<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Herstellung eines feinkörnigen Baustahls
Es ist bekannt, dass die Anforderungen, welche an die Stahlarmierungen, Stahl- und Betonbauten gestellt werden, ständig im Steigen begriffen sind und für diese Zwecke Stähle mit immer höheren Streckgrenzen verlangt werden.
Wenn bei Baustählen in üblicher Weise durch Kaltverfestigung oder Wärmebehandlung und Legierung die Zugfestigkeit auf 75 kg/mm2 und mehr bzw. die Streckgrenze auf 50 kg/mm2 und mehr hinaufgesetzt wird, so fällt die Dehnung und Zähigkeit dieser Stähle gegenüber den bisher üblichen weichen Betonstählen bedeutend ab. Es sind daher zahere, hochwertige Baustähle erwünscht, die aber die gewöhnlichen Betonstähle auch bei den höheren Streckgrenzen am Bauplatz selbst zurechtgebogen werden können, da dort allein die richtige Form für das Biegen der Armierungsteile zu erkennen ist. Es war bisher nicht möglich, die beiden Eigenschaften, nämlich hohe Festigkeit und Streckgrenze, hohe Zähigkeit bzw. gute Kaltbiegefähigkeit gleichzeitig zu erreichen.
Armierungen mit Stählen hoher Festigkeit und Streckgrenze mussten bisher immer im warmen Zustande gebogen werden und bereits im vorgebogenen Zustande auf die Baustelle gebracht werden.
Durch die Erfindung wird nun dieses Problem gelöst und ein hochwertiger, insbesondere für Betonarmierungen geeigneter Baustahl erzeugt, welcher sowohl eine hohe Zerreissfestigkeit von über 75 kg/mm2 als auch eine hohe Streckgrenze von 50 kg/mm2 besitzt und trotzdem auch eine hohe, durch die Baustahlnormen für die Berechnung und Ausführung von Beton- und Eisenbetonbauten und die dabei zur Verwendung gelangenden Betonstähle vorgeschriebene Biegefähigkeit hat und sich bei den für das Biegen von Betonstahl geltenden Dorndurchmessern einwandfrei und ohne jede Sprödbruchneigung wie gewöhnlicher weicherer Betonstahl um 1800 biegen lässt, und, was sehr wichtig und erwünscht ist, nach dieser Biegung um 1800 auch noch ohne zu brechen wieder in die gestreckte Ausgangslage sich zurückbiegen lässt.
Das Verfahren zur Herstellung eines solchen feinkörnigen Baustahls hoher Zerreissfestigkeit, hoher
EMI1.1
Stahls unter Anwendung eines eine Querschnittabnahme von je 12 bis 15% und darüber in den letzten drei Fertigwalzkalibern bewirkenden hohen Walzdruckes und unter Einhaltung einer in der Nähe des oberen Umwandlungspunktes Ac3 zwischen 7500C und 9500C liegenden sehr niedrigen Fertigwalztemperatur durchgeführt und nach Beendigung des Fertigwalzen im Temperaturbereich von 8000 bis 5000C eine Abkühlungsgeschwindigkeit eingehalten wird, welche die bei normaler Luftabkühlung an freier ruhender Luft sich ergebende Abkühlungsgeschwindigkeit um 30% und mehr übersteigt. Die Abkühlungsgeschwindigkeiten bei normaler Luftabkühlung an freier ruhender Luft können jederzeit festgestellt werden.
In der folgenden Tabelle sind diese Werte für einige Durchmesser für Baustahl angeführt. Sie sind nach Angaben aus dem Bild 013 auf dem Deckblatt 11-01 aus dem Atlas zur Wärmebehandlung der Stähle, herausgegeben vom Max Planck-Institut und vom Verein Deutscher Eisenhüttenleute in Düsseldorf, berechnet worden.
