<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
"Fer d'armature traité à froid et procédé pour sa fabrication'*
Il est déjà connu de soumettre les fers d'armature à un traita- ment à froid en vue d'augmenter la résistance du fer. On a, par exemple, effectué une torsion à froid de fers ronds ordinaires contenant environ 0,10% de carbone (acier 37), qui sont générale- ment utilisés pour l'armature de constructions en béton, et l'on a, de cette manièe, si fortement augmenté la limite d'étirage de l'acier (la limite 0,2) que l'on peut, par conséquent, déterminer les dimensions en se basant sur une tension admissible quelque peu
<Desc/Clms Page number 3>
plus grande, ce qui donne lieu à une économie de fer et donc une réduction du coût.
Il est toutefois bien connu qu'un traitement à froid rend le fer cassant et cet effet désavantageux, qui se mani- feste par une diminution rapide et importante de l'allongement de rupture, impose des limites très étroites au domaine du travail à froid et donc à l'augmentation de la résistance, l'on utilisait, comme matière de départ pour la torsion à froid, l'acier 37, cela est dû au fait que cette Matière possède, à l'état non déformé, un grand allongement de rupture, de sorte qu'on devait admettre que, pour cette raison, on pouvait opérer une déformation importante à froid avant que l'allongement de rupture ne descende en-dessous de la limite admissible*
Suivant l'invention,
il a entretemps été prouvé que cette supposition n'est pas toujours vraie, étant donné que l'allonge- ment de rupture de certaines matières de départ, qui possèdent, à l'état non déformé, un allongement ae rupture sensiblement plus faible que celui de l'acier 37, ne diminue pas autant que celui de l'acier 37 au cours d'une mené déformation à froid.
.:!il conséquence, on utilise, dans la torsion a froid selon l'invention, une matière de départ qui possède une composition et une texture telles qu'elle acquiert, au cours du traitement à froid, une augmentation sensible de la limite d'étirage (la limite 0,2), sans qu'il se produise en même temps la réduction bien connue, atteignant un pourcentage considérable, de l'allongement de rupture.
Une matière de départ particulièrement appropriée est celle dont la teneur en carbone atteint au moins 0,20%, cette teneur pouvant être totalement ou partiellement remplacée par
<Desc/Clms Page number 4>
des quantités équivalentes d'autres substances d'alliage qui amé- liorent les propriétés au point de vue de la résistance, telles que: silicium, manganèse, nickel, cuivre, chrome, wolfram, molybdène, ou titane.
Le résultat d'une série d'essais comparatifs entre un acier 37 ordinaire ayant une teneur en carbone de 0,10% et plusieurs aciers ayant une autre teneur en carbone et contenant d'autres substances d'alliage, montre qu'un acier qui possède, à l'état non déformé, un allongement de rupture sensiblement plus faible que l'acier 37, peut très bien acquérir un plus grand allongement de rupture que le dit acier, après avoir été soumis a la même torsion à froid, convenablement choisie.
Dans le dessin annexé, l'acier 37 est comparé, à titre d'exemple, à un acier ayant une teneur on carbone de 0,45%, les résultats des essais étant figurés dans un système rectangulaire de coordonnées, l'intensité de torsion étant portée sur l'axe des abscisses, Par l'intensité de torsion, on entend 100 d :h, d étant le diamètre de la barre en mm. et h le pas de vis de torsion, également en mm.
Le dessin, qui comporte des courbes concernant les deux aciers envisagés, fait ressortir que l'allongement de rupture de l'acier pauvre en carbone, représenté par la courbe 6 10' diminue rapide-
EMI4.1
l1lent -avec l' aUf,g.1tmtation de la tors ion,âurtQut au début de l'ope"ra- tion de torsion, tandis que la limite d'étirage de cet acier, re-
EMI4.2
présentée par la courba 1 , augmente régulièrement, sans atteindre une valeur maximum véritable.
Par la torsion à froid de cet acier, on n'obtient qu'une plus faible augmentation cle la limite d'étirage (la limite 0,2) au prix d'une diminution consi- dérable de l'allongement de rupture..% cela s'ajoute que, pendant l'opération de torsion, la limite d'étirage (la limite 0,2) de cet acier s'approche très fort de la résistance à la rupture figurée
EMI4.3
par la courbe en traits itterroryus ! 1 , d'où il résulte que la torsion rend cet acier cassant.
<Desc/Clms Page number 5>
D'une manière correspondante, le dessin montre, pour l'acier ayant une teneur en carbone de 0,45%, une courbe -5 qui indique l'allongement de rupture de cet acier. On remarquera que, à l'état non déformée cet acier possède un allongement de rupture beaucoup plus faible que l'acier 37; l'allongement de rupture reste tou- tefois pratiquement constant jusqu'à une intensité de torsion de 4 environ et ne descend ensuite que lentement, l'allongement de rupture se Maintenant toujours, pour de plus grandes intensités de torsion, à des valeurs plus élevées que ce n'est le cas pour l'acier contenant 0.10% de carbone.
