DE2123687B2

DE2123687B2 - Kontinuierliches Wärmebehandlungsverfahren an stabförmigen, niedriggekohlten Baustählen

Info

Publication number: DE2123687B2
Application number: DE2123687A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Dipl.-Phys. Dr. Wien Ettenreich; Klaus Dipl.-Ing. 4006 Erkrath Greulich; Otto 4000 Duesseldorf Reimann
Original assignee: Baustahlgewebe GmbH
Current assignee: Baustahlgewebe GmbH
Priority date: 1971-05-13
Filing date: 1971-05-13
Publication date: 1973-10-04
Also published as: NO133108B; HU166803B; ATA414672A; LU65337A1; IL39414A0; AU4224872A; US3933534A; DE2123687C3; BE783366A; JPS5518768B1; NL7206352A; BR7203010D0; PL75527B1; GB1367408A; IL39414A; FR2137842B1; CA966400A; DE2123687A1; IT955362B; CS171166B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein kontinuierliches Außerdem ist aus der österreichischen Patentschrift

Wärmebehandlungsverfahren an stabförmigen, niedrig- 281 089 ein Verfahren zum Durchvergüten von Gegen-

ständen aus nicht härtbaren Stählen bekannt, bei druck zwischen 3 und 7 at sinnvoll war. Die Abkühlwelchem Stähle mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,1 geschwindigkeit sollte im Mittel mindestens 800 Cs bis 0,23% nach Art der Oberflächenhärtung mittels betragen. Der angegebene Mittelwert der Abkühl-Gas-Sauerstoff-Brennern oder elektrischer Heizvor- geschwindigkeit bezieht sich auf eine Zeitspanne, in richtungen und nachgeschalteter Wasserbrausen im 5 welcher die Oberfläche etwa auf eine Temperatur Vorschubverfahren behandelt werden. Diese Wärme- unterhalb 150C abgeschreckt ist. Zu Beginn der Abbehandlung führt zu einer Härtesteigerung, wobei der schreckung ergibt sich ein bedeutend höherer V^rt. Härteunterschied zwischen Oberfläche und Kern im Zum Beginn des Abschreckens ergeben sich Abkuhlnicht angelassenen Zustand beim nachfolgenden An- geschwindigkeiten von 1200 bis 1700 ⁼ C/s. Die zeitlich lassen je nach der verlangten Festigkeit weitgehend io obere Grenze für den Abschreckzeitpunkt liegt dort, ausgeglichen wird, so daß man in der österreichischen wo die Temperatur der Schalenoberfläche unter 650 C Patentschrift von einer Durchvergütung spricht. fällt (/= Λ, gemäß der Abbildung).

Gegenüber dem genannten Stand der Technik hat Es ist von Vorteil, nach dem Abschrecken für besieh die Erfindung die Aufgabe gestellt, für Stähle summte Verwendungszwecke eine geringe Kaltverder genannten Zusammensetzung in Wärmebehand- 15 formung — im Ausmaß eines Richtens — vorzulungsverfahren anzugeben, das zu einer Festigkeits- nehmen.

steigerung bei noch guten Dehnungswerten führt. Erst Für andere Zwecke, insbesondere zur Steigerung

ein "Stahl" mit noch sehr guten oder auch noch be- der Elastizitätsgrenze (wie auch der Kriechgrenze),

friedigenden Dehnungswerten kann in der Praxis, ist es von Vorteil, nach dem Abschrecken eine Warne-

insbesondere als Betonstahl, Verwendung finden, da 20 behandlung bei Temperaturen r sehen 100 und 380 L

nur er eine ausreichende Sicherheit gewährleistet. vorzunehmen, vorzugsweise um 340° C, insbesondere

Eine weitere Aufgabenstellung der Erfindung ist darin im Bereich von Haltezeiten, in denen die Elastizitäts-

zu sehen, aufwendige Nachbehandlungsscnritte nach grenze stark ansteigt; gute Ergebnisse wurden bei einer