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
<tb>
<tb>
Abkühlungsgeschwindigkeiten
<tb> Baustahl <SEP> Durchmesser <SEP> bei <SEP> normaler <SEP> Luftabkühlung <SEP> gemäss <SEP> der <SEP> Erfindung
<tb> 5, <SEP> 5mm <SEP> 5, <SEP> 450/sec <SEP> 7, <SEP> 090/sec <SEP>
<tb> 8 <SEP> mm <SEP> 3, <SEP> 75 /sec <SEP> 4, <SEP> 68 /sec
<tb> 10 <SEP> mm <SEP> 30/sec <SEP> 3, <SEP> 90/sec
<tb> 12mm <SEP> 2, <SEP> 50/sec <SEP> 3, <SEP> 25 /sec
<tb> 20mm <SEP> 1, <SEP> 50/sec <SEP> 1, <SEP> 950/sec <SEP>
<tb> 30 <SEP> mm <SEP> l /sec <SEP> 1, <SEP> 30/sec
<tb> 50 <SEP> mm <SEP> 0, <SEP> 60/sec <SEP> 0,
'78 /sec
<tb>
Die aus diesem Baustahl erzeugten Stabstahlelemente besitzen bereits im walzharten Zustande eine Zugfestigkeit von über 75 kg/mm2 eine Streckgrenze von über 50 kg/mm2 und eine Dehnung l = 5d von 15 bis 20% und mehr und lassen sich trotzdem ohne jede weitere Wärmebehandlung bereits im naturharten Walzzustand ohne weiteres um 1800 biegen und darüber hinaus auch wieder in die gestreckte Ausgangsstellung zurückbiegen, ohne Risse zu zeigen, wobei Dorne mit Durchmessern von D = 5d verwendet werden können, wie sie nach den Normen für Betonstahl für die Biegung allein vorgeschrieben sind.
Diese hohe Zähigkeit erklärt sich dadurch, dass die Walzstäbe durch den erfindungsgemässen Fertigwalzprozess eine unerwartete, sehr bedeutende Strukturverfeinerung erfahren, die teilweise sogar die unter dem Namen Feinkornstahl bekannte, durch kornverfeinernde Zusätze im Schmelzprozess wie Aluminium usw. erreichte durch die Verfeinerung des primären Austenitkornes angestrebte Verfeinerung der Fertigstahlstruktur übertrifft, ohne jedoch diese zur Voraussetzung zu haben.
Durch die Herstellung des zähharten hochwertigen Feinstkorn-Baustahls ist einer dringenden Forderung der modernen Bautechnik im weitgehenden Masse entsprochen. Er gibt den Baumeistern die Möglichkeit, auch Stähle mit den gewünschten hohen Festigkeitswerten und Streckgrenzen an der Baustelle selbst in der erforderlichen Weise kalt zu biegen und zu richten und so für das Einlegen in den Beton richtig vorzubereiten.
Es ist zwar schon versucht worden, Stähle mit höheren Festigkeiten und Streckgrenzen für Bauzwecke heranzuziehen, jedoch hat sich hiebei als besonderer Nachteil herausgestellt, dass diese Stähle sich im Gegensatz zu dem erfindungsgemässen Stahl nicht, wie erforderlich, um 1800 biegen und auch zurückbiegen lassen, ohne zu brechen und Sprödbrucherscheinungen zu zeigen.
Nach dem heutigen Stand der Technik und den veröffentlichten Ergebnissen der neuesten Studien
EMI2.2
hergestellt, wobei jedoch auch die neuesten Normen nur garantierte Höchstbiegewinkel von 1200 mit Rückbiegewinkel von nur 200 vorsehen und auch dies nur bei ganz grossen Dorndurchmessern von mehr als der 7fachen Abmessung des verwendeten Betonstahls. Bei Rippenbetonstählen gelten auch diese Normwerte nicht mehr.
EMI2.3
rungsstahl, wie er beispielsweise als Rippenstahl bekannt ist.
Weitere Versuche, die mit dem Ziele gemacht wurden, die Sicherheit in der Erreichung der genannten Festigkeits-und Streckgrenzenwerte bei allen Dimensionen zu erhöhen und die erzielten Werte selbst noch zu steigern, haben zu dem überraschenden Ergebnis geführt, dass die Eigenschaften des erfindungsgemässen Stahls durch einen Zusatz von 0, 15 bis 0, 50% Cr weiter verbessert werden können, ohne dass seine Zähigkeit leidet, da durch diesen Zusatz die Kornverfeinerung gefördert wird.
Um die Zähigkeits-und Schweisseigenschaften des gemäss der Erfindung hergestellten feinkörnigen Baustahls zu erhöhen, kann dem Stahl zu Ende 0, 10-0, 20% Al und entweder 0, 05-0, 20% Ti oder 0, 05-0, 20% V zugesetzt werden, wodurch eine weitere Verfeinerung des Kornes und eine Zähigkeit und Unempfindlichkeit desselben bei sehr niedrigen Temperaturen und bei der Schweissung erreicht wird.