Якостни свойства на стоманата

Стоманата е изключително здрав материал, способен да издържа както на опън, така и на сжатиe. Тя притежава почти еднаква якост при опън и при сжатиe, което я прави уникална сред инженерните материали.

Модул на еластичност

Всички стоманени сплави имат един и същи модул на еластичност – 200 ГПа (около 29 млн psi). Това е мярка за твърдостта на материала, значително по-висока от бетон (≈5 млн psi) и дърво (≈2 млн psi). Различните сплави се различават по други свойства, като граници на якост и огъване.

Гранична якост (Yield Limit)

Граничната якост е максималното напрежение, при което стоманата започва да се пластично деформира. Строителните норми приемат допустими напрежения от 33 % до 75 % от тази стойност, в зависимост от приложението. Примери:

• ASTM A36 (въглеродна стомана) – 250 MPa (≈36 000 psi).
• ASTM A441 – 275‑345 MPa (≈40 000‑50 000 psi).
• ASTM A572 – 290‑450 MPa (≈42 000‑65 000 psi).

Крайната якост и деформация

След достигане на граничната якост стоманата продължава да се деформира, докато достигне своята крайна якост, при която материалът отново става по‑силен преди да се счупи. Проектиране спрямо крайна якост не се допуска, тъй като в този етап материалът е в процес на голяма деформация, което представлява риск за обитателите.

Допустимо напрежение при огъване

Кодексите задават допустимо напрежение при огъване, равняващо се на 60 % от граничната якост. Примери:

• ASTM A36 – 150 MPa (≈22 000 psi).
• ASTM A441 – 165‑210 MPa (≈24 000‑30 000 psi).
• ASTM A572 – 173‑270 MPa (≈25 200‑39 000 psi).

Бъдещи сплави

Индустрията постоянно подобрява съществуващите сплави и създава нови, по‑силни варианти. Например, ASTM A36 с гранична якост 250 MPa постепенно се заменя от ASTM A572 Grade 50, който достига 450 MPa – почти 77 % по‑силен. Очаква се бъдещите сплави да надмогнат дори тези стойности.