Előadó: Dr. Bukovics Ádám

Átírás

1 SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám 1. LŐADÁS Az ábrák forrása: [1] [2] [3] [4] Dr. Németh György: Tartószerkezetek III., Acélszerkezetek méretezésének alapjai Halász Ottó - Platthy Pál: Acélszerkezetek Ádány Sándor - Dulácska ndre Dunai László Fernezelyi Sándor Horváth László: Acélszerkezetek, 1. Általános eljárások, Tervezés az urocode alapján Dr. Csellár Ödön Szépe Ferenc: Táblázatok acélszerkezetek méretezéséhez SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám IFFL TORONY, PÁRIZS

2 SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám PÁLMAHÁZ, SCHÖNBRUNN, BÉCS SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám ACÉLSZRKZTÜ ÉPÍTMÉNYK

3 TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám CAPITAL GAT, ABU DHABI LAK SHOR DRIV APARTMANS, CHICAGO SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM

4 SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM a nagy szilárdság és szívósság, TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám A szerkezeti acél előnyös tulajdonságai I. : a rugalmasság és a nagy rugalmassági tényező, nagy képlékenység, az egyenletes minőség, a szilárdsági és alakváltozási tulajdonságok tág határok közötti szabályozhatósága, a könnyű alakíthatóság (kovácsolható, hengerelhető, sajtolható, húzható, önthető), SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám A szerkezeti acél előnyös tulajdonságai II. : a könnyű megmunkálhatóság (fúrható, vágható, fűrészelhető, forgácsolható, hegeszthető, pácolható), húzásra-nyomásra igénybe vehető, az ütésekkel és ismételt igénybevételekkel szembeni nagy ellenállóképesség.

5 SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM ACÉL versus TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám BTON, VASBTON, TÉGLA, KŐ azonos teherbírásnál könnyebb kisebb szerkezeti magasság nagyobb fesztáv képlékeny tartaléka miatt jobban bírja a földrengést gyártása automatizálható, gépesíthető könnyen átalakítható, bővíthető, áthelyezhető könnyen megerősíthető könnyen bontható és újrahasznosítható könnyen előregyártható, gyorsan szerelhető, kevés állványt igényel SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM ACÉL versus TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám BTON, VASBTON, TÉGLA, KŐ az acél rozsdásodik (korrózióvédelem) átlagos körülmények 0,1-0,2 mm/év, kedvezőtlen esetben 1 mm/év az acélszerkezetek nem tűzállóak ( C ) az acél viszonylag drága építőanyag

6 SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám A vas különböző vegyületek formájában a földkéreg 4-5 %-ára terjed ki. A kémiailag tiszta vas (Fe = ferrum) kékesfehér színű, fémes fényű, könnyen oxidálódó, jól nyújtható és kovácsolható, nem nagyon kemény, csak kis mennyiségben, laboratóriumi körülmények közöött állítható elő akkor tekintjük tisztának a fémeket, ha bennük az idegen anyag 0,0005 %-nál kevesebb SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám Az ipar nem tiszta vasat, hanem ipari (technikai) színvasat valamint vasötvözetet használ. Ipari színvas kékesfehér színű, fémes fényű, az előállítástól függően 99,90-99,99 % tisztaságú, mechanikai tulajdonságai gyakorlatilag azonos a kémiailag tiszta vaséval, főleg az elektotechnikában használják

7 SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM Vasötvözet TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám több mint felerészben vasból állnak, de vastartalmuk nem éri el az ipari színvasaknál megkövetelt szintet, sokféle vasötvözet ismert, a nagy tömegben előállított ipari vasötvözetek a kémiailag tiszta vas mellett legalább 0,6 %-ban (legtöbbször lényegesen nagyobb mennyiségben) egyéb anyagokat is tartalmaznak, szilárdsági és technológiai tulajdonságaik tekintetében jelentősen eltérnek a színvasaktól. SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám Acél Az acél vasból, szénből és egyéb anyagokból (ötvözők, szennyezők) álló kohászati termék. Melegen hengerelhető, kovácsolható ipari vasötvözet. Rendszerint az 1,7 %-nál kisebb széntartalmú, gyengén ötvözött anyagok megfelelően magas hőmérsékleten kovácsolhatók, azaz acélnak tekinthetők (széntartalma általában a 0,3 %-ot sem éri el). Az acél tehát egy pontosan nem körülhatárolható gyűjtőfogalom.

