного строительства. Практически все современные здания коммерческого типа имеют каркасное основание из металлоконструкций. Они позволяют добиться необходимых характеристик и значительно сократить время строительства.

Металлический остов таких строений надежен и устойчив к атмосферным воздействиям. А благодаря частичной сборки на заводе, застройщики сокращают время на возведение постройки.

Разновидности несущих систем

При возведении зданий и объектов могут использоваться следующие виды несущих оснований:

• Каркасы сооружений.
• Остовы железнодорожных мостов.
• Системы коммуникаций.
• Поддерживающие элементы линий электропередач.

Широко используются временные сооружения из металла: опалубки, ограждения, лестницы, перила, леса и т. п. В отличие от железобетона, элементы из металла обладают следующими преимуществами: невысокая стоимость, хорошая прочность, низкий вес, возможность быстрой доставки на объект, устойчивость к негативному воздействию внешних сред, большой срок эксплуатации.

Все несущие металлоконструкции изготавливаются из различных марок стали. Выбор той или иной марки зависит от типа сооружения и необходимых характеристик конструкции. Для сборно-разборных конструкций должны применяться особые требования. С одной стороны, важно добиться необходимых показателей прочности. А с другой, они должны обладать небольшим весом. Ведь небольшая масса входящих в сборно-разборную конструкцию элементов облегчает ее монтаж и транспортировку.

Такие конструкции быстро собираются на объекте. Благодаря использованию элементов стандартного размера их можно применять для сборки зданий различной формы и характеристик. Для этого достаточно доукомплектовать набор новыми элементами. Простота такой сборки позволяет справиться с возведением строения собственными силами. Без привлечения специалистов сторонних организаций.

Большинство сборных систем собираются из различных профилей. Они обшиваются сэндвич-панелями. После прокладки коммуникаций, сооружение готово к дальнейшему использованию. Таким образом, можно возвести торговые центры, цеха различного производства и сооружения другого типа.

Балка

Балка стальная — один из самых популярных элементов МК. Ее используют для монтажа фундамента, возведения, мостов и стен высотных зданий. На современной строительной площадке обойтись без таких металлических элементов невозможно. С ее помощью можно заменить некоторые «традиционные» материалы.

Балки металлические классифицируются по следующим признакам:

• назначению;
• техническим характеристикам;
• размерам;
• гранями полок;
• технологии производства.

Балки изготавливают из углеродистых или легированных сталей. Некоторые виды таких балок могут иметь цинковое покрытие. Благодаря которому хорошо переносит воздействие влаги. Что помогает увеличить срок их службы.

Балка металлическая может быть изготовлена путем горячей прокатки или с помощью сварки. Наилучшими характеристиками обладает балка горячекатаная. Они выпускаются длиной 3–14 метров. Стальные балки – это универсальный и незаменимый строительный материал, обладающий широкой сферой применения.

Двутавр

Двутавр – это разновидность металлической балки. В большинстве случаев такой стальной элемент МК производится методом проката. Благодаря своей жесткости такая балка может выдержать значительные нагрузки. При своем небольшом весе этот вид металлического проката позволяет использовать двутавры при монтаже несущих элементов сооружений любого типа. При этом строители могут сэкономить на бетоне и других материалах.

Двутавры чаще всего используют при возведении сооружений коммерческой недвижимости, высотных жилых домов, эстакад и мостов. Сегодня ни один строительный объект не обходится без использования этой металлической конструкции.

Двутавры специального назначения применяются для усиления шахтных выработок. Этот вид металлического проката сегодня очень востребован.

Швеллер

Швеллер, как и двутавровая балка, один из самых часто использованных металлических изделий на любой стройке. По некоторым показателям, швеллер обладает не меньшими характеристиками чем двутавр, но при этом стоит дешевле.

Его производят путем горячей прокатки заготовки через специальный станок. Который придает швеллеру знаменитую П-образную форму. Сегодня существует и холоднокатаный метод производства швеллеров. Но при таком способе получаемое изделие не обладает теми характеристиками как его горячекатанный аналог.

Конструкция швеллера позволяет ему выдерживать большие нагрузки. Что делает его популярным во многих областях строительства, машиностроения, станкостроения и т. п. Самой популярной разновидностью швеллера является «14-й». Он применяется для изготовления стальных конструкций, где необходимы жесткое укрепление и армированные свойства швеллера. Этот вид швеллера обладает самой большой сферой применения и популярностью.

Ферма

Стальные фермы сегодня являются важным элементом быстровозводимых зданий коммерческого и промышленного назначения. Такая конструкция из профилей или стальных труб, соединенных с помощью фасонок.

Такие конструкции обладают множеством преимущества. Они легкие и прочные. Ферму легко обшить профнастилом или другими материалами. Существует несколько разновидностей ферм, которые широко представлены в строительстве:

• арочные;
• с параллельными поясами;
• шведовые;
• портальные.

Благодаря таким МК можно реализовать многие сложные проекты максимально быстро и качественно.

Металлический уголок

Стальные уголки применяются в строительстве для усиления армирования бетона, в отделке помещений, в качестве основы перекрытия, для связки и усиления конструкции. Изготовленные из низколегированной стали железные уголки способны выдержать перепады температур, высокую влажность и другие неблагоприятные условия окружающей среды.

Кроме применения в строительстве, такие стальные уголки используются в мебельном деле, станкостроении, автомобилестроении и других сферах. Элементы такого профиля из нержавеющей стали используются для создания кровли.

Название этому виду металлоконструкции дано по его Г-образной форме. Чаще всего такой строительный элемент производится методом горячей прокатки. Сегодня в продаже можно увидеть различные типы уголков. Каждый из них имеет свои характеристики и сферу применения. Кроме стандартных размеров, производители могут изготовить под заказ такие элементы любых форм и характеристик.

Металлоконструкции в машиностроении

Металлические конструкции используются при изготовлении транспортных машин, испытывающих сильные нагрузки. Чаще всего, при их сборке, используются сварные и клепанные конструкции. При изготовлении того или иного узла учитываются такие характеристики детали, как:

• форма и сопряжение элементов;
• толщина и марка металла;
• тип соединения и профиль сечения.

