R: Les propietats mecàniques són la màxima expressió de les diferències químiques i de processament entre aquests graus. Es defineixen rigorosament a ASTM A572 i constitueixen la base per a tots els càlculs de disseny estructural. La taula següent ofereix una comparació completa per a material de fins a 4 polzades (100 mm) de gruix, que cobreix la majoria de les aplicacions de bigues H-.
| Propietat mecànica | ASTM A572 Grau 50 | ASTM A572 Grau 60 | Implicacions d'enginyeria |
|---|---|---|---|
| Límit de rendiment (Fy), mín | 50 ksi (345 MPa) | 60 ksi (415 MPa) | Aquesta és la propietat que defineix. El límit elàstic és l'esforç al qual el material comença a deformar-se plàsticament (de manera permanent). El grau de 60 ksi permet als dissenyadors utilitzar aproximadament un 20% més de tensió permesa en càlculs de flexió, cisalla i càrrega axial. Això es tradueix directament en àrees de secció transversal necessàries més petites-per a la mateixa càrrega o capacitat de càrrega més gran per a un membre de la mateixa mida. |
| Resistència a la tracció (Fu), min | 65 ksi (450 MPa) | 75 ksi (520 MPa) | La resistència a la tracció és la tensió màxima que pot suportar el material mentre s'estira abans del coll i la fractura. La relació Fu/Fy és important: ~1,30 per Gr50, ~1,25 per Gr60. Aquesta relació indica la força de "reserva" més enllà del rendiment abans del fracàs. Una relació més alta (com en Gr50) pot ser beneficiosa per al disseny sísmic on la ductilitat i l'absorció d'energia són crítiques, ja que permet una deformació més plàstica. |
| Elongació en 2 polzades (50 mm), mín | 21% | 18% | Mesurat en una prova de tracció estàndard, l'allargament és un indicador clau de la ductilitat-la capacitat del material per deformar-se plàsticament abans de la fractura. La reducció del 3% per al grau 60 és una conseqüència directa de la seva major resistència. Significa una capacitat marginalment menor per a la deformació inelàstica, que els enginyers han de tenir en compte en detallar les connexions i considerar els modes de fallada. No implica fragilitat; El 18% és encara un material dúctil. |
| Propietats de flexió | Excel·lent. Els requisits de la prova de flexió asseguren que el material es pot doblegar en fred fins a un radi específic sense esquerdar-se. | Molt bé. S'apliquen proves de flexió similars, però la ductilitat una mica més baixa pot requerir radis de flexió una mica més grans per a corbes molt pronunciades als tallers de fabricació, tot i que això rarament és un problema per a les connexions estàndard de bigues H-. | |
| Mòdul d'elasticitat (E) | ~29.000 ksi (200 GPa) | ~29.000 ksi (200 GPa) | Sense canvis. Aquesta propietat fonamental, que defineix la rigidesa (tensió/deformació a la regió elàstica), és idèntica per a tots els acers estructurals. Un feix Gr60 de les mateixes dimensions que un feix Gr50 desviarà la mateixa quantitat sota la mateixa càrrega,fins que s'arribi al punt de fluència. L'avantatge de Gr60 és que arriba al seu punt de rendiment més alt amb una deflexió més petita. |
| Duresa de l'osca | No especificat a la base A572. Es pot subministrar per a requisits addicionals (p. ex., S5, Charpy V-Notch) si és necessari per al servei a baixa-temperatura. | Igual que el grau 50. | Per a aplicacions estàndard d'edificis en climes normals, les proves d'impacte no són obligatòries. Per a ponts, estructures exposades o regions fredes, els compradors han d'especificar explícitament els requisits de duresa suplementaris (per exemple, CVN a 40 graus F o 0 graus F), que el molí complirà mitjançant química controlada i laminació. |
Aquest perfil mecànic delimita clarament l'elecció: grau 50 per a un equilibri i ductilitat òptims, grau 60 per a la màxima eficiència de resistència. El manual del dissenyador (per exemple, AISC Steel Construction Manual) proporciona diferents taules de disseny per a cada grau, reflectint aquests valors diferents de Fy i Fu.