<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von naturhartem Betonbewehrungsstahl oder von durch Verwinden, Ziehen, Kaltwalzen bzw. Ziehen und Kaltwalzen erzeugtem Betonbewehrungsstahl mit glatter oder profilierter Oberfläche, insbesondere für schlaffe Bewehrung, durch beruhigtes Vergiessen von nach dem LD-Verfahren erschmolzenem Stahl.
Die sichere Einhaltung von Streckgrenze, Zugfestigkeit, Dehnung und Biegbarkeit für alle bei Betonbewehrungsstählen benötigten Dimensionen ist neben den sonstigen Anforderungen, wie Haftfestigkeit, Dauerfestigkeit, Schweissbarkeit usw. die wesentlichste Voraussetzung für einen allen Sicherheitsanforderungen entsprechenden Einsatz im Bauwesen.
Zur Erfüllung der in ÖNORM B 4200 vorgeschriebenen Mindestwerte kommen derzeit Stahlzusammensetzungen zur Anwendung, bei denen die notwendigen mechanischen Eigenschaften bei LD-Stahl hauptsächlich durch Kohlenstoff, Mangan und Silizium erreicht werden. Auch Stähle mit den in der Erfindung genannten Gehalten an C, Mn, Si, Nb, V und Ti sind bekannt.
Spezifisch bei LD-Stahl ergibt sich bei normaler Schlaekenführung durch den metallurgischen Prozess ein sehr niedriger Gehalt an Verunreinigungen, insbesondere an Phosphor. Die überwiegende Anzahl der Werte liegtunter 0,020% P, Werte über 0,030% kommen praktisch kaum vor. Dem Phosphor wird nun im Stahl allgemein eine schädliche Wirkung zugeschrieben. Ursache ist seine starke Neigung zu Seigerungen sowie die relativ geringe Diffusionsgeschwindigkeit des Phosphors sowohl im a-als auch im y-Mischkristall, so dass vorhandene Seigerungen schlecht ausgeglichen werden. Es ist daher schwierig, eine homogene Verteilung des Phosphors zu erreichen, was wieder allgemein zum Wunsch nach möglichst niederen P-Gehalten führt.
Besonders im Verein mit Stickstoff führen höhere P-Gehalte zu Versprödungen des Werkstoffs, was bei Betonbewehrungsstählen z. B. zu Brüchen beim Biegen dickerer Dimensionen führen würde.
Es ist bekannt, dass bei Thomasstählen bei sehr niederen C-Gehalten durch die bei diesen Stahlherstellungsverfahren bedingt höheren Gehalte an Stickstoff und Phosphor eine Steigerung der Zugfestigkeit und Streckgrenze auftrat. Bei höheren Gehalten an Kohlenstoff und andern Legierungselementen wie Mangan und Silizium kommt es bei diesen Stählen jedoch insbesonders auch wegen der hohen N-Gehalte zu einer untragbaren Verminderung der Zähigkeit, so dass eine Verwendung für hochwertige Betonbewehrungsstähle, wie sie insbesondere bei Stählen der Gruppe IV und V nach ÖNORM B 4200 vorliegt, nicht möglich ist.
Phosphor wird als Legierungselement, wegen seines günstigen Einflusses im Verein mit andern Elementen wie Cu gegen atmosphärische Korrosion, auch bei den sogenannten witterungsbeständigen Stählen, eingesetzt. Der Phosphor wird dabei jedoch als Hilfsmittel zur Bildung korrosionshemmender Bewitterungsschichten herangezogen, wobei wegen der versprödenden Wirkung auch bei diesen Stählen die Anwendung des Phosphors auf dünne Dimensionen beschränkt bleiben muss.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem ein Betonbewehrungsstahl hoher Zugfestigkeit und Streckgrenze bei gleichzeitig guter Schweiss- barkeit hergestellt werden kann. Das erfindungsgemässe Verfahren ist hiezu im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass einem Stahl mit 0, 08 bis 0, 40Gew.-% C, vorzugsweise 0, 15 bis 0, 30 Gew.-% C, 0, 40 bis 1, 60 Gew. -% Mn, vorzugsweise 0, 80 bis 1, 50 Gew. -% Mn, 0,07 bis 0, 40 Gew.-% Si, und 0 bis 0,060 Gew.-% Al, Phosphor zur Erzielung eines Gehalts von 0, 030 bis 0, 100 Gew.-% P, vorzugsweise 0,040 bis 0,060 Gew.-% P, zulegiert wird, wobei der Rest Fe mit den üblichen Verunreinigungen ist.
Auf diese Weise wird ein Verfahren geschaffen, welches bei den spezifisch für LD-Stahl gegebenen metallurgischen Verhältnissen durch Zulegierung sorgfältig abgestimmter P-Gehalte eine Steigerung der Zugfestigkeit und Streckgrenze ohne Verminderung der Dehnung und Zähigkeit und ohne Versprödung durch Alterung ermöglicht. Die Schweissbarkeit des erfindungsgemäss hergestellten Stahls wird durch den gegenüber üblichen LD-Stählen für Betonbewehrungsstähle abgesenkten C-Gehalt erheblich verbessert. Dadurch, dass der Stahl beruhigt vergossen wird, wird die Gefahr einer Versprödung durch den P-Gehalt vermieden. Dem LD-Stahl der erfindungsgemässen chemischen Zusammensetzung kann in vorteilhafter Weise Nb, V und Ti, vorzugsweise in Mengen von 0,01 bis 0, 1 Gew. -%, 0,02 bis 0, 1 Gew. -% bzw. 0,02 bis 0, 1 Gew. -% zugesetzt werden.