8 SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám Az acéllal szemben megkövetelt tulajdonságok jó megmunkálhatóság melegen kovácsolható, hengerelhető, vágható, forgácsolható legyen szívós és képlékeny legyen nagy szilárdségú legyen (minőségét a vegyi összetétel döntően befolyásolja) SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám ÖTVÖZŐK ÉS SZNNYZŐK: Szennyezőként leggyakrabban előforduló kémiai elemek: oxigén, nitrogén, hidrogén, kén, foszfor, réz, (sok szén), (sok szilicium) Ötvözőként leggyakrabban előforduló kémiai elemek: Szén, mangán, szilícium, nikkel, króm, wolfram, molibdén, vanádium, titán

9 SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám SZNNYZŐK: OXIGÉN - főleg vegyületek formájában fordul elő Csökkenti a szilárdságot, Csökkenti a nyúlóképességet, Csökkenti a szívósságot, Csökkenti a kovácsolhatóságot Növeli az ötvözet izzó állapotban előforduló törékenységi hajlamát (vöröstörékenység) Növeli a ridegtörési hajlamot SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám SZNNYZŐK: NITROGÉN felkeményíti az acélt a képlékenység és a szívósság rovására fokozza az öregedési hajlamot növeli az acél 300 C körüli hőmérsékleten előálló törékenységét (kéktörékenység) - mikroötvözésnél, mint ötvöző szerepel

10 SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám SZNNYZŐK: HIDROGÉN gyakran repedést okoz, elridegíti az acélt, porózussá teszi az acélt AZ GYIK LGKÁROSABB SZNNYZŐ!!! SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM SZNNYZŐK: KÉN TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám csökkenti a képlékenységet, csökkenti a korrózióval szembeni ellenállást, hegesztett szerkezeteknél gyakran repedéseket okoz javítja a forgácsolhatóságot

11 SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám SZNNYZŐK: növeli a ridegséget FOSZFOR növeli a ridegtörési hajlamot növeli a kéktörékenységet foszfor + hidrogén foszfor + kén hegesztett szerkezeteken repedéseket idéznek elő! növeli a szilárdságot, növeli az önthetőséget, növeli a korrózióval szembeni ellenállást SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám SZNNYZŐK: RÉZ csökkenti a képlékenységet növeli az acél szilárdságát növeli a korrózióval szembeni ellenállást - néha a korrózióval szembeni védelem céljából tudatosan viszik be a gyártás során (ötvözés)

12 SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám ÖTVÖZŐK: SZÉN A SZÉNTARTALOM NÖVKDÉSÉVL NŐ AZ ACÉL : CSÖKKN AZ ACÉL : szilárdsága, keménysége, kopásállósága, edzhetősége. képlékenysége, a hideg- és melegalakíthatósága, a hegeszthetősége, a forgácsolhatósága, a korrózióval szembeni ellenállása. SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám A széntartalom hatása az acél tulajdonságaira

13 SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám ÖTVÖZŐK: MANGÁN növeli az acél szilárdságát, növeli a kopásállóságát, növeli korrózióval szembeni ellenállását csökkenti a kén okozta vöröstörékenységi hajlamot közben nem változik a képlékenység rontja a forgácsolhatóságot SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám ÖTVÖZŐK: SZILICIUM NŐVLI AZ ACÉL: keménységét, kopásállóságát, rozsdaállóságot savállóságát, tűzállóságát. CSÖKKNTI AZ ACÉL: a képlékenységet, az alakíthatóságot, a forgácsolhatóságot, a hegeszthetőséget.

14 SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám Ötvözetlen acélok (szénacélok): C + maximum 1,65 % ötvöző Ötvözött acélok: Közepesen ötvözött acélok C + 1,65 5,00 % ötvöző rősen ötvözött acélok Mangánötvözés: C + 5,00 % -nál több ötvöző Széntartalom 0,2 % alatt f y = N/mm 2 f y = 350 N/mm 2 SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM MIKROÖTVÖZÉS: TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám mangán + néhány század % egyéb ötvözőelem (a hegeszthetőség nem romlik, de a szilárdság nő) mangán + nitrogén + nitridképző fém (pl: aluminium, titán) elősegíti a nitridképződést (finomszemcsés nagy szilárdságú szövetszerkezetet eredményez) bórral való ötvözés mangán + nitridképzők + kis mennyiségű króm, nikkel és molibdén + 0,002 0,006 % bór f y = N/mm 2 nemesítéssel: f y = N/mm 2