Möglichkeit zu vermeiden. Haltezeit von 20 bis 30 Minuten erzielt.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß da- 25 Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren

durch gelöst, daß der Stahl nur in seiner Schale derart auf unlegierte Stähle mit einem Kohlenstoffgehalt

auf eine Temperatur zwischen Ac₁ und 1300^;C er- zwischen 0,06 und 0,26%, vorzugsweise 0,12 bis

wärmt wird, daß sich der Kern im Mittel mit min- 0,22%, und üblichen Gehalten an Mangan und SiIi-

destens 100³C/s, vorzugsweise 300'C/s, durch das zium angewendet. Zweckmäßigerweisc ist der Sihzium-

Temperaturgebiet oberhalb der Perlitlinie erwärmt, 30 gehalt auf 0,5% und der Mangangehalt auf 0,8%

worauf vor Erreichen der Gleichgewichtseinstellung nach oben begrenzt. Aus dem angegebenen bevorzugten

bezüglich des Kohlenstoffgehaltes abgeschreckt wird. Kohlenstoffbereich ergeben Stähle mit 0,15 bis 0,18%

Vorzugsweise wird der Kern im Mittel mit etwa Kohlenstoff hinsichtlich der Festigkeitssteigerung be-

700 C/s erwärmt. Es kann vorteilhaft sein, den Stahl sonders gute Ergebnisse.

vor der Wärmebehandlung maximal auf Tempera- 35 Vorzu"sweise wird das Verfahren auf Stäbe mit

türen unterhalb Ac, vorzuerwärmen. Hierbei kann es einem ^r jrchmesser von 4 bis 36 mm, insbesondere

sinnvoll sein, sich bei der Vorerwärmung des Stahles 6 bi= 10 mm, angewendet.

auf den oberen Bereich der Kristallerholung zu be- Besonders bevorzugt wird die Anwendung des schränken, in diesem oberen Bereich der Kristall- erfindungsgemäßen Verfahrens auf Stäbe aus Betonerholung dürfen noch keine Gefügeänderungen (Re- 40 stahl für vorgespannte oder schlaffe Armierung, inskristallisation) auftreten. Mit besonderem Vorteil wird besondere für geschweißte Baustahlmatten, der Stahl kontinuierlich mittels Induktion bei hoher Vorzugsweise beträgt die Gesamtzeit vom ersten Eindringtiefe vorerwärmt. Unter hoher Eindringtiefe Durchschreiten des Ac_rPunktes bis zum Beginn des wird verstanden, daß bei dünnen Stababmessungen Abschreckens höchstens 5 Sekunden.

— wie 6 mm Durchmesser — über 90% des Stab 45 Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verquerschnittes primär vorerwärmt werden, während fahrens besteht darin, daß bei deutlicher Steigerung sich der restliche Stabquerschnitt durch Wärmeleitung der Festigkeitseigenschaften noch sehr gute Dehnungszum Kern hin erwärm« Als untere Grenze der hohen eigenschaften erhalten bleiben. Eine Nachbehandlung Eindringtiefe werden bei gängigen Abmessungen für die Erzielung dieser Ergebnisse ist nicht erforder-

— wie 12 liis 16 mm Durchmesser — mindestens 60% 5° lindes Stabquerschnittes von der Vorerwärmung primär Nachfolgend werden Begriffsdefinitionen gegeben: erfaßt. In der Praxis ist es zweckmäßig, wenn man in Unter »Stabform« werden Abmessungen verstanden, Stablaufrichtung der zur Schnellerwärmung dienenden die senkrecht ?u ihrer Längsachse im wesentlichen Hochfrequenzinduktionsanlage eine Mittelfrequenz- immer die gleiche Querschnittsfläche aufweisen insinduktionsanlage vorschaltet. 55 besondere aber auch Abmessungen, die außerdem

Vorzugsweise wird in dem Zeitpunkt abgeschreckt, eine gleiche Oberflächenkontur besitzen,

wo die abfallende Oberflächentemperatur die an- »Schale« des Stabes, Hiermit ist gegenüber der

steigende Kerntemperatur schneidet. In der Ab- Kernzone des Stabes die nach außenliegende Schicht

bildung ist dieser Zeitpunkt mit / = /₂ bezeichnet. gemeint. Die Dicke der Schale, d. h. insbesondere das