Die Zulegierung des Phosphors erfolgt in besonders vorteilhafter Weise durch Zusetzung von Ferrophosphor.
Die überraschenderweise sehr gute Zähigkeit des erfindungsgemässen Stahls wird durch die Ergebnisse des Zerreissversuchs gezeigt. Darüber hinaus erbrachte gealterte Rückbiegeproben auch bei den bekannt heiklen dicken Dimensionen überraschend gute Ergebnisse. Die in den Prüfserien gewählten Biegeradien waren durchwegs strenger als sie in ÖNORM B 4200,7. Teil, verlangt werden. Trotz dieser Verschärfung wurden alle Prüfungen erfolgreich bestanden.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung des LD-Stahls für Betonbewehrungsstäbe besteht darin, dass dem LD-Stahl Phosphor in Form von Ferrophosphor zulegiert wird. Auf diese Weise wird dem Umstand Rechnung getragen, dass bei normalem Ablauf des LD-Verfahrens viel geringere Werte für den P-Gehalt erzielt werden, welche erst durch Zusatz von P in der erfindungsgemässen Weise angehoben werden.
In Tabelle I sind einige Beispiele für die Zusammensetzung des Stahls gemäss der Erfindung gemacht. Die mechanischen Eigenschaften der Betonbewehrungsstähle sind in Tabelle II näher angeführt.
<Desc/Clms Page number 2>
TabelleI Chemische Zusammensetzung der Stähle in Gew.-%
EMI2.1
<tb>
<tb> Stahl <SEP> C <SEP> Si <SEP> Mn <SEP> P <SEP> S <SEP> Nb <SEP> V <SEP> Ti <SEP> Al
<tb> 1 <SEP> 0, <SEP> 15 <SEP> 0, <SEP> 18 <SEP> 1, <SEP> 30 <SEP> 0, <SEP> 048 <SEP> 0, <SEP> 015 <SEP> 1) <SEP> 1) <SEP> 1) <SEP> 0, <SEP> 007 <SEP>
<tb> 2 <SEP> 0,22 <SEP> 0,10 <SEP> 1,20 <SEP> 0,043 <SEP> 0,017 <SEP> 0,05 <SEP> 1) <SEP> 1) <SEP> 0,006
<tb> 3 <SEP> 0,35 <SEP> 0,42 <SEP> 1,17 <SEP> 0,059 <SEP> 0,021 <SEP> 0,04 <SEP> 0,03 <SEP> 1) <SEP> 0,010
<tb> 4 <SEP> 0,20 <SEP> 0,29 <SEP> 1,08 <SEP> 0,040 <SEP> 0,013 <SEP> 0,07 <SEP> 0,05 <SEP> 0,04 <SEP> 0,037
<tb>
Rest Fe und die üblichen Beimengungen an Cr, Ni, Cu, Mo usw. wie sie aus dem Einsatzmaterial Schrott und Roheisen anfallen.
1) Element wurde nicht bestimmt.
<Desc/Clms Page number 3>
Tabelle II Mechanische Eigenschaften der Betonbewehrungsstähle
EMI3.1
<tb>
<tb> Stahl <SEP> Art <SEP> des <SEP> Durch-Streckgrenze <SEP> Zugfestigkeit <SEP> Dehnung
<tb> Bewehrungsstahls <SEP> messer <SEP> der <SEP> #02 <SEP> #B <SEP> d5
<tb> Stäbe
<tb> mm <SEP> N/mm2 <SEP> N/mm2 <SEP> %
<tb> kaltverfestigt <SEP> 7, <SEP> 6 <SEP> 540 <SEP> 603 <SEP> 17
<tb> 1 <SEP> für <SEP> Baustahl-5, <SEP> 0 <SEP> 561 <SEP> 625 <SEP> 15
<tb> matten <SEP> 4,
<SEP> 2 <SEP> 614 <SEP> 674 <SEP> 14
<tb> kaltverfestigt <SEP> 8 <SEP> 572 <SEP> 690 <SEP> 20
<tb> 2 <SEP> durch <SEP> 22 <SEP> 557 <SEP> 686 <SEP> 19
<tb> Verwinden <SEP> 36 <SEP> 523 <SEP> 658 <SEP> 18
<tb> 8 <SEP> 589 <SEP> 781 <SEP> 27
<tb> 3 <SEP> naturhart <SEP> 22 <SEP> 535 <SEP> 766 <SEP> 25
<tb> 36 <SEP> 517 <SEP> 753 <SEP> 22
<tb> 8 <SEP> 578 <SEP> 792 <SEP> 27
<tb> 4 <SEP> naturhart <SEP> 22 <SEP> 554 <SEP> 750 <SEP> 26
<tb> 36 <SEP> 536 <SEP> 765 <SEP> 24
<tb>