Еще одним преимуществом металлоконструкций является их постоянная модернизация. Технологии производства МК постоянно совершенствуются и внедряются новые решения. Все это помогает стальным конструкциям расширять сферу использования. Еще несколько лет тому назад нельзя было представить широкое использование металлоконструкций в частном индивидуальном строительстве. Сегодня дома на металлическом каркасе не являются редкостью. И все больше людей выбирают для себя такой практичный и функциональный тип жилого строения.

Металлические конструкции

22.08.2013	Birjulev. Proektirovanije metallicheskix konstrukcij (1990).djvu	6	Baires
09.07.2013	О.А.Ривош металлические стропильные фермы	7	Мизов В.М. — книжка 1928г автор О.А.Ривош
28.06.2013	Steel Designers’ Manual 7-th edition	9	ak762
17.04.2013	Брауде З.И., Ляпин А.Г., Топилин Н.В. Конструкции из алюминиевых сплавов. 1964	3	ЛАО
17.04.2013	Грибов Г.В. Экономическая эффективность и перспективы применения в строительстве конструкций из алюминиевых сплавов. 1976	1	ЛАО
17.04.2013	Кирсанов Н.М. Применение алюминиевых сплавов в строительстве. 1960	2	ЛАО
16.04.2013	Корниенко В.С. Защита строительных конструкций из алюминиевых сплавов от коррозии. 1960	2	ЛАО
16.04.2013	Котляр Е.Ф. Строительные конструкции из алюминиевых сплавов за рубежом. 1960	2	ЛАО
15.04.2013	Богданов Т.М., Богомолова А.Д. и др. Соединения в строительных конструкциях из алюминия. 1959	2	ЛАО
15.04.2013	Инструктивное письмо ИП-4-58. Оборудование и материалы для аргоно-дуговой сварки алюминиевых конструкций. 1959	2	ЛАО
14.04.2013	Котляр Е.Ф. Алюминий в строительстве за рубежом. 1958	2	ЛАО
16.04.2013	Тарановский С.В., Хохарин А.Х. Конструкции из алюминиевых сплавов. 1961	2	ЛАО
01.03.2013	Мандриков А.П. Примеры расчета металлических конструкций (new). 1991	15	ЛАО
10.02.2013	Тришевский И.С., Клепанда В.В. Металлические облегченные конструкции. 1978	3	ЛАО
10.02.2013	Бирюлев В.В. Металлические неразрезные конструкции с регулированияем уровня опор. 1984	6	ЛАО
10.02.2013	Качурин В.К. Теория висячих систем 1962	7	Качурин В.К.
31.01.2013	Временная инструкция о составе и оформлении строительных рабочих чертежей зданий и сооружений. Чертежи КМД. Приложение. 1979	4	ЛАО
25.01.2013	Троицкий П. Н., Левитанский И. В. Исследование действительной работы сварного рамного узла крепления и рекомендации по его расчету / / Материалы по ме	4	P1@t0n
24.01.2013	Васильченко В.Т. и др «Справочник конструктора металлических конструкций» 1990	7	Armin & бап
04.01.2013	Малышев_Сварка и резка в промышленном строительстве_Справочник монтажника_1977_784	2	eilukha
19.11.2012	Составление деталировочных чертежей_OCR	6	DEM
17.11.2012	Металлические конструкции. Том 3(под ред. Кузнецова)	10	DEM
17.11.2012	Металлические конструкции. Том 2(под ред. Кузнецова)	7	DEM
16.11.2012	Металлические конструкции. Том 1(под ред. Кузнецова)	15	DEM
09.11.2012	Рекомендации по применению огнезащитных покрытий для металлических конструкций (1984)	1	culman
12.11.2012	Строительные металлические конструкции. Из опыта применения высокопрочных сталей и гнутых профилей. Лихтарников Я.М., Клыков В.М., Ладыженский Д.В., З	4	Misha_Vasylievich
26.10.2012	Н.С. Стрелецкий. Курс металлических конструкций. Часть 1. 1940 г.	11	HooL&GuN of ННГАСУ
12.11.2012	Стальные сейсмостойкие каркасы многоэтажных зданий	7	Misha_Vasylievich
20.07.2012	Материалы для проектирования из термопрофилей ИНСИ шифр 66-00-МП	3	Борис
05.03.2012	Патон Е.О., Петров М.В. Изыскание рационального типа электросваренных сквозных ферм. 1931	1	ЛАО

Устройство металлического каркаса: простота плюс надежность

Вопросы, рассмотренные в материале:

• Какие существуют разновидности металлических каркасов
• В чем заключаются достоинства и недостатки подобных конструкций
• Каково устройство каркаса из металлического профиля
• Как собрать металлический каркас для потолка, стен и возведения перегородки

В настоящее время в строительстве широко распространены различные металлоконструкции. Они долговечны, легковозводимы, экономичны и имеют высокие эксплуатационные качества. Устройство металлического каркаса, его универсальность и совместимость со многими другими материалами, например, стеклом или гипсокартоном, дает возможность применения подобных конструкций в самых различных сферах.

 

Разновидности и устройство металлического каркаса

Существует несколько видов металлокаркаса, каждый из которых применяется в определенном направлении строительства:

1. Металлокаркасы для быстровозводимых конструкций.

Металлокаркасы широко применяются при строительстве быстровозводимых зданий, к которым относят склады, ангары, отдельно стоящие торговые павильоны и кафе. Такие каркасы, как правило, поставляются в виде набора стандартных деталей, имеющих удобные для складирования и транспортировки размеры. На месте из этих деталей достаточно просто монтируется основа нужного здания.

По способу монтажа сборные металлические каркасы классифицируют на стационарные и мобильные конструкции.

• Стационарные. Конструкции, собираемые из деталей такого набора, прочны, надежны и долговечны. Так как их используют постоянно, то они капитально вмонтированы в фундамент. Детали каркаса изготовлены из качественного дорогого металла, имеющего длительный срок службы.
• Мобильные. Устройство сборных металлических каркасов этого типа предполагает возможность их многократного монтажа и демонтажа, поэтому они должны легко собираться и разбираться. Детали этих конструкций достаточно легкие, компактные и устойчивые к внешним воздействиям. Такие каркасы оптимальны для летних кафе, садовых павильонов, временных беседок и т. д.