15 SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám LIMONIT MAGNTIT HMATIT Érc neve Összetétel Fe-tartalma Mágnesvasérc (magnetit) Fe 3 O % SZIDRIT Vörösvasérc (hematit) Barnavasérc (limonit) Vaspát (sziderit) Mészvas (ankerit) Fe 2 O % 2Fe 2 O 3 + 3H 2 O % FeCO % CaCO 3 + (MgFe)CO % Ismertebb vasércek [2] ANKRIT SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám LŐKÉSZÍTTT VASÉRC KOKSZ (szénből előállított tüzelőanyag, mely nagy hő előállítására alkalmas) HOZAGANYAG (mészkő, dolomit v. bauxit) (az olvadáspontot csökkentő, illetve a redukált fém megolvadását biztosítja) NAGYOLVASZTÓ

16 SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám Ércelőkészítő Kokszoló Nagyolvasztó Acélmű Öntöde Hengermű A kohászati vertikum üzemei [1] SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám Kemenceüzem Meleg- hengerde Hideg- hengerde Melegkikészítő Hidegkikészítő A hengermű üzemegységei [1]

17 SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám kemenceüzem: az anyagot hengerlési hőfokra hevítik ( C ), majd a meleghengerdébe továbbítják meleg hengerlés: forgó hengerpárok között végzett folyamatos nyújtóalakítás alakos szelvények (idomacélok, sínek) hengerlésekor a végleges szelvény csak több lépcsőben alakítható ki a gyors kihűlés miatt a melegen hengerelhető lemezvastagság alsó határa 2 3 mm hideghengerlés céljára a meleghengerdék feltekercselt szalagokat is előállítanak SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM Meleg kikészítő üzem: TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám a hengerelt darabok hűtése, a selejtes deformálódott részek eltávolítása, egyengetés, méretre vágás, mintavétel a szükséges laboratóriumi vizsgálatokhoz, hőkezelések (ha szükséges), a darabok jelölése, csomagolás (kötözés).

18 SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM Hőkezelések: TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám dzés: magas hőfokra felhevítik az acéllemezt, majd gyorsan lehűtik (az acél felkeményedik, szilárdabb lesz) Lágyítás: a 900 C -ra felhevített acélt a kemencében nagyon lassan lehűtik Normalizálás: a 900 C -ra hevített acélt a szabad levegőn hagyják lehűlni (olcsóbb eljárás) SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám Jelölés: az adagszám, a méret, a rendelő, a rendelési szám, a gyártó cég jele

19 SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám Hideghengerlés: kis széntartalmú, jól alakítható acélokat használnak vékony lemezek, fóliák gyártása az anyag fokozatosan felkeményedik, és repedékennyé válik, ezért lágyító hőkezelésre van szükség a hidegen hengerelt síklemezek és szalagok kikészítése dresszírozásból, zsírtalanításból, méretre vágásból, hőkezelésből, mintavételből és csomagolásból áll SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám SAJTOLÁS ÉLHAJLÍTÓ SAJTÓKON [2] HIDGHNGRLÉS GÖRGŐS HAJLÍTŐ GÉPSORON [2]

20 SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám A melegalakítás hatása az acélok szerkezetére: 800 C feletti h őmérsékleten történő megmunkálás a túl meleg hőmérséklet a felület oxidációjához veze az alacsony hőfokon végzett melegmegmunkálás belső szakadásokat okozhat a szabályozott véghőmérsékletű hengerlés biztosítja, hogy az alakítás C hőmérsékleten fejeződjön be az anyag szilárdsági és alakváltozási tulajdonságai mások a hengerlés irányában és arra merőlegesen SZÉCHNYI ISTVÁN GYTM TARTÓSZRKZTK III. lőadó: Dr. Bukovics Ádám A hidegalakítás hatása az acélok szerkezetére: általában szobahőmérsékleten, vagy csak annál valamivel magasabb hőmérsékleten végzik (ok: a kéktörékenység elkerülése) hatására az anyagok fokozatosan elvesztik képlékeny alakíthatóságukat (nyúlóképességük kimerül) felkeményednek, elridegednek és szilárdságuk megnő ha a hengerlés az elridegedés után is folytatódik, szakadások léphetnek fel ( hőkezeléssel jelentősége)