Vorzugsweise wird für diesen Abschreckzeitpunkt 60 Volumen der Schale im Verhältnis zum Volumen des

eine Temperatur zwischen 750 und 850° C herbei- Kerns, wird von der gewünschten Kerntemperatur

geführt. bestimmt. Techlisch wird beim Induktionsverfahren

Mit Vorteil wird durch Aufbrausen oder Auffächern die Dicke der gewünschten Schale durch die vor-

von Wasser unter einen Druck von mindestens 2 at gegebene Frequenz bestimmt. Die Dicke der Schale

abgeschreckt. Es kann zweckmäßig sein, den Druck 65 ist um so stärker, je kleiner die Frequenz gewählt wird,

des Wassers beim Abschrecken bis auf 12 at zu er- Über die Spulenabmessung und die Leistungsdichte

höhen. Gute Ergebnisse wurden bei einer Wasser- wird die übertragene Wärmemenge geregelt. Je höher

menge von 6 bis 30 l/kg Stahl erzielt, wobei ein Wasser- die Leistungsdichte gewählt wird, um so schneller und

5 6

höher erwärmt sich die Schale, Somit wird durch dicke Schale braucht nicht sehr weit (50 bis 200⁰C) die Wahl der Frequenz und die Abstimmung der Vor- über die Temperatur erhitzt zu werden, die sich zum Schubgeschwindigkeit des Stabes gegenüber der Spu- Zeitpunkt / = l_t gemäß der Abbildung ergibt, lenabmessung und der Leistungsdichte (Verweilzeit Wenn von der bevorzugten Möglichkeit Gebrauch

des Stabes in der Induktionszone) die gewünschte 5 gemacht wird, die erfindungsgemäße Wärmebehand-Temperatur in der Schale eingestellt. lung an einem vorerwärmten Stab vorzunehmen, so

Zum besseren Verständnis wird auf die Abbildung verkürzen sich die Aufheizzeiten entsprechend der verwiesen. In der Abbildung ist schematisch der Zeit- Ausgangstemperatur, auf die der Stab vorerwärmt Temperatur-Verlauf einer induktiven Erwärmung wurde. Wird also der Stab auf 55O°C vorerwärmt ohne nachfolgende Abschreckung mit Wasser dar- io und eine Kerntemperatur von 750⁰C angestrebt, so gestellt (Abkühlung an Luft durch Abstrahlung). Die vergehen vom Eintritt in die Hochfrequenzspule bis schematischc Darstellung entspricht ungefähr dem zum Beginn des Abschreckens bei einer Aufheiz-Temperaturvcrlauf eines Drahtes von 8 mm Durch- geschwindigkeit von etwa 300°C/s nur 0,66 Sekunden, messer, der auf Grund einer bestimmten Frequenz Um diese Aufheizgeschwindigkeit einzuhalten, ist es primär in einer Schale von etwa 0,8 mm Dicke auf- 15 erforderlich, die Schale in der Hochfrequenzspule geheizt wurde. Wie die Abbildung zeigt, findet bereits entsprechend hoch aufzuheizen, ohne dann in den zur während der Verweilzeit in der Induktionsspule in Verfügung stehenden kurzen Zeiten den für den geringem Umfang ein Wärrwefluß zum Kern hin statt. Zeitpunkt / = i_t charakteristischen Abschreckzeit-Beim gezeigten Beispiel erfolgt der größte Teil des punkt zu erreichen.

Wärmeflusses von der heißen Schale zum relativ *> Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele kalten Kern nach Verlassen der Induktionsspule beschrieben, die in den Tabellen 1, 2, 3 im einzelnen (höchste Temperatur in der Schale Tos_t). Das in der wiedergegeben sind.