2. Несущие металлокаркасы зданий.

Каркас – это несущая основа любого здания. В современных строительных технологиях, как правило, используют металлический каркас, в основе устройства которого металлические вертикальные стойки и горизонтальные перекладины – ригели. Они присоединяются друг к другу при помощи сварки и болтов, в результате чего получаются поперечные рамы, к которым крепится система растяжек, придающая прочность возводимому зданию.

Вся конструкция из стоек и рам устанавливается на фундамент. Когда основа каркаса здания смонтирована, начинается монтаж кровельных и стеновых прогонов. Полностью готовый металлический каркас облицовывается кирпичом, железобетоном или другим подходящим материалом. Совершенно ясно, что от качества установки конструкции напрямую зависит прочность, надежность и долговечность всего здания.

3. Арматурные металлокаркасы.

Каркас из арматуры является основой любого железобетонного изделия. Арматура служит для усиления несущей способности элементов здания, повышения прочности и устойчивости к разного рода воздействиям. Материалом арматуры чаще всего бывает металл. От качества каркаса из арматуры зависит долговечность возводимого здания.

По устройству металлические армокаркасы бывают сварными, линейными или объемными.

• Сварные. Продольно и поперечно направленные стержни металлической арматуры в местах пересечения между собой свариваются, образуя жесткий каркас, впоследствии заливаемый бетоном.
• Линейные. Их используют для армирования стен, потолков, стяжек для полов. Поверхности, армированные такими каркасами, необязательно должны быть плоскими. Часто это изогнутые, цилиндрические и прочие элементы с малой площадью поперечного сечения.
• Объемные. Это полностью трехразмерные конструкции. Формируются они из предварительно изготовленных металлических решеток.

4. Металлокаркасы для лестничных пролетов.

Такое исполнение лестницы отличается прочностью и долговечностью. Как правило, сначала конструкция монтируется, затем ее облицовывают. В качестве облицовки используют разнообразный материал: металл, дерево, камень и т. д.

Металлический каркас не только придает лестнице прочность и долговечность, но и часто является оригинальным дизайнерским ходом.

5. Интерьерные металлокаркасы.

Чаще всего – это металлические каркасы мебели. Скамейки, стулья, столы, кровати и т. д. Плюсом такой мебели является ее долговечность. Изделия, основой которых является металлокаркас, более устойчивы к внешним воздействиям и способно выдержать большие нагрузки.

В массе своей такая мебель не отличается изысканным дизайном. Она находит применение в служебных помещениях. Однако некоторые образцы на основе металлического каркаса, разработанные профессиональными дизайнерами по индивидуальному заказу, могут быть уникальными объектами, способными украсить любой интерьер.

Устройство металлических каркасов также нашло широкое применение в промышленном строительстве. Их применяют при возведении перегородок, сборных потолков и полов. Каркасные конструкции незаменимы при сооружении спортивных и зрелищных арен, оформлении спектаклей и перформанса.

Достоинства и недостатки металлического каркаса

Основным достоинством устройства металлического каркаса при строительстве зданий является сравнительно малая трудоемкость работы. Технология основана на сборке уже готовых элементов, выполненных на заводском конвейере, который обеспечивает точность деталей, их качество и массовость производства.

Детали каркаса крепятся между собой в основном болтами. Крепление болтами – это относительно нетрудоемкая, технологичная операция, позволяющая использовать средства механизации. Кроме того, при монтаже каркаса отсутствуют «мокрые» процессы, имеющие место в строительстве.

Рекомендовано к прочтению

Поэтому, имея небольшое количество квалифицированных рабочих, обеспечив электроснабжение строительной площадки, без применения тяжелой техники на облегченном фундаменте можно возвести каркас конструкции целого дома всего за 2-3 недели. Меньше, чем при традиционном строительстве, будут и финансовые расходы.

Среди недостатков строений со сборным каркасом из металлического профиля отметим в первую очередь потерю устойчивости конструкции при пожаре. Под действием прямого огня металлокаркас очень быстро теряет устойчивость, что приводит к обрушению всего здания и может стать причиной большого количества жертв. Еще одним недостатком является наличие так называемых «мостиков холода» (металлические детали, контактирующие с внутренней и внешней сторонами стены, способные уводить тепло из помещения наружу).

Устройство каркаса из металлического профиля

Основа каркаса – профиль. Его, как правило, делают из оцинкованной стали. Различают несущий и направляющий профили. Последний формирует плоскости и крепится к несущему.

Все профили различаются своей формой и размерами.

• Несущий профиль марки CD (ПП). Это самые распространенные типы профиля для стоек и потолка. Самый популярный размер для потолка и стен – CD-60 (ПП-60). Он прочен, имеет невысокую погонную массу и легко гнется, что необходимо при сборке многоуровневых потолков. Стандартные размеры составляют от 2,75 м до 4,5 м с поперечным сечением 60 на 27 мм.
• Арочный. Довольно дорогой профиль, используемый при формировании сложных фигурных конструкций. Его легко гнуть руками. Типоразмеры те же, что и у профиля, описанного выше.

• Направляющий из металла UD (ПН). Устройство этого вида металлического профиля «заточено» под монтаж гипсокартона. Размеры профиля UD-27 (ПН-27) с сечением 28х27 мм совпадают с толщиной ГКЛ. Стандартная длина рейки составляет 3 м.
• Профиль марки CW (ПС). Несущий или стоечный металлический профиль для стен, арок и перегородок. Самостоятельно используется редко из-за низкой жесткости. Для ГКЛ рекомендуется CW-50 с размерами сечения – 50х50 мм. Есть аналогичные элементы с большим сечением – CW-75, CW-100 (50х75 мм и 50х100 мм соответственно).
• Направляющий UW (или ПН). Эта марка обычно используется совместно с маркой CW. Самым распространенным размером является UW-50. Его используют для формирования внешних углов. Размер сечения – 50х40 мм. Для сборки каркасов применяют UW-75, UW-100 совместно с CW-75, CW-100.

Толщина металла, из которого сделан профиль, различная. Оптимальная составляет 0,55–0,6 мм.

