Įpjovos kietumas – tai medžiagos atsparumas trapiam lūžimui, kai yra defektų, įtrūkimų ar aštrių geometrinių nutrūkimų, ypač esant dideliam tempimo greičiui (smūgiui) arba esant žemai temperatūrai. Nors pagrindinė ASTM A572 specifikacija neįpareigoja atlikti atsparumo įpjovoms bandymo, ji yra svarbi H-sijų savybė daugelyje taikomųjų programų, kurių reikalaujama taikant papildomus reikalavimus.
1. Pagrindinės medžiagos atsparumas (nenurodytas):
Tiek A572 Gr.50, tiek Gr.60 standartinės „valcavimo“ būklės įgyja gerą būdingą kietumą dėl smulkiagrūdės -grūdės mikrostruktūros, gaunamos mikrolydinimo ir kontroliuojamo valcavimo būdu. Tačiau be nurodyto bandymo nėra garantuotos minimalios energijos sugerties vertės. Dėl šiek tiek didesnio anglies kiekio ir galbūt grubesnės gr.60 mikrostruktūros gali būti šiek tiek mažesnis įpjovos tvirtumas, palyginti su Gr.50, o visa kita yra vienoda. Tai yra viena iš priežasčių, kodėl Gr.50 dažnai teikiama pirmenybė labai ribotoms jungtims seisminėse zonose.
2. Įpjovos tvirtumo nustatymas: S5 papildomas reikalavimas
Norėdamas garantuoti tam tikrą kietumo lygį, pirkėjas turi nurodyti „ASTM A572 XX laipsnį su papildomu reikalavimu S5“. Tam reikalingas Charpy V-Notch (CVN) smūgio bandymas.
Specifikacija: užsakyme turi būti nurodyta bandymo temperatūra ir mažiausia sugerta energija. (pvz., "S5, Charpy V-Notch, 20 ft-lb min 40 F").
Įprastos bandymo temperatūros: 70 laipsnių F, 40 laipsnių F, 0 laipsnių F, -20 laipsnių F, -40 laipsnių F.
Įprastos energijos vertės: 15, 20, 25, 40 pėdų -lb.
3. Kada reikalingas H-Sijų CVN testavimas?
Tai diktuoja reglamentuojantis statybos kodeksas ir statinio aptarnavimo aplinka:
Tiltų statyba (AASHTO LRFD): beveik visada reikalinga. Bandymo temperatūra yra pagrįsta projekto minimalia eksploatacinės temperatūros zona ir medžiagos storiu.
Pastatų konstrukcijos (AISC 360, AISC 341): reikalinga, kai „žemiausia numatoma eksploatavimo temperatūra“ yra žemesnė už nurodytą slenkstį (pvz., 40 laipsnių F arba 0 laipsnių F) ir elementas yra veikiamas tempimo įtempių dėl pirminių apkrovų. Tai dažnai taikoma:
Labai įtempti įtempimo elementai sutvirtintuose rėmuose.
Šalto klimato veikiamose konstrukcijose, kurių storis didesnis nei 1,5 colio.
Seisminės jėgos{0}}Atsparios sistemos (SFRS) vidutinio ir didelio seisminio lygio regionuose pagal AISC 341, kuriam taikomi griežti atsparumo reikalavimai, kad būtų užtikrintas plastiškumas žemės drebėjimo metu.
Sunkiosios pramoninės konstrukcijos: kranų kilimo ir tūpimo tako sijos, kurioms taikoma dinaminė / smūginė apkrova.
Jūros arba šalto regiono struktūros: kur teikiama žemos{0}}temperatūros paslauga.
4. Metalurginės priemonės A572 H-sijų tvirtumui pasiekti:
Kad atitiktų S5 reikalavimus, gamyklos koreguoja savo praktiką:
Griežtesnė cheminė kontrolė: tolesnis sieros ir fosforo mažinimas.
Patobulintas grūdų rafinavimas: TMCR optimizavimas, kad būtų galima pagaminti dar smulkesnius ferito grūdelius.
Normalizavimas (jei nurodyta): nors A572 paprastai yra -valcuota, normalizuota medžiaga (pakaitinta ir atvėsinta) gali pasiūlyti tolygesnį ir geresnį kietumą dėl grūdelių rafinavimo, ypač storesnėms sekcijoms.
Lentelė: A572 H-sijų įpjovos tvirtumo taikymo vadovas
| Taikymo scenarijus | Tikėtinas reikalavimas | Tipinė specifikacija | Loginis pagrindas |
|---|---|---|---|
| Komercinis pastatas vidutinio klimato sąlygomis | Dažnai neprivaloma | Tik bazė A572 | Eksploatacijos temperatūra nedidelė, įtempimai vidutiniai. |
| Pasirengimas aukštam{0}}kilimui, Čikaga | Tikėtina, kad reikia (seisminis, įtampa) | A572 Gr.50, S5: 20 pėdų{4}}lb @ 40 laipsnių F | AISC 341 seisminės sąlygos ir žema žiemos temperatūra. |
| Pagrindinė greitkelio tilto sija, Mičiganas | Privaloma | A572 Gr.50, S5: 25 pėdų -lb @ 0 laipsnių F (pagal AASHTO) | Žema eksploatavimo temperatūra, dinamiškas eismo apkrovimas. |
| Sunkioji krano kilimo ir tūpimo tako sija | Privaloma | A572 Gr.60, S5: 20 pėdų{4}}lb @ 70 laipsnių F | Smūginės apkrovos ir nuovargio įtrūkimų atsiradimo pavojus. |
5. Gamybos pasekmės:
Medžiagos, tiekiamos pagal S5 reikalavimus, tvirtumas yra patvirtintas. Tai nekeičia suvirinimo procedūrų, tačiau suteikia pasitikėjimo, kad netaurieji metalai ir jo HAZ gali atlaikyti įtempių koncentraciją ir dinamines apkrovas be trapių lūžių. Esant kritinėms reikmėms, atsparumas karščiui{3}}veikiamos zonos yra toks pat svarbus kaip ir netauriųjų metalų atsparumas, reguliuojamas tinkamomis suvirinimo procedūromis.
Apibendrinant galima teigti, kad nors A572 H-sijos pasižymi geru būdingu atsparumu, nurodytas ir patikrintas įpjovos atsparumas atliekant CVN bandymus yra neginčijamas saugos reikalavimas konstrukcijoms, kurias veikia šaltis, smūgis, seisminės jėgos arba ciklinis nuovargis. Projektuotojas turi įvertinti aptarnavimo sąlygas ir reglamentuojančius kodus, kad nustatytų, ar ir kokiu lygiu turi būti taikomas S5 papildomas reikalavimas.