Abbildung dargestellte Schaubild zeigt den mittels Die Tabellen zeigen jeweils für einen bestimmten

Rechner simulierten Temperaturverlauf ohne die Stahlquerschnitt und die angegebene Analyse die nachfolgende Wasserabschreckung, wobei nur schema- 25 Veränderung der mechanischen Werkstoffeigenschaften tisch der untere und obere Zeitpunkt (/ — i, bzw. I — t_t) auf Gnnd der erfindungsgemäßen Wärmebehandlung, eingetragen sind, in welchem die Wasserabschreckung Abgeschreckt wurde bei allen Werten im bevorzugten einsetzen soll. Zur Erfüllung der zeitlich unteren Zeitpunkt t = t_% gemäß der Abbildung. Der mit A Grenze (Abszisse I = ίχ) ist es erforderlich, daß bezeichnete Wert gibt die mechanischen Werte des zumindest Teile des Kerns die Perlitlinie durch- 30 Ausgangsmatenals (Warmwalrzustand; Raumtempeschritten haben, im Kern also die Austenitumwandlung ratur) an.

begonnen hat. Zur Erfüllung der zeitlich oberen Mit 1 ist der Bereich einer schwächeren Kühlung

Grenze / ^ I₃ ist zu berücksichtigen, daß vor Er- (3 bis 5 Atmosphären) und mit II der Bereich einer reichen der Gleichgewichtseinstellung bezüglich des stärkeren Kühlung (7 bis 12 Atmosphären) gekenn-Kohlenstoffgehalles abgeschreckt wird. Es muß also 35 zeichnet (Kühlmittel Wasser).

vor einem Diffusionsausgleich des Kohlenstoffs ab- Für die Tabelle 1 gelten folgende technische Daten:

geschreckt werden.

Für die Praxis empfiehlt sich folgender Weg: Es ist Ausgangszustand A warmgewalzt,

am einfachsten, die Oberflächentemperatur mittels Raumtemperatur

eines Glühfadenpyrometers zu ermitteln. Aus diesem 40

Grunde beziehen sich die in den Ansprüchen in der Analyse:

Beschreibung angegebenen Temperaturwerte der Schale 0,16 °/₀ C, 0,9 % Si,

auf gemessene Pyrometertemperaturen (Schalenober- 0,52°/₀ Mn Rest Eisen und die

fläche). Vorzugsweise wird dabei in dem Zeitpunkt üblichen Begleitelemente

abgeschreckt, in welchem die ansteigende Kern- 45 _n . ,

temperatur die abfallende Oberflächentemperatur uurcnmesser b mm

schneidet (/ = t_% gemäß der Abbildung). Dieser Verweilzeit in der Spule 1 see

Zeitpunkt läßt sich in der Praxis gut bestimmen, da

nach dem Wärmeausgleich zum Kern hin der an der Frequenz 485 kHz

Schalenoberfläche meßbare TemperaturabfaU aus- 50 Gesamtzeit bis zum Begeprägt langsamer erfolgt als vorher da der an der $_m _{des Abschfeckens} .. ₂ see Oberfläche Meßbare Wärmefluß von der Abstrahlung
an die Atmosphäre bestimmt wird. Abschreckintensität

Wie aus den Beispielen hervorgeht, wird eine Kern- (Wasser 1) 4 atü; Menge 8 l/kg Stahl

temperatur von 750° C (bzw. 850° C) bevorzugt. Aus 55 (Wasser) II 8 atü; Menge 26 l/kg Stahl

der bevorzugten Aufheizgeschwindigkeit von im

Mittel 300° C/s und der Kerntemperatur von 750° C ^Die Verweilzeit in der

errechnet sich, daß vom Spuleneintritt bis zum Zeit- Kühlstrecke 0,5 see

punkt der Wasserabschreckung. 2,5 Sekunden (bzw.

2,8 Sekunden) vergehen. Ausgehend von den an- 60 Bei der Abschreckintensität I hat der Stab kun

gegebenen Randbedingungen und einem Stabdurch- nach Verlassen der Kühlstrecke an der Oberfläche

messer von 8 mm isrrechnet sich, daß bei einer Verweil- noch eine Temperatur von etwa 6O⁰C.

zeit von 1,3 Sekunden in der Spule eine Frequenz von Wie Tabelle 1 zeigt, ergibt sich bei den Ausgleichs

485 kHz und eine Leistungsdichte innerhalb des temperaturen (/ = /,) von 750, 800 und 85O°C ein

Bereiches von 800 bis 1200 W/cm² erforderlich ist. 65 starke Erhöhung der Festigkeitseigenschaften bc