Из аксессуаров и приспособлений, упрощающих монтаж и увеличивающих прочность сборных металлических каркасов, используют следующие элементы:

• Подвесы. Различают прямой и анкерный. Первый выполнен в виде металлической перфорированной ленты с возможностью продольного сгибания ее в виде буквы «П». Подвес крепится к несущей поверхности дюбелем и рассчитан на нагрузку до 40 кг. Длина такого подвеса составляет от 7,5 до 30 см (наиболее распространенная длина – 12,5 см).

Анкерный или пружинный подвес с тягой используют тогда, когда длины прямого не хватает. Для ее увеличения служит тяга-спица размером от 25 до 100 см. Рассчитан такой подвес на 25 кг нагрузки. Использование этого подвеса упрощает установку потолка в горизонтальной плоскости.

• Соединители несущих профилей. Их можно разделить на продольные, крестообразные, двухуровневые и угловые. Продольные соединители служат для увеличения длины несущего профиля. Крестообразные или одноуровневые («крабы») применяют для крепления реек из металла одного уровня крест-накрест. Их грузоподъемность составляет до 20 кг/м² поверхности. Двухуровневые соединители предназначены для связки несущих профилей различных уровней.

При установке металлического каркаса применяют следующий крепеж:

• Дюбели. Обычно применяют такие приспособления из пластмассы двух типоразмеров. Для крепления направляющих – 40 мм, для крепления каркаса второго уровня – 6 мм.
• Саморезы. Служат для соединения элементов каркаса между собой и крепления к ним гипсокартона. Применяют саморезы сверлящие (головка типа буравчик – LB), прокалывающие (головка – LN), диаметром 3,5 мм и длиной 9–16 мм, а также универсальные с пресс-шайбой и острой головкой или тексы с размером 9,5х3,5 мм. Гипсокартон крепят саморезами по металлу TN25 длиной 25 мм и диаметром 3,5 мм с частой резьбой. Для многослойного гипсокартона применяют детали длиной 35 мм.

Сборка металлического каркаса для потолка, стен и устройства перегородок

Перед тем как приступить к работе, проводятся обмеры и расчет. В случае капитального ремонта монтаж нужно начинать с потолка, переходя потом на стены. Разметку потолка начинают с самого его нижнего участка, а стен – с заваленной внутрь комнаты или с откосов окон. Расстояния профилем должно соответствовать размеру листов гипсокартона (40 или 60 см).

Приступать к следующей стене следует только после того, когда полностью будет завершена обшивка предыдущей. При монтаже необходимо сразу же учесть установку светильников, розеток, выключателей, предусмотреть места для прокладки коммуникаций, продумать, как будет установлена теплоизоляция и звукоизоляция. Обычно между каркасом и стеной оставляют свободное пространство около 10 см. Под направляющие подкладывают уплотнительную ленту, промазанную герметиком.

Из инструментов необходимо иметь болгарку, лазерный или строительный (двухметровый) уровень.

• Работа с потолком.

В первую очередь с помощью лазерного уровня по всему периметру нанесите линии положения направляющего профиля. При этом следует учесть кривизну потолка, толщину профиля, размеры листа гипсокартона и изоляции.

Затем нарезаются и равномерно, с шагом 50 см, крепятся гвоздями дюбелей сами направляющие. После чего на потолке размечают точки крепления прямых подвесов – несущего профиля. Следует иметь в виду, что расстояние от стены до первого подвеса – 20 см. Остальные ставят с шагом 40–60 см, но не менее одного метра.

Затем готовят несущий профиль. При необходимости его удлиняют с помощью продольного соединителя.

Несущие устанавливаются в следующем порядке: первый ставится в 10 см от стены, второй от него через 40 см, а все остальные с шагом 50 см. Если планируется вешать тяжелые люстры, то шаг снижают на 5 см. На этом этапе важно убедиться, чтобы светильники не попадали на каркас. После проверки на плоскостность подвесы прикручивают к профилям.

Поперечные балки ставят реже и связывают их крабами. Фактическое положение несущего профиля отмечают на стенах, чтобы не промахнуться при последующей установке листов гипсокартона.

• Работа со стенами.

Определив заваленную сторону, начинают с нее разметку. В соответствии с разметкой по всему периметру прокладывают и закрепляют направляющий профиль, после чего приступают к монтажу несущих:

• Несущие нарезаем кусками на 1 см короче расстояния между направляющими. Первую вертикаль ставим в 10 см от края стены или в углу, следующие – через каждые 40 или 60 см, в зависимости от требуемой жесткости.
• При помощи саморезов с пресс-шайбой соединяем их.
• И, наконец, крепим подвесы к стене при помощи дюбелей. Делаем это, ориентируясь по предварительно натянутым нитям.

Соединяем подвесы с профилем. В углу профиль крепят к стене уголком, сделанным из куска профиля. Его надрезают по бортику, сгибают под 90°, одним концом крепят к стене, а другим прикручивают к несущему профилю саморезами. Такое устройство обеспечивает более прочное соединение.

В тех случаях, когда высота стен больше длины листа гипсокартона, в местах соединения листов необходимо установить поперечные балки. Так как листы устанавливают в шахматном порядке, то перемычки ставятся сверху или снизу по ширине листа.

• Установка перегородки.

На стенах, потолке и полу выполняют разметку под направляющие с учетом ширины перегородки. Далее нарезают или удлиняют профиль до требуемых размеров и приступают к его монтажу. Крепление осуществляется дюбелями. Шаг – 60 см.

После установки направляющих приступают к монтажу вертикальных стоек из несущего профиля. Его также устанавливают с шагом 40 или 60 см в зависимости от требуемой жесткости конструкции. Соединяют с несущим профилем стойки саморезами с каждой стороны в четырех местах или просекателем.

Поперечины из несущего профиля монтируют с таким же шагом. Несущие соединяют при помощи вырезов бортика на поперечинах. Крепят саморезами. Важно учитывать наличие проводки и коммуникаций. Под них делают специальные крепежи. Также внимание уделяется дверным проемам и нишам, если они планируются. Для большей прочности между стенами перегородки устанавливают перемычки, которые выполняют из кусков профиля.

Если выбран рифленый ПС, его не закрепляют. За счет его рифленой поверхности они и самостоятельно удерживаются в покое. Это экономит время монтажа.