En même temps, la limite d'étirage, représentée par la courbe #F,45, est relevée, cette limite étant encore toujours sensiblement plus grande que la limi- te d'étirage de l'acier contenant 0,10% de carbone. Par la torsion de l'acier jusqu'à une intensité de torsion da 4, on obtient un fer d'armature dont la limite d*étirage est portée de 4500 Kg/cm2 environ à plus de 5000 Kg/cm2, sans que l'allongement de rupture soit réduite La torsion de l'acier peut en tout cas être poussée quelque peu au-delà d'une intensité de torsion de 10, sans que le métal devienne trop cassant, ce qui ressort du dessin, puisque non seulement l'allongement de rupture est suffisant, notamment sensiblement supérieur à 10%,
mais que la résistance à la rupture est aussi toujours encore nettement plus grande que la limite d'étirage, qui est portée au-dessus de 6000 Kg/cm2 pour des inten- sités de torsion dépassant 10. Cela ressort clairement de. la compa- raison des courbes #B,45 et #F,45;
Etant donné que, pour des fers d'armature ordinaires pour les constructions publiques en béton, les autorités danoises prescrivent que le produit de la résistance à la traction, en Kg/cm2, et de l'allongement de ruptu- re doit atteindre au moins 74.000 et que l'allongement de rupture doit être supérieur à 10%, l'application de l'invention permet de satisfaire aux prespriptions officielles pour une limite d'éti- rage considérablement plus élevée. Par conséquent, on peut aussi
<Desc/Clms Page number 6>
déterminer les dimensions en se basant sur une plus grande charge admissible.
Finalement, le dessin montre qu'on peut appliquer une inten- sité de torsion d'environ 20 au susdit acier contenant 0,45% de carbone, et fabriquer ainsi un fer d'armature dont la limite d'étirage (la limite 0,2) a été portée à environ 7000Kg/cm2 au cours de la torsion, sans que l'allongement de rupture ne descende, de ce fait, en-dessous de la valeur admissible de 10%.
Les propriétés mentionnées de l'acier peuvent, comme il a été indiqué, être obtenues lorsque la teneur en carbone atteint une valeur appropriée; des propriétés correspondantes peuvent tou- tefois être également obtenues par l'alliage avec d'autres subs- tances ayant une action équivalente, par exemple*. silicium, manga- nèse, cuivre, nickel, chromo, Wolfram, molybdène, ou titane. Des propriétés particulièrement favorables peuvent être réalisées par une composition appropriée des substances d'alliage mentionnées ou par leur combinaison avec du carbone. Avant son traitement à froid, l'acier peut éventuellement être soumis à un traitement à chaud pour lui donner une texture à grain fin, capable de supporter de fortes déformations.
Comme il ressort de ce qui précède, le traitement à froid a pour but d'améliorer la matière et ce traitement peut s'effectuer d'une manière connue appropriée quelconque, par exemple par torsion, laminage à froid, tréfilage à froid ou étirage à froid.
La torsion peut non seulement être effectuée comme une tor- sion simple dans un seul et même sens, mais elle peut aussi être réalisée, par exemple, en changeant continuellement le sens de torsion, ou bien en tordant d'abord quelques fois dans des sens alternés, avant d'exécuter la torsion définitive dans un seul et même sens. L'invention peut être appliquée aussi bien à la torsion d'une barre simple que pour tordre ensemble deux ou plusieurs barres.
<Desc / Clms Page number 1>
EMI1.1
<Desc / Clms Page number 2>
"Cold-treated reinforcing iron and process for its manufacture" *
It is already known to subject reinforcing irons to a cold treatment in order to increase the strength of the iron. For example, a cold twist has been carried out on ordinary round bars containing about 0.10% carbon (steel 37), which are generally used for the reinforcement of concrete constructions, and we have, of In this way, the draw limit of the steel (the limit 0.2) so greatly increased that the dimensions can therefore be determined based on a somewhat allowable tension.
<Desc / Clms Page number 3>
larger, which results in a saving of iron and therefore a reduction in cost.
It is, however, well known that cold processing makes iron brittle and this disadvantageous effect, which manifests itself in a rapid and significant reduction in the elongation at break, imposes very narrow limits on the field of cold working and therefore with the increase of the resistance, one used, like starting material for the cold torsion, the steel 37, this is due to the fact that this material has, in the undeformed state, a great elongation of fracture, so that it had to be admitted that, for this reason, one could operate a significant cold deformation before the elongation at break did drop below the admissible limit *
According to the invention,
it has in the meantime been proven that this assumption is not always true, since the elongation at break of certain starting materials, which have, in the undeformed state, an elongation at break appreciably lower than that of some starting materials. of steel 37, does not decrease as much as that of steel 37 during cold deformation.