Ebensogut können diese Bedingungen bei einer noch sehr guten Dehnungseigenschaften; z. B. erhäl

kleineren Frequenz (größere Schalendicke) und einer man bei einer Ausgleichstemperatur von 800° C nac

kleineren Leistungsdichte erzielt werden. Eine sehr der erfindungsgemäßen Wärmebehandlung einen Stat

nit einer Zugfestigkeit von 75,5 kg/mm^z und einer Dehnung ((MO) von 12,1%. Noch erheblich bessere Werte in der Zugfestigkeit ergeben sich bei einer geringfügig höheren Kohlenstoffgehalt und Mangangehall, wie dies z. B. Tabelle 3 beim Walzdraht von 12 mm Durchmesser zeigt. Dort wird bei einer Ausglcichstcmpcratur von 800"C und der Kühlintcnsität Il eine Zugfestigkeit von 93,0 kg/mm² bei einer Dehnung (Λ10) von 11 % erreicht. Dieser Stahl hattt am Rand eine Vickershärte von 359 und im Kern eine Vickershärte von 300 kg/mm². (Diese Vickcrshärtcwerte sind Mittelwerte und nur bedingt aussagekräftig, da insbesondere bei sehr kurzen Austenitisicrungszcitcn und niedrigen Austenitisicrungstcmperaturcn ein stark heterogenes Gefüge sowohl bezüglich des Gesamtquerschnittes als auch bezüglich der einzelnen Kristallite entsteht.) Wie die Tabelle 1 zeigt, ergibt sich bei einer starken Erhöhung der Zugfestigkeit auch eine Erhöhung der Vickershärte am Rand des Stahlstabes und im Kern des Stahlstabcs. Die angegebenen Vickersliärtewcrtc sind Mittelwerte aus acht Einzelmessungcn.

Die oben dargelegten technischen Zusammenhänge führen zu dem allgemeinen Gedanken, daß es sich um Vorgänge handelt, bei denen Inhomogenitäten des Kristallaufbaues eine wesentliche Rolle spielen. Bei den behandelten untereutcktoidcn Stählen findet bei der Abkühlung durch das Zwci-Phasen-Gebiet Gamma/ Alpha bekanntlich eine Steigerung statt - - im Zu- »iui'idsschaubiid Fc Fe₃C entlang der Linie GOS. Dabei findet eine voreutektoide Ferritausscheidung entsprechend der Linie GP statt. Der verbleibende Austenit reichert sich dabei an Kohlenstoff bis zum Perlitpunkt »S« an und wandelt sich beim Erreichen der Perlitlinie zu Perlit um.

Bei einer Schnellerhitzung gemäß der Erfindung und den dabei angewendeten kurzen Zeiten im Bereich der Temperatur der Austenitisierung wird ein Gcfügezustand herbeigeführt, bei dem noch kein vollständiger Ausgleich des Kohlenstoffs innerhalb des Gefüges stattgefunden hat.

Dabei können die Verhältnisse so gestaltet werden, daß nur der Perlit in Austenit umgewandelt wird. Es kann aber auch zusätzlich eine Umwandlung von Ferrit in Austenit zugelassen werden, vorausgesetzt, daß dieser Austenit kohlenstoffärmer bleibt als ein nach vollständigem Diffusionsausgleich dem Gleichgewichtszustand entsprechender Austenit.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Abschreckung wandelt den kohlenstoffreicheren Teil des Gefüges in ein Bestandteil höherer Festigkeit um, wobei allerdings Martensit nur in geringfügigen Mengen aufzutreten pflegt. Dadurch ergibt sich eine differenzierte Struktur, welche für die günstigen mechanischen Werkstoffeigenschaften, insbesondere ein hervorragendes Verhältnis von Festigkeit und Dehnung, mit verantwortlich sein dürfte. Aus diesem allgemeinen Erfindungsgedanken ergibt sich die technische Lehre: Ein niedriggekohlter Baustahl der oben beschriebenen Art, der ein kristallin-heterogenes Ausgangsgefüge (Alpha und Perlit) besitzt, z. B. von seiner Warmformgebung her, wird mit einer hohen Aufheizgeschwindigkeit durch das Temperaturgebiet oberhalb der PerlitHnie erhitzt. Die Erhitzungsgeschwindigkeit und die Endtemperatur werden so gewählt, daß sich im wesentlichen der Perlitanteil und gegebenenfalls auch voreutektoider Ferrit in Austenit umwandeln, wobei jedoch zur Vermeidung der Gleichgewichtscinstcllung bezüglich des Kohlenstoffgehalt«, vorzeitig abgeschreckt wird.