Стоимость устройства металлического каркаса

Расценки на установку металлических конструкций зависят от таких факторов, как:

• Площадь постройки. Как правило, существуют скидки на большие объемы работ.
• Вид сооружения и уровень его сложности. Ясно, что уровень требований к холодному складу и к такому же по площади торговому комплексу будет разным. Соответственно, различными будут как затраты на строительство, так и цена на него.
• Ценовая политика компании.
• Вес металлических конструкций. Стоимость здания во многом зависит от общего веса монтируемого каркаса.
• Район. Расходы на доставку оборудования и перевозку рабочих так или иначе связаны с местоположением объекта.
• Состояние инфраструктуры. Дороги, в том числе и свобода проезда к объекту грузового транспорта и техники. Наличие электро- и водоснабжения и возможность к нему подключиться.
• Срочность выполнения. Если работу нужно произвести быстро, то появляется необходимость задействовать дополнительные бригады, увеличить объем используемой спецтехники при выполнении монтажа, ввести посменный график.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

• цветные металлы;
• чугун;
• нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

металлические конструкции — это… Что такое металлические конструкции?



металлические конструкции

металли́ческие констру́кции

строительные конструкции, выполненные из металла. Подразделяются на стальные и из лёгких сплавов. По характеру соединения элементов делятся на сварные, клёпаные и с болтовыми соединениями. Металлоконструкции обладают высокой прочностью, надёжны в эксплуатации, имеют малую массу (по сравнению с железобетоном). Основной недостаток – подверженность коррозии, поэтому они требуют специального покрытия и окраски.

Первоначально в металлических конструкциях использовали чугун. В 1779 г. в Колбрукдейле, в Англии, появился первый в мире мост из металла – арочный чугунный мост с пролётом арок в 21 м. Железнодорожный бум 1850-х гг. вызвал необходимость строительства множества мостов, способных выдержать вес поезда. Высококачественная сталь была тогда ещё редкостью, поэтому в США и большинстве европейских стран предпочитали строить из дерева и камня. Исключение составляла Англия, в те времена самый крупный производитель железа. В 1850 г. здесь был построен стальной мост через 400-метровый Менейский пролив. Он открыл эру стальных строительных конструкций. Все самые совершенные металлические конструкции 2-й пол. 19 в. возводились на основе опыта мостостроения; напр., ажурные конструкции из металла – Эйфелева башня в Париже (1889) и телевизионная башня на Шаболовке в Москве (1922) – были созданы инженерами-мостостроителями Г. Эйфелем и В. Г. Шуховым. С сер. 20 в. металлоконструкции широко применяются, помимо мостостроения, также в гражданском и промышленном строительстве (металлические каркасы многоэтажных зданий, башни, радиомачты, резервуары для хранения нефти, газа и т. д.).

Мост через р. Дору в г. Порту, Португалия

Энциклопедия «Техника». — М.: Росмэн. 2006.

.

• металлизация
• металлогалогенная лампа

Смотреть что такое «металлические конструкции» в других словарях:

• МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ — строительные конструкции, применяемые как несущие в каркасах зданий и др. инженерных сооружений (главным образом стальные металлические конструкции), в большепролетных покрытиях, обшивках стеновых и кровельных панелей (алюминиевые металлические… …   Большой Энциклопедический словарь

• металлические конструкции — строительные конструкции, применяемые как несущие в каркасах зданий и других инженерных сооружений (главным образом стальные металлические конструкции), в большепролётных покрытиях, обшивках стеновых и кровельных панелей (алюминиевые… …   Энциклопедический словарь

• Металлические конструкции — 9. Металлические конструкции 1,6 0,9(0,39) Источник: СНиП 4.07 91: Сборник сметных норм дополнительных затрат при производстве строительно монтажных работ в зимнее время (НДЗ 91) …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Металлические конструкции —         металлоконструкции, общее название конструкций, выполненных из металлов и применяемых в строительстве. Современные М. к. подразделяются на стальные (см. Стальные конструкции) и из лёгких сплавов (например, алюминиевых сплавов (См.… …   Большая советская энциклопедия

• МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ — общее назв. строит. конструкций, выполненных из металлов. Наиболее распространены стальные конструкции. Эффективны конструкции из лёгких сплавов. См. также Алюминиевые конструкции …   Большой энциклопедический политехнический словарь

• Конструкции клёпаные — – металлические конструкции зданий, сооружений, технологического оборудования, элементы которых соединяются заклёпками. Клёпаные конструкции применяются в мостостроении, строительстве промышленных зданий с большими динамическими нагрузками …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

• Конструкции сварные — – металлические конструкции зданий и сооружений, соединения элементов которых выполнены сваркой. С помощью сварки изготовляется до 95 % современных стальных конструкций. Особенно эффективны сварные листовые конструкции. [ Большой… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

• Конструкции из широкополочных двутавров и тавров — – широкая категория конструкций: колонны, подкрановые балки, стропильные и подстропильные фермы из широкополочных профилей. [Справочник проектировщика. Металлические конструкции”, в трёх томах, Москва, Высшая школа, 1999 г.] Рубрика… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

• Конструкции стальные — Конструкции стальные  – (устаревшее наименование металлоконструкций) конструкции из стального металлопроката, применяемые, прежде всего, в качестве несущих конструкций в зданиях и сооружениях. [СНиП II 23 81] Конструкции стальные  –… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

• Конструкции висячие пространственные — Конструкции висячие пространственные  – конструкции, в которых основные несущие элементы (тросы, кабели, стержневая арматура, металлические мембраны) испытывают только растягивающие усилия. [Терминологический словарь по бетону и… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Книги

• Металлические конструкции, Доркин Валентин Васильевич, Рябцева Маргарита Павловна. В учебнике изложены основные нормы и правила проектирования и расчета металлических конструкций, применяемых в промышленных и гражданских зданиях и сооружениях. Основные расчетные положения… Подробнее  Купить за 2659 руб
• Металлические конструкции, включая сварку. Учебник, Н. С. Москалев, Я. А. Пронозин, В. С. Парлашкевич, Н. Д. Корсун. Учебник отвечает классическим представлениям отечественной инженерной школы о стальных строительных конструкциях. В учебнике рассмотрены вопросы и производствасталей и проката, их основные… Подробнее  Купить за 2282 грн (только Украина)
• Металлические конструкции, Е. И. Беленя. Воспроизведено в оригинальной авторской орфографии издания 1986 года (издательство`Стройиздат`)… Подробнее  Купить за 2252 грн (только Украина)

