DE1246002B - Verfahren zur Erhoehung der Biegefaehigkeit und der Festigkeit von Betonstaehlen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:

Aktenzeichen:

Anmeldetag:

C21d

Deutsche Kl.: 18 c-7/10

1 246 002
H35824VI a/18c
9. März 1959
3. August 1967
8. Februar 1968 '

Auslegetag:

Ausgabetag:

Patentschrift stimmt mit der Auslegeschrift überein

Von einem hochwertigen Betonstahl wird neben hohen Festigkeitskennwerten eine gute Kaltverformbarkeit verlangt, die es gestattet, den Betonstahl nicht allein zu biegen, sondern ihn auch zwecks Korrektur der Biegung wieder zur Geraden zurückzubiegen. Insbesondere an Betonstählen, die zwecks Erhöhung der Haftfestigkeit mit Oberflächenprofilierungen wie Querrippen, Nocken usw. versehen worden sind, hat man bei genannter Biegebeanspruchung häufig Sprödbrüche beobachtet. Zur Vermeidung der Sprödbrüchigkeit ist vorgeschlagen worden, die Betonstähle einer Wärmebehandlung zu unterziehen. Als bekannte Arten von Wärmebehandlungen, die bei Stählen zu einer Verminderung der Sprödbrachempfindlichkeit führen, sind das Glühen bei Temperaturen von etwa 600° C an aufwärts, das Vergüten, Zwischenstufenvergüten, Warmbadhärten u. a. und bei weichen Stählen auch das Abschrecken von 650° C und höheren Temperaturen zu nennen. Es ist ferner vorgeschlagen worden, den Stahl zunächst einer erhebliehen Kaltverfestigung durch Tordieren, Recken usw. zu unterwerfen und ihn alsdann bei Temperaturen zwischen 450 und 600° C zu glühen.

Es ist auch bekannt, Stabstahl zur Erhöhung des Streckgrenzenverhältnisses und der Biegefähigkeit von der Glüh- oder Walztemperatur abzuschrecken und alsdann kaltzuverformen. Hierbei ist man aber, wie meistens auch bei anderen Wärmebehandlungen für Betonstähle, davon ausgegangen, daß es erforderlich sei, die Wärmebehandlung in der Weise durchzuführen, daß jeweils der gesamte Stabquerschnitt auf die erforderliche Wärmebehandlungstemperatur erwärmt und der Stab danach der der vorgesehenen Wärmebehandlungsart entsprechenden Abkühlung unterworfen wird. Alle auf dieser Basis durchgeführten Experimente haben jedoch weder in fabrikatorischer noch wirtschaftlicher Hinsicht zu einer zufriedenstellenden Lösung des Problems führen können. Auch waren die Ergebnisse hinsichtlich der Güte des erzielten Produktes in einigen Fällen wenig zufriedenstellend. Abgesehen davon, daß die Durchführung solcher Wärmebehandlungen umfangreiche Glühöfen und andere Betriebsmittel sowie viel Zeit erfordert, haben die Erfahrungen mit dem durch eine starke Kaltverfestigung und anschließendes Glühen gekennzeichneten Verfahren auch gezeigt, daß bei vielen weichen Stählen der tatsächlich in Frage kommende Glühtemperaturbereich außerordentlich gering ist, so daß sich für die betriebliche Durchführung erhebliche Schwierigkeiten ergeben. So wurden an zahlreichen weichen Stählen, die nach starker Kaltverfestigung bei 550 bis 575° C geglüht worden Verfahren zur Erhöhung der Biegefähigkeit und
der Festigkeit von Betonstählen

Patentiert für:

Fried. Krupp Hüttenwerke Aktiengesellschaft,
Bochum

Als Erfinder benannt:
Cornelius Hücking, Rheinhausen

waren, zwar gute Festigkeitskennwerte erzielt, jedoch war die Kaltverformbarkeit bei der Biegebeanspruchung unzureichend. Wurde statt der Glühtemperaturen von 550 bis 575° C eine solche von 600° C gewählt, so erwies sich zwar die Kaltverformbarkeit bei der Biegebeanspruchung als gut, jedoch waren jetzt die Werte für die Streckgrenze und Zugfestigkeit trotz der nur wenig erhöhten Glühtemperatur so weit abgefallen, daß sie nicht mehr denen eines hochwertigen Betonstahles entsprachen. Die offenbar zur Erzielung von sowohl guten Verformungseigenschaften als auch hohen Festigkeitskennwerten erforderliche Einhaltung einer sehr kleinen Temperaturspanne von nur wenigen Grad bereitet bei der Massenproduktion sehr große Schwierigkeiten. Gegen die Anwendung einer Wärmebehandlung, die in einem Abschrecken von 650° C oder höheren Temperaturen besteht, sprechen im wesentlichen zwei Gründe. Erstens weisen derartige behandelte Stähle die unangenehme Eigenschaft auf, daß sich der durch die Abschreckung und den anschließenden Kaltausscheidungsprozeß erzielte Festigkeitsanstieg im Lauf der Zeit wieder vermindert. Zweitens hat diese Art der Wärmebehandlung einen erheblichen Abfall der Bruchdehnungswerte beim Zugversuch zur Folge, der sich bei einer zwecks weiterer Steigerung der Festigkeitskennwerte stattfindenden Kaltverfestigung durch Tordieren, Recken usw. noch weiter erheblich vergrößert, obwohl eigenartigerweise die Kaltverformbarkeit derartig behandelter Stähle bei der Biegebeanspruchung sehr gut ist.