.:! Consequently, in the cold twisting according to the invention, a starting material is used which has a composition and a texture such that it acquires, during the cold processing, a substantial increase in the limit d. stretching (limit 0.2), without at the same time taking place the well-known reduction, reaching a considerable percentage, of the elongation at break.
A particularly suitable starting material is one in which the carbon content reaches at least 0.20%, this content possibly being totally or partially replaced by
<Desc / Clms Page number 4>
equivalent amounts of other alloying substances which improve strength properties, such as: silicon, manganese, nickel, copper, chromium, wolfram, molybdenum, or titanium.
The result of a series of comparative tests between an ordinary steel 37 having a carbon content of 0.10% and several steels having another carbon content and containing other alloying substances, shows that a steel which has, in the undeformed state, an elongation at break appreciably lower than steel 37, may very well acquire a greater elongation at break than said steel, after having been subjected to the same cold torsion, suitably chosen .
In the attached drawing, steel 37 is compared, by way of example, with a steel having a carbon content of 0.45%, the test results being shown in a rectangular coordinate system, the intensity of torsion being carried on the abscissa axis, the intensity of torsion is understood to mean 100 d: h, d being the diameter of the bar in mm. and h the pitch of the torsion screw, also in mm.
The drawing, which includes curves relating to the two steels considered, shows that the elongation at break of the low-carbon steel, represented by the curve 6 10 'decreases rapidly.
EMI4.1
l1lent -with the aUf, g.1tmtation of the torsion, âurtQut at the start of the opera- tion of torsion, while the limit of stretching of this steel, re-
EMI4.2
presented by curve 1, increases regularly, without reaching a true maximum value.
By cold twisting this steel, only a smaller increase in the draw limit (the limit 0.2) is obtained at the cost of a considerable decrease in the elongation at break. in addition, during the twisting operation, the draw limit (the limit 0.2) of this steel very closely approaches the breaking strength shown
EMI4.3
by the curve in lines itterroryus! 1, from which it follows that the torsion makes this steel brittle.
<Desc / Clms Page number 5>
Correspondingly, the drawing shows, for steel having a carbon content of 0.45%, a curve -5 which indicates the ultimate elongation of this steel. It will be noted that, in the undeformed state, this steel has a much lower elongation at break than steel 37; however, the elongation at break remains practically constant up to a torsion intensity of approx. 4 and then decreases only slowly, the elongation at break is now always, for greater torsion intensities, at higher values than this is the case for steel containing 0.10% carbon.
At the same time, the draw limit, represented by curve # F, 45, is increased, this limit still being still significantly greater than the draw limit of steel containing 0.10% carbon. By twisting the steel up to a twist intensity of 4, a reinforcing iron is obtained, the stretching limit of which is increased from approximately 4500 Kg / cm2 to more than 5000 Kg / cm2, without the elongation at break is reduced The torsion of the steel can in any case be pushed somewhat beyond a torsion intensity of 10, without the metal becoming too brittle, which is apparent from the drawing, since not only the elongation at break is sufficient, in particular significantly greater than 10%,
but that the tensile strength is also still still significantly greater than the draw limit, which is raised above 6000 Kg / cm2 for torsion intensities exceeding 10. This is clear from. the comparison of curves # B, 45 and # F, 45;
Since, for ordinary reinforcing bars for public concrete constructions, the Danish authorities prescribe that the product of the tensile strength, in Kg / cm2, and the elongation at break must be at least 74,000 and the elongation at break must be greater than 10%, the application of the invention enables the official requirements for a considerably higher draw limit to be met. Therefore, we can also
<Desc / Clms Page number 6>
determine the dimensions based on a larger allowable load.
Finally, the drawing shows that a twisting strength of about 20 can be applied to the aforesaid steel containing 0.45% carbon, and thus to produce a reinforcing iron whose draw limit (the limit 0, 2) was brought to approximately 7000Kg / cm2 during the twisting, without the elongation at break falling, therefore, below the admissible value of 10%.
The mentioned properties of steel can, as has been indicated, be obtained when the carbon content reaches an appropriate value; however, corresponding properties can also be obtained by alloying with other substances having an equivalent action, for example *. silicon, manganese, copper, nickel, chromo, Wolfram, molybdenum, or titanium. Particularly favorable properties can be achieved by a suitable composition of the mentioned alloying substances or by their combination with carbon. Before its cold treatment, the steel can optionally be subjected to a hot treatment to give it a fine-grained texture, capable of withstanding strong deformations.
As emerges from the above, the purpose of the cold treatment is to improve the material and this treatment can be carried out in any suitable known manner, for example by twisting, cold rolling, cold drawing or drawing. cold.
Twisting can not only be done as a simple twist in one and the same direction, but it can also be done, for example, by continually changing the direction of twisting, or by first twisting a few times in different directions. alternately, before executing the final twist in one and the same direction. The invention can be applied both to the twisting of a single bar and to twisting two or more bars together.