Другие книги по запросу «металлические конструкции» >>

Металлические конструкции — страница 4

Аугустин Я, Шледзевский Е Аварии стальных конструкций	1978	3	MDV
Степаненко А.Н. Стальные двутавровые стержни с волнистой стенкой	1999	2	ЛАО
Чернов НЛ Стрелецкий НН Любаров БИ Расчеты стальных конструкций на прочность по критериям ограниченных пластических деформаций	1984	0	AlexKniga
Чернов НЛ и др Прочность сечений стальных тонкостенных стержней при ограниченных пластических деформациях	1990	0	AlexKniga
Чернов Любаров К расчету прочности элементов стальных и сталежелезобетонных конструкций по предельным пластическим деформациям	1979	0	AlexKniga
Стрелецкий НН и др Расчет элементов стальных конструкций по критерию предельных пластических деформаций	1978	0	AlexKniga
Волкова В.Є. Будівельні конструкції — Частина 1. Розділ «Металеві конструкції»	2008	3	alex.marvin
Остриков Г.М., Максимов Ю.С. Стальные сейсмостойкие каркасы многоэтажных зданий	1985	3	Геннадий1147
С.А.Филинов, И.В.Фиргер Справочник термиста С.А.Филинов, И.В.Фиргер	1964	1	wvovanw
Расчет балочной клетки	2004	0	Elizaveta Pryazhentseva
Богуславский Металлоконструкции грузоподъёмных машин и сооружений	1961	2	wvovanw
С.Л. Дыхно, В.Н. Корж Контактная сварка сталей с покрытиями	1988	4	Izarnon
Н.С. Стрелецкий Курс металлических конструкций. Часть I	1940	5	Izarnon
Н.С. Стрелецкий Курс металлических конструкций. Часть III	1944	6	Izarnon
А.Н. Гениев, В.А. Балдин Курс металлических конструкций. Часть II	1940	2	Izarnon
Смирнов А.Ф. Динамика и устойчивость сооружений	1984	3	Ильнур
Масленников А.М. Исследование устойчивости стержневых гиперболоидных башен	1959	2	ЛАО
Лихтарников Я.М. Металлические конструкции. Методы технико-экономического анализа при проектировании	1968	1	ЛАО
Лихтарников Я.М. Экономика стальных конструкций	1962	1	ЛАО
Рекомендации по проектированию зданий и сооружений с применением перекрестно-стержневых пространственных конструкций типа МАрхИ	1977	0	ЛАО
Стрелецкий Н.С. Работа стали в строительных конструкциях	1956	3	ЛАО
Стрелецкий Н.С., Стрелецкий Д.Н. Проектирование и изготовление экономичных металлических конструкций	1964	4	ЛАО
Сперанский Б.А. Предварительно напряженные сквозные металлические конструкциии	1967	1	ЛАО
Сперанский Б.А. Решетчатые металлические предварительно напряженные конструкции	1970	2	ЛАО
Беленя Е.И. Предварительно напряженные металлические несущие конструкции	1963	3	ЛАО
Хисамов Р.И. Конструирование и расчет структурных покрытий	1977	1	ЛАО
Хисамов Р.И., Агафонкин В.С., Замалиев Ф.С. Пособие по расчету и конструированию структурных покрытий из ферм	1973	2	ЛАО
Хисамов Р.И., Исаева Л.А. Определение технико-экономических показателей структурных конструкций	1979	1	ЛАО
Хисамов Р.И. Расчет и конструирование структурных покрытий	1981	1	ЛАО
Подлипский А.А. Стальные прутковые конструкции покрытий	1954	4	ЛАО

металлоконструкций

Точки плавления и кипения

Металлы имеют тенденцию к высоким температурам плавления и кипения из-за прочности металлической связи. Прочность связи варьируется от металла к металлу и зависит от количества электронов, которые каждый атом делокализует в море электронов, и от упаковки.

Металлы группы 1, такие как натрий и калий, имеют относительно низкие температуры плавления и кипения, главным образом потому, что у каждого атома есть только один электрон, вносящий вклад в связь — но есть и другие проблемы:

• Элементы группы 1 также неэффективно упакованы (с 8 координатами), поэтому они не образуют столько связей, сколько большинство металлов.

• У них относительно большие атомы (это означает, что ядра находятся на некотором расстоянии от делокализованных электронов), что также ослабляет связь.

Электропроводность

Металлы проводят электричество. Делокализованные электроны могут свободно перемещаться по структуре в трех измерениях. Они могут пересекать границы зерен. Несмотря на то, что узор может быть нарушен на границе, пока атомы соприкасаются друг с другом, металлическая связь все еще присутствует.

Жидкие металлы также проводят электричество, показывая, что, хотя атомы металла могут свободно перемещаться, делокализация остается в силе до тех пор, пока металл не закипит.

Теплопроводность

Металлы — хорошие проводники тепла. Тепловая энергия улавливается электронами в качестве дополнительной кинетической энергии (это заставляет их двигаться быстрее). Энергия передается по всему остальному металлу движущимися электронами.

Прочность и работоспособность

Ковкость и пластичность

Металлы описываются как ковкий (можно разбивать на листы) и пластичный (можно вытягивать на проволоку).Это происходит из-за способности атомов перемещаться друг по другу в новые позиции без разрыва металлической связи.

Если приложить небольшое напряжение к металлу, слои атомов начнут катиться друг по другу. Если напряжение снова будет снято, они вернутся в исходное положение. В этих условиях металл считается эластичным на единиц.

Если приложить большее напряжение, атомы перекатываются друг на друга в новое положение, и металл навсегда изменяется.

Твердость металлов

Этому перекатыванию слоев атомов друг на друга препятствуют границы зерен, потому что ряды атомов не выстраиваются должным образом. Отсюда следует, что чем больше имеется границ зерен (чем меньше отдельные кристаллические зерна), тем тверже становится металл.