Die Schliffbildcr der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Stäbe zeigen in einer typischen Ausbildungsform relativ kohlenstoffarme Ferritzentren, die von einem breiten Netzwerk von Troostit und bei höheren Abkühlgescliwindigkeiten auch von Zwischcnstufcngcfügc umgeben sind. Bei längeren Haltezcitcn und genügend hohen Austenitisierungstemperaturcn ίο verschwimmen diese deutlichen Grenzen zwischen dem Fcrritzcnlrum und dem umgebenden Netzwerk mehr und mehr. Der Stab soll über seinen Gesamtquerschnitt nahezu martensilfrei sein. Zugelassen sind aber geringe Martcnsitgehalte im Stabrand. Unter gering werden Martensitgehalte unter 5% verstanden.

Führt man im Anschluß an die erfindungsgemäße Wärmebehandlung die Wärmebehandlung gemäß Anspruch 19 (Elastizitätsgrenze) bei 340"C für 30 Minuten durch, so erreicht man Steigerungen der so Elastizitätsgrenze von bis zu 50%, z. B. bei der Qualität gemäß Tabelle 3 (Il 850'C) von 51 auf 76 kg/mm². Die Streckgrenze bleibt erhalten, während die Zugfestigkeit leicht abfällt. Die Brucheinschnürung verhält sich in etwa analog zu der Elastizitätsgrenze. Eine Änderung des Kohlenstoffgehaltcs innerhalb der angegebenen Grenzen erfordert zur Einhaltung der optimalen Bedingungen gegenüber den Ausführungsbeispiclcn im Falle einer stärkeren Erniedrigung des Kohlenstoffgehaltcs eine höhere Kcrn-3" temperatur innerhalb des beanspruchten Ausgieichsbereiches, und umgekehrt. Die Temperatur in der schnell erhitzten Schale ist der gewünschten höheren oder tieferen Kerntemperatur anzupassen.

Die besonderen Vorteile der erfindungsgemäß hergestellten Betonstäbe liegen darin, daß bei Stäben mit hohen Dehnungseigenschaften durch den hohen Anteil der Gleichmaßdehnung Bauwerke mit schlaffer Bewehrung eine viel größere Sicherheit erhahcn, während sich die hochfesten Stäbe insbesondere für die vorgespannte Bewehrung eignen.

Wesentlich ist außerdem, daß insbesondere bei den niedriggekohlten Qualitäten die erfindungsgemäß erzielten Werkstoffeigenschaften z. B. durch die Widerstandspunktschweißung nicht beeinträchtigt werden. *5 Die Untersuchungen wurden am geschweißten Kreuz einer geschweißten Baustahlmatte vorgenommen. Die Prüfung der Mindestscherkraft im Scherversuch (S — 0,3 · 0,2 · Querschnittsfläche des Ausgangsstabes) erbrachte die erforderlichen Mindestwerte.

Tabelle 1

Ausgangszustand A; Warmgewalzt; Raumtemperatur 6 mm Durchmesser.

Analyse: 0,16%C; 0,09% Si; 0,52% Mn; Rest Eis« und die üblichen Gehalte.

T	A	O,	kp/mm¹	<5..	«5,	Vickershärte	Kern
/ = /1	1700	kp/mm¹	42,7		7.	HV	172
°c	1750	27,5	48,1	33,5	21,7	Rand	170
II 800	44,5	69,0	26,3	15,0	181	262
Π 850	45,2	75,5	13,3	8,8	195	256
	51,5	77,0	12,1	6,2	255	320
56,5		11,6	6,0	234
		314

I schwache KOhlintensität. II starke Kühlintensität.