Bei dem bereits erwähnten bekannten Verfahren, bei dem die Kaltverformung nach der Wärmebehandlung erfolgt, wird zwar die Neigung zum Sprödbruch bei Biegebeanspruchungen herabgesetzt, gleichzeitig wird aber die Neigung zum Sprödbruch bei

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Zugbeanspruchung erhöht, so daß die Güte der so behandelten Betonstähle nicht befriedigt.

Es ist aber auch schon der Vorschlag bekanntgeworden, Stahlstäbe und Stahlrohre nach einer Kaltverformung einer Glühung, die nur die äußeren Querschnittsteile erfaßt, zu unterwerfen. Hierbei handelt es sich aber um die Aufhebung der bei der Kaltverformung eingetretenen Verfestigung in den äußeren Querschnittsteilen. Die durch die Kaltverformung erzielte Festigkeitssteigerung geht daher zum Teil wieder verloren, wobei, insbesondere wegen der Entfestigung gerade der oberflächennahen Zonen, die Dauerfestigkeit beeinträchtigt wird.

Nach der Erfindung werden die angeführten Nachteile der bekannten Wärmebehandlung der Betonstähle dadurch vermieden, daß die Betonstähle einer Wärmebehandlung der oberflächennahen Querschnittsteile, vorzugsweise einer Glühbehandlung mit anschließendem Abschrecken, und im Anschluß daran in an sich bekannter Weise einer Kaltverformung durch Tordieren, Recken od. dgl. unterworfen werden.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen nachstehend an Hand der Zeichnung, die schematisch zwei Anlagen zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung zeigt, erörtert werden. Für die Fig. 1 und 2 sind übereinstimmende Bezugszeichen gewählt worden.

Der in F i g. 1 dargestellte, im Walzzustand vorliegende Stab 1 weist Oberfl ächenprofilierungen in Form von Quer- oder Schrägrippen, Nocken, Sternchen usw. auf und wird zunächst mit Hilfe des Rollganges 5 durch die Induktionsspule 6 zwecks Erwärmung der oberflächennahen Querschnittsteile auf eine zwischen 600 und 1050° C liegende Temperatur und alsdann durch die Abschreckbrause 7 geleitet. Schließlich erfolgt zwecks Kaltverfestigung eine Kaltverformung mit Hilfe der Biegerollen 9. Der Stab verläßt die Maschine im geraden Zustand.

Nach F i g. 2 durchläuft der auf dem Rollgang 5 liegende Stab 1 nacheinander die Induktionsspule 6, die Abschreckbrause 7, die Induktionsspule 10 und die Abschreckbrause 11. Anschließend wird er mittels der Transportbänder 4 oder von Hand zu der seitlich angeordneten Tordiermaschine mit den Einspannköpfen 2 und 3 befördert, wo er einer abschließenden Kaltverfestigung durch Torsion unterworfen wird. Mittels der Induktionsspule 6 erfolgt eine Erwärmung der oberflächennahen Querschnittsteile auf eine zwischen 650 und 1050° C liegende Temperatur und mittels der Induktionsspule 10 eine Oberflächenerwärmung auf eine zwischen 100 und 650° C liegende Temperatur. Die oberflächennahen Querschnittsteile werden somit vor der abschließenden Kaltverfestigung einer Vergütungsbehandlung unterworfen.

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erhöhung der Biegefähigkeit und der Festigkeit von Betonstählen, insbesondere von weichen Stählen, durch Wärmebehandlung und Kaltverformung, dadurch gekennzeichnet, daß die Betonstähle einer Glühbehandlung der oberflächennahen Querschnittsteile mit anschließendem Abschrecken, und im Anschluß daran in an sich bekannter Weise einer Kaltverformung durch Tordieren, Recken od. dgl. unterworfen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung

elektroinduktivem Weg vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch
kennzeichnet, daß die Wärmebehandlung mittels Hochtemperaturflammen vorgenommen wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung in Durchlaufverfahren vorgenommen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung mit einer Durchlaufgeschwindigkeit vorgenommen wird, die der Geschwindigkeit der nachgeschalteten Kaltverformung entspricht.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 668 230, 767 185,
111, 937 649, 968 319;

französische Patentschrift Nr. 1 043 774;

»Zeitschrift des Vereins Deutscher Ingenieure«, (1953), Nr. 31, vom 1. November 1953,
S. 1061 bis 1065;

Buch von R. Sauger, »Fortschritte im Stahlbeton«, 1950, S. 11 und 12.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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