В противоположность этому, поскольку границы зерен — это области, где атомы не находятся в таком хорошем контакте друг с другом, металлы имеют тенденцию к разрушению на границах зерен.Увеличение количества границ зерен не только делает металл тверже, но и делает его более хрупким.

Контроль размера кристаллических зерен

Если у вас чистый кусок металла, вы можете контролировать размер зерен с помощью термической обработки или обработки металла.

Нагрев металла имеет тенденцию приводить атомы в более правильное расположение — уменьшая количество границ зерен и тем самым делая металл более мягким.Если стучать по металлу в холодном состоянии, образуется много мелких зерен. Таким образом, холодная обработка делает металл более твердым. Чтобы восстановить его работоспособность, вам необходимо повторно нагреть его.

Вы также можете нарушить регулярное расположение атомов, вставив в структуру атомы немного другого размера. Сплавы , такие как латунь (смесь меди и цинка), тверже, чем исходные металлы, поскольку неоднородность структуры помогает предотвратить скольжение рядов атомов друг по другу.

,

Металлоконструкции | Строительство | Archello

Все о металлических конструкциях

Металлические конструкции со временем превратились в самый популярный строительный материал для жилых, а также коммерческих зданий. Огромные преимущества металла, особенно стальных конструкций, делают его одним из самых востребованных вариантов строительства, доступных сегодня. Даже бетон как строительный материал выигрывает от добавления стального каркаса. Обладая высокой гибкостью конструкции, металлические конструкции предлагают большую свободу проектирования, а также обеспечивают простоту обслуживания, что делает их разумным выбором для архитекторов.

Металлические конструкции могут быть окрашены в разные цвета и покрыты различными способами для соответствия различным критериям эффективности. Для изготовления этих продуктов используется много разных металлов. К наиболее популярным типам металлов относятся трубы из стали, нержавеющей стали, алюминия и меди.

Среди наиболее распространенных видов металлоконструкций — стальные конструкции. К ним относятся стальные строительные системы, стальные фермы, стальные балки и колонны, стальные решетчатые конструкции, стальные каркасные конструкции и соединения.Важным аспектом этих различных типов металлических конструкций является то, что они обладают превосходной прочностью и не стареют и не разрушаются быстро.

Металлические конструкции, особенно стальные, с очень высокой прочностью на разрыв и соотношением прочности и веса, являются очень хорошим выбором для более легких зданий с умеренным фундаментом. Легкость строительства — еще одно важное преимущество металлических конструкций. Чрезвычайно пластичные, жесткие и прочные, эти конструкции могут иметь бесчисленное множество форм и форм.

Процесс монтажа металлоконструкций также несложен по сравнению с конструкциями, изготовленными из других материалов. Стальные конструкции можно легко собрать путем сварки или соединения деталей на месте. Когда напряжение растяжения и сжатия здания распределяется по стальным балкам, архитекторы получают больше свободы и гибкости дизайна в пространстве. Кроме того, стальные конструкции позволяют архитекторам вносить изменения в последний момент.

Высоконадежные современные конструкционные металлические компоненты легко монтировать после изготовления.Повышенная эффективность металлических конструкций приводит к высокой рентабельности. Технологические разработки обеспечивают неограниченную доступность различных типов компонентов на рынке. Поскольку металл всегда был негорючим материалом, высокая огнестойкость может быть связана с металлическими конструкциями.

Еще одним преимуществом использования металлической конструкции является ее способность предотвращать коррозию. Доступные сегодня металлические архитектурные конструкции имеют огнестойкие и водостойкие покрытия, обеспечивающие максимальную защиту от воды и ущерба от огня.Из-за отсутствия пористости, необходимой для роста плесени и плесени, металлические конструкции легко становятся идеальным вариантом для строительства жилых и коммерческих зданий.

Управление металлическими конструкциями на строительной площадке становится простым благодаря изготовлению на месте и быстрой сборке компонентов. Обладая высокими показателями экологичности, металлические конструкции полностью поддаются биологическому разложению и бесконечно перерабатываются в качестве строительного материала.

Лучшие бренды металлических конструкций на Archello

Заинтересованы ли вы в использовании металлических конструкций в вашем следующем проекте? Вы хотите выбрать подходящий продукт, отвечающий вашим конкретным целям? Мы приглашаем всех архитекторов, дизайнеров, подрядчиков и инженеров использовать наш инструмент выбора продуктов, чтобы найти наиболее подходящие решения для металлических конструкций, которые могут быть включены в их следующий проект.

.

Вопросы металлургии: Структура металла

Когда вы думаете о расплавленном металле, имейте в виду пару моментов. Во-первых, тепло перетекает в холод — всегда. И это становится более понятным, если учесть, что теплые атомы движутся быстрее, чем холодные. И эти быстро движущиеся атомы натыкаются на другие атомы, заставляя их двигаться быстро.

Более того, чем теплее металл — или любой другой материал, если на то пошло, тем быстрее движутся атомы, составляющие этот металл.Да, есть внутренние притяжения, которые помогают удерживать атомы в луже, не позволяя им просто испаряться, но факт в том, что если они будут двигаться достаточно быстро, то есть достаточно нагреваются, они в конечном итоге испарятся, как водород и кислород. делать, когда вода закипает.

Когда тепловая энергия передается другой части, атомы отдают энергию, замедляясь и остывая. При испарении остается вода в виде пара.

Когда расплавленный металл охлаждается, атомные силы начинают притягивать или заставлять атомы превращаться в твердые частицы, называемые ядрами, которые принимают специфические и идентифицируемые кристаллические структуры.Поскольку ядра имеют кристаллическую структуру металла, к ядрам присоединяются дополнительные атомы. По мере того, как эти ядра становятся больше, они образуют зерна. Такое упорядоченное расположение атомов называется решеткой.

Но по мере того, как металл затвердевает и зерна растут, они растут независимо друг от друга, что означает, что в конечном итоге эти различные области растущих зерен должны встретиться. Когда они это делают, расположение атомов в зеренной структуре нарушается в этой точке встречи. Это называется границей зерен.Границы зерен образуют непрерывную сеть по всему металлу, и из-за нарушенной структуры на границе металл часто действует по-разному в местах границ.