Tabelle 2 Tabelle 3

Ausgangszustand A; Warmgewalzt; Raumtemperatur; Ausgangszustand A; Warmgewalzt; Raumtemperatur;

β ™™ nLkn,».., 12 mm Durchmesser.

B mm DUTCH meSSer. . , r» nn; #-. ι /- ni n· _n,,nl w r> . r-·

W- O1fi<>/ Γ· η 16"/ Si- 0 70"/ Mn· Rest Eisen 5 ^Ar>a'ysc: 0,17% C; 16°/„ Si; 0,63% Mn; Rest Eisen

L üblichen GVhältef⁰ ' ' '° ' ^{und dic übliche}" ^Gehalte·

/- I₁ "C	π, kp/mm^a	Cn kp/mm¹	'5,0 Ύο	Λ. "/ο
Λ	34	48	27,7	15,0
I 750	42	70	15,2	10,0
1800	53,5	77	13	7,0
• 1850	69	87	10	5,4

T	a,	"β	<\«	V.
⁰C	kp/mm¹	kp/mm¹	°/d	22,0
Λ	25,2	44,0	32,6	13,8
I 700	40,5	57,5	20,0	15,0
1 750	39,2	58,2	19,0	9,5
1 800	49,5	71,5	14,8	5,0
11800	51,5	93,0	11,0	4.5
Π 850	78,0	103,0	9,4

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 n _ , gekohlten Baustählen mit maximal 0,26 % Kohlenstoff Patentansprüche: ^ maxima, 18o/ Mangan Rest Eisen und die bei maxima, 18o/n Mangan, Rest Eisen und die bei

1. Kontinuierliches Wärmebehandlungsverfahren allgemeinen Baustählen üblichen Begleitelemente, zur an stabförmige, niedriggekohlten Baustählen mit Verbesserung der mechanischen Werkstoffeigenschafmaximal 0,26% Kohlenstoff und maximal 1,8% 5 ten (Festigkeit, Dehnung oder deren Verhalten Mangan, Rest Eist., und die bei allgemeinen Bau- zueinander) unter Anwendung einer Schnellerwärmung stählen üblichen Begleitelemente, zur Verbesserung mit anschließendem Abschrecken.

der mechanischen Werkstoffeigenschaften (Festig- Für eine Scnnellerwärmung eignet sich insbesondere keit. Dehnung oder deren Verhältnis zueinander das induktive Verfahren. Die Grundlagen iäerfür unter Anwendung einer Schnellerwärmung mit :o gehören zum Stand der Technik und sind im Zuanschließendem Abschrecken, dadurch ge- sammenhang mit Anwendungsbeispielen beschrieben kennzeichnet, daß der Stahl nur in seiner in »Grundlagen der induktiven Erwärmung« (Das Schale derart auf eine Temperatur zwischen Ac₁ Industrieblatt, Stuttgart, April 1960, S. 204/10). Das und 1300"C erwärmt wird, daß sich der Kern im bekannteste Anwendungsgebiet ist das Oberflächen-Mittel mindestens 100^cC/s. vorzugsweise 300°C/s, 15 Induktionserhärten. Bei diesem Verfahren werden durch das Temperaturgebiet oberhalb der Perlit- hochgekohlte (härtbare oder auch vergütbare) Stahllinie erwärmt, worauf vor Erreichen der Gleich- qualitäten in der Schale kurzzeitig erhitzt und angewichtseinsteUung bezüglich des Kohlenstoff schließend abgeschreckt. Wie aus der Literaturstelle gehaltes abgescl·;-x:kt wird. weiterhin hervorgeht, ist es auch möglich, mittels

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 20 Induktion eine möglichst gleichmäßige Durchwärmung zeichnet, daß der Kern im Mittel mit etwa 700°C/s der Werkstücke (Schmiedeerwärmun^,) zu erzielen,
erwärmt wird. Gemäß der deutschen Auslegeschrift 1 246 002 wird

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ein im Walzzustand vorliegender Betonstahl einer gekennzeichnet, daß der Stahi vor der Wärme- induktiven Glühbehandlung der oberflächennahen behandlung maximal auf Temperaturen unterhalb 25 Ouerschnittsteile unterworfen mit anschließendem Ac₁ vorerwärmt wird. Abschrecken und abschließender Kaltverformung

