Α: Οι μηχανικές ιδιότητες είναι η απόλυτη έκφραση των χημικών διαφορών και των διαφορών επεξεργασίας μεταξύ αυτών των βαθμών. Καθορίζονται αυστηρά στο ASTM A572 και αποτελούν τη βάση για όλους τους υπολογισμούς δομικής σχεδίασης. Ο παρακάτω πίνακας παρέχει μια ολοκληρωμένη σύγκριση για υλικό πάχους έως 4 ίντσες (100 mm), το οποίο καλύπτει τις περισσότερες εφαρμογές δέσμης H-.
| Μηχανική Ιδιότητα | ASTM A572 Βαθμός 50 | ASTM A572 Βαθμός 60 | Μηχανικές Επιπτώσεις |
|---|---|---|---|
| Ισχύς απόδοσης (Fy), ελάχ | 50 ksi (345 MPa) | 60 ksi (415 MPa) | Αυτή είναι η καθοριστική ιδιότητα. Η αντοχή διαρροής είναι η τάση στην οποία το υλικό αρχίζει να παραμορφώνεται πλαστικά (μόνιμα). Ο βαθμός 60 ksi επιτρέπει στους σχεδιαστές να χρησιμοποιούν περίπου 20% υψηλότερη επιτρεπόμενη τάση στους υπολογισμούς κάμψης, διάτμησης και αξονικού φορτίου. Αυτό μεταφράζεται άμεσα σε μικρότερες απαιτούμενες περιοχές διατομής-για το ίδιο φορτίο ή μεγαλύτερη χωρητικότητα φόρτωσης για το ίδιο μέγεθος μέλος. |
| Αντοχή εφελκυσμού (Fu), ελάχ | 65 ksi (450 MPa) | 75 ksi (520 MPa) | Η αντοχή σε εφελκυσμό είναι η μέγιστη τάση που μπορεί να αντέξει το υλικό ενώ τεντώνεται πριν από το λαιμό και το κάταγμα. Η αναλογία Fu/Fy είναι σημαντική: ~1,30 για Gr50, ~1,25 για Gr60. Αυτή η αναλογία υποδεικνύει την «εφεδρική» ισχύ πέρα από την απόδοση πριν από την αστοχία. Μια υψηλότερη αναλογία (όπως στο Gr50) μπορεί να είναι ευεργετική για τον σεισμικό σχεδιασμό όπου η ολκιμότητα και η απορρόφηση ενέργειας είναι κρίσιμες, καθώς επιτρέπει περισσότερη πλαστική παραμόρφωση. |
| Επιμήκυνση σε 2 ίντσες (50 mm), ελάχ | 21% | 18% | Μετρούμενη σε μια τυπική δοκιμή εφελκυσμού, η επιμήκυνση είναι ένας βασικός δείκτης της ολκιμότητας-της ικανότητας του υλικού να παραμορφώνεται πλαστικά πριν από τη θραύση. Η μείωση 3% για τον βαθμό 60 είναι άμεση συνέπεια της υψηλότερης αντοχής του. Σημαίνει οριακά μικρότερη χωρητικότητα για ανελαστική παραμόρφωση, την οποία οι μηχανικοί πρέπει να λάβουν υπόψη στη λεπτομέρεια των συνδέσεων και στην εξέταση των τρόπων αστοχίας. Δεν συνεπάγεται ευθραυστότητα. Το 18% εξακολουθεί να είναι όλκιμο υλικό. |
| Ιδιότητες κάμψης | Εξοχος. Οι απαιτήσεις δοκιμής κάμψης διασφαλίζουν ότι το υλικό μπορεί να κάμπτεται κρύο σε μια συγκεκριμένη ακτίνα χωρίς ρωγμές. | Πολύ καλό. Ισχύουν παρόμοιες δοκιμές κάμψης, αλλά η ελαφρώς χαμηλότερη ολκιμότητα μπορεί να απαιτεί ελαφρώς μεγαλύτερες ακτίνες κάμψης για πολύ αιχμηρές στροφές σε καταστήματα κατασκευής, αν και αυτό είναι σπάνια ένα πρόβλημα για τυπικές συνδέσεις δέσμης H-. | |
| Μέτρο ελαστικότητας (Ε) | ~29.000 ksi (200 GPa) | ~29.000 ksi (200 GPa) | Αμετάβλητος. Αυτή η θεμελιώδης ιδιότητα, που ορίζει την ακαμψία (ένταση/καταπόνηση στην ελαστική περιοχή), είναι πανομοιότυπη για όλους τους δομικούς χάλυβες. Μια δοκός Gr60 ίδιων διαστάσεων με μια δοκό Gr50 θα εκτρέψει την ίδια ποσότητα κάτω από το ίδιο φορτίο,μέχρι να επιτευχθεί το σημείο απόδοσης. Το πλεονέκτημα του Gr60 είναι ότι φτάνει στο υψηλότερο σημείο απόδοσης σε μικρότερη απόκλιση. |
| Ανθεκτικότητα εγκοπής | Δεν προσδιορίζεται στη βάση A572. Μπορεί να παρέχεται σε συμπληρωματικές απαιτήσεις (π.χ. S5, Charpy V-Notch) εάν απαιτείται για σέρβις σε χαμηλή-θερμοκρασία. | Το ίδιο με το βαθμό 50. | Για τυπικές εφαρμογές κτιρίων σε κανονικά κλίματα, δεν απαιτείται δοκιμή πρόσκρουσης. Για γέφυρες, εκτεθειμένες κατασκευές ή ψυχρές περιοχές, οι αγοραστές πρέπει να προσδιορίζουν ρητά τις συμπληρωματικές απαιτήσεις σκληρότητας (π.χ. CVN στους 40 βαθμούς F ή 0 βαθμούς F), τις οποίες ο μύλος θα πληροί μέσω ελεγχόμενης χημείας και έλασης. |
Αυτό το μηχανικό προφίλ οριοθετεί ξεκάθαρα την επιλογή: Βαθμός 50 για βέλτιστη ισορροπία και ολκιμότητα, Βαθμός 60 για μέγιστη απόδοση αντοχής. Το εγχειρίδιο του σχεδιαστή (π.χ. AISC Steel Construction Manual) παρέχει διαφορετικούς πίνακες σχεδίασης για κάθε τάξη, που αντικατοπτρίζουν αυτές τις ξεχωριστές τιμές Fy και Fu.