Не говоря уже о границах зерен, каждое зерно в чистом металле имеет такую ​​же кристаллическую структуру, как и любое другое зерно, при той же температуре. Эта структура, которую можно идентифицировать под микроскопом, оказывает огромное влияние на характеристики металла.

Общие кристаллические структуры

Для наших целей все металлы и сплавы являются твердыми кристаллическими веществами, хотя некоторые металлы были образованы в лаборатории без кристаллической структуры.И большинство металлов принимают одну из трех различных решетчатых или кристаллических структур по мере их формирования: объемно-центрированная кубическая (ОЦК), гранецентрированная кубическая (ГЦК) или гексагональная плотноупакованная (ГЦП). Расположение атомов для каждой из этих структур показано на рис. 1 .

Рисунок 1 Три кристаллические структуры, которым отдают предпочтение металлы: (а) объемно-центрированная кубическая (ОЦК), (б) гранецентрированная кубическая (ГЦК) и (в) гексагональная плотноупакованная. (НСР).

Ряд металлов показан ниже с указанием их кристаллической структуры при комнатной температуре. И для справки: да, есть вещества без кристаллической структуры при комнатной температуре; например, стекло и силикон.

Алюминий — FCC

Хром — BCC

Медь — FCC

Железо (альфа) — FCC

Железо (гамма) — BCC

Железо (дельта) — BCC

Свинец — FCC

Никель — FCC

Серебро — FCC

Титан — HCP

Вольфрам — BCC

Цинк — HCP

Сплавы и атомное расположение

Все, что было описано до сих пор, относится к чистым металлам, что вызывает вопрос: что происходит, когда вы добавляете сплав или два? В конце концов, наиболее распространенные металлы — это сплавы, содержащие остаточные и добавленные металлические и неметаллические элементы, растворенные в основном металле.

Конечно, эти добавленные элементы могут существенно повлиять на свойства получаемого сплава. Но то, как эти элементы растворяются, или, другими словами, как они сочетаются с существующими атомами в кристаллической решетке исходного металла, также может сильно влиять как на физические, так и нефизические свойства конечного продукта.

По сути, существует два способа соединения легирующего элемента (элементов), называемых растворенными веществами, с основным или исходным металлом, который также называют растворителем. Атомы сплава могут объединяться либо путем прямого замещения, создавая твердый раствор замещения, либо они могут объединяться между собой, образуя твердый раствор внедрения.

Замещающий твердый раствор. Когда атомы сплава похожи на атомы исходного металла, они просто заменят некоторые из атомов исходного металла в решетке. Новый металл растворяется в основном металле с образованием твердого раствора. Примеры включают медь, растворенную в никеле, золото, растворенное в серебре, и углерод, растворенный в железе (феррит).

Промежуточный твердый раствор. Когда атомы сплава меньше, чем атомы исходного металла, они будут помещаться между атомами в решетке исходного металла.Атомы сплава не занимают узлы решетки и не заменяют ни один из исходных атомов. Конечно, это вызывает напряжение в кристаллической структуре, потому что она не идеальна: есть атомы, занимающие пространство, которое изначально было незанятым.

Конечным результатом обычно является увеличение прочности на разрыв и уменьшение удлинения. Примеры включают небольшие количества меди, растворенной в алюминии и углероде, и азота, растворенного в железе и других металлах.

Фазы, микроструктуры и фазовые изменения

Часто ни прямой раствор, ни раствор внедрения не могут полностью растворить все добавленные атомы.И когда это происходит, результат — смешанные атомные группировки. Другими словами, в одном и том же сплаве существуют разные кристаллические структуры. Каждая из этих различных структур называется фазой, а сплав, который представляет собой смесь этих различных кристаллических структур, называется многофазным сплавом.

Эти различные фазы можно различить под микроскопом при полировке и травлении сплава. Перлит — хороший пример многофазного сплава из семейства углерод-железо.

Фазы, присутствующие в сплаве, наряду с общим расположением зерен и границами зерен, объединяются, чтобы сформировать микроструктуру сплава.И микроструктура сплава имеет решающее значение, поскольку в значительной степени отвечает как за физические, так и за механические свойства этого сплава.

Например, поскольку граничные области замерзают последними при охлаждении сплава, границы зерен содержат атомы с более низкой температурой плавления по сравнению с атомами внутри зерен. Эти инородные атомы вызывают искажение микроструктуры и упрочняют сплав при комнатной температуре. Но с повышением температуры прочность сплава снижается, потому что эти атомы с более низкой температурой плавления начинают плавиться раньше, позволяя проскальзывать между зернами.

Кроме того, посторонние атомы или атомы нестандартного размера имеют тенденцию скапливаться на границах зерен, поскольку атомная структура нерегулярна. Это может привести к образованию фаз, которые снижают пластичность и приводят к растрескиванию во время сварки.

Учтите следующее: холодная обработка металла искажает всю его микроструктуру. Конечным результатом в большинстве случаев является то, что металл становится тверже. Атомы легирующего элемента искажают микроструктуру металла, и металл снова становится тверже. То же самое верно и для атомов сплава, которые растворяются в основном металле, а затем выпадают в осадок.Атомы уходят, но искажение остается, и металл тверже.

Размер зерна также важен. Вообще говоря, мелкозернистые металлы обладают лучшими свойствами при комнатной температуре. А размер определяется скоростью охлаждения. Быстрое охлаждение приводит к уменьшению зерен, и наоборот. Но факт в том, что размер зерна, структура границ зерен и присутствующие фазы важны. В целом, эти характеристики в совокупности определяют возможности и полезность металла.

Короче говоря, общая микроструктура металла определяет его характеристики.Сегодня почти каждый металл, который мы используем, представляет собой сплав с одним или несколькими элементами, добавленными для модификации, корректировки, исправления или изменения микроструктуры основного металла, создавая многофазную систему, которая может лучше удовлетворить наши потребности. И каждый раз, когда мы прикладываем резак к металлу, мы вызываем фазовый переход и влияем на его микроструктуру.

Это должно дать вам общее представление о структуре металлов и о том, что происходит, когда мы плавим их, чтобы сварить их вместе. В следующий раз мы рассмотрим фазовые превращения, содержание углерода, упрочнение, взаимосвязь между аустенитом и мартенситом и влияние сварки на металлургическую структуру.

.