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, durch Tordieren, Recken od. dgl. Die oberfiächendadurch gekennzeichnet, daß in dem Zeitpunkt nahen Querschnittsteile sollen dabei auf eine zwischen abgeschreckt wird, wo die abfallende Oberflächen- 600 und 1050°C liegende Temperatur erwärmt werden, temperatur die anzeigende Kerntemperatur schnei- 30 Ziel der Behandlung ist die Erhöhung der Biegedet. fähigkeit und der Festigkeit.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn- Gemäß Evangulova.E. P.,Golovin,G. F. zeichnet, daß für den Abschrecl· eitpunkt eine (»Oberflächenhärtung von Betonstahl«, Taschenbuch Temperatur zv/ischen 750 und 850°C herbei- für Mitarbeiter des Allunionsforschungsinstitutes für geführt wird. 35 Hochfrequenztechnik, »Maschinenbau«, Moskau-Le-

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ningrad, 1965, Teil 6, S. 92 bis 100) wird ein im WaIzdadurch gekennzeichnet, daß durch Aufbrausen zustand vorliegender Bewehrungsstab von 32 mm oder Auffächern von Wasser unter einem Druck Durchmesser (0,26% Kohlenstoff; 0,55% Mangan) mindestens 2 Atmosphären abgeschreckt wird. in der Schale auf 970 bis 98O⁰C erwärmt, anschließend

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 40 abgeschreckt und dann bei einer Temperatur von 500 dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Ab- bis 530^cC rückgeglüht. Wie weiter ausgeführt wird, schrecken eine geringe Kaltverformung (Richten) können die Stäbe nach der Oberflächenhärtung nicht vorgenommen wird. ohne Rückglühung verwendet werden, da die Dehnung

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, zu gering ist.

dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Ab- 45 Bei der· beiden letztgenannten Vorveröffentlichungen

schrecken eine Wärmebehandlung bei Tempera- ist das Prinzip der Schnellerwärmung mit anschließen-

turen zwischen 100 und 380⁰C vorgenommen wird. dem Abschrecken ein Ausschnitt der obligatorischen

9. Anwendung des Verfahrens nach einem der Verfahrensschritte.

Ansprüche 1 bis 8 auf unlegierte Stähle mit einem Innerhalb von Laboratoriumsversucher· wurde auch

Kohlenstoflgehalt zwischen 0,06 und 0,26%, vor- 50 ein Wärmebehandlungsverfahren an einem niednV,-

zugsweise 0,12 bis 0,22%, und üblichen Gehalten gekohlten Stahldraht durchgeführt, wobei der Stahl-

an Mangan und Silizium. draht anschließend in kaltem Zustand weiter umge-

10. Anwendung des Verfahrens nach einem der formt wurde. Nach diesem Verfahren wurden Stahl-Ansprüche 1 bis 9, auf Stähle, deren Siliziumgehalt drähte von 8 bis hinunter zu 2 mm Durchmesser maximal 0,5 und deren Mangangehalt maximal 55 induktiv auf hohe Temperaturen erwärmt und an-0,8 % beträgt. schließend mittels Wasser aus dem Austenitgebiet

11. Anwendung des Verfahrens nach einem der rasch abgeschreckt, wobei es zu einer Martensit-Ansprüche 1 bis 10 auf Stäbe mit einem Durch- bildung kam. Mit steigender Abschrecktemperatur ermesser von 4 bis 36 mm, insbesondere 6 bis 16 mm. gab sich ein Anstieg der Zugfestigkeit bei weniger

12. Anwendung des Verfahrens nach einem der 60 guten Dehnungseigenschaften. Zu einem betrieblichen Ansprüche 1 bis 11 auf Stäbe für Betonstahl für Verfahren haben diese Versuche offenbar nicht geführt, vorgespannte oder schlaffe Armierung, insbeson- Ein anderes Prinzip der induktiven Schnellerwärdere für geschweißte Baustahlmattcn. mung ist aus der deutschen Patentschrift 879 111

bekannt, wonach ein zweckmäßigerweise aus der

65 Walzhitze gehärteter Stahl elektroinduktiv angelassen

wird.