DE2131318C3 - Verfahren zum Herstellen eines Beweh rungs Stabstahles für Spannbeton - Google Patents

Description

aus dem Warmwalmistand an Luft unter Bildung ser abgeschreckt und Stahlabschn.tte; ^ _zwiscL_n StromfOhrungsbac en « _{unter leichten Zug} gesetzt und mittels Wü erhitzung kurzzeitig angelassen wraen^ _{sjch nach} Wasserabschrecken außerordentu^^ ^

^^ηΤοΓ^ρ^ -*«« _verhältnis von 96% ergeben; allgemein £

grenzenverhältnis von über 85 /_t, z.B. d» /₀, J_ner Streckgrenze von mindestens.100ι kp, mm^^ bevor

^^«^ äL· von davon daß d« «* _{ießt jbt uber d}i_e übrigen

bis 400 C. vorzusswei« von 200 bh 300 C. angelassen wird oder im Temperaturbere.ch »jta 150 und 550 C. vorzugsweise 300 und 500 C, angelassen wird.

Ι Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB der Bewehrungs-Statelahl einen Gehall«on

^{GewichIsprMent MolyMän}'

³° '_d"„ wLabschnmc an deren Enden um je langer die 7. behandelnden WaIz-

SWbsUhle v-ürden bei gleichem Μ"f?^,^ Vorspannkräfle aufnehmen oder J«™^h"'" "⁰¹^₁ vorspannkratl eine Verminderung S der"ShTder no.wendigen Spannglieder genauen.

%£T ^{üewichlsprozem}

0,00, bis 0.0, Oewich^prozen, Bor "tv^ahrennacheinemderAnspracheloder,,

Ä^orSrn^ehafdLfirfSin= *r dem Recke'n eirfe Warmau_Slager„ng durch-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines unvergüteten Bevvehrungs-Stabstah.es für Spann-

lmⁿSpannbetonbau kommen heute naturharte sowie kawerformte und angelassene Stahlstäbe als Be-ϊϊί™η«η mit Mindeststreckgrenzen von 60 bis 90 kp/S Zd vllndestzugfesfigkeiten von 90 bis 110 kp/mm² zur Anwendung _nnc,_ähi_{P ist}

Eine Übersicht über gebräuchliche Spannstahl .st z. B. im ,Werkstoff-Handbuch Stahl und Eisens 4. Auflage (1965), S. N 3-3, Tafel 2, gegeben, wo fur Stäbe nach DlN 4227 gewährleistete Festigkeitswerte mit 60 kp/mm« Streckgrenze und 90 kp/mm' J^JJ* keit, bzw. 80 kp/mm² Streckgrenze und 105 kp/mm Zugfestigkeit, angegeben sind. (Die^ ubngen Angaben e₅ dieser Tafel beziehen sich auf vergütete oder gezogene

tÄr^eSS^aUCh;ⁿ SSÄ'^ ^_A^| _rfndll„gs_gemäß dadurch ge-" Äff an sich bekann.e S,a„, mi, der Zu-

5°

υ,ζυ dim u,jj VJi-YY₁V..^, Kohlenstoff,

0,20 bis 2,50 Gewichtsprozent Silizium,

0,50 bis 3,50 Gewichtsprozent Mangan,

1,25 bis 4,50 Gewichtsprozent Chrom,

jedoch von

2,75 bis 5,00 Gewichtsprozent (Mn + Cr),

0 bis 0,40 Gewichtsprozent Molybdän,

0 bis 0,40 Gewichtsprozent Vanadium,

0 bis 0,01 Gewichtsprozent Bor,

Rest Eisen und den üblichen Verunreinigungen

aus dem Warmwalzzustand an Luft unter Bildung von Zwischenstufengefüge abgekühlt wird und darauf entweder — ohne wesentliche Festigkeitssteigerung — plastisch verformt, vorzugsweise gereckt, und darauf ~" eraturbereich von 100 bis 400° C, vorzujjsbis 300⁰C, angelassen wird oder im Tempezwischen 150 und 550⁰C, vorzugsweise vischen .ha) und 500⁰C₁ angelassen wird. In den angegebenen Bereichen der chemischen Zusammensetzung kann die Festigkeit z. B. eines 30-rmm-

Stabes nach der Forme! δ_Β = -7 -f 250 · % C + 13 • % Si + 17 · °/o Mn r 20 · % Cr abgeschätzt und danach eine geeignete Zusammensetzung ausgewählt werden. Die Zugfestigkeit ergibt sich in kp/mm², wenn die Gehalte der Legierungsbestandteile in Gewichtsprozent eingesetzt werden.

Vorzugsweise weist der Bewehrungsstahl einen Gehalt von

0,02 bis 0,40 Gewichtsprozent Molybdän,
und/oder 0,02 bis 0,40 Gewichtsprozent Vanadium,
und/oder 0,001 bis 0,01 Gewichtsprozent Bor

auf.

Beispiel

An Hand eines Ausführungsbeispieles wird die Erfindung im folgenden näher beschrieben.

Tabelle (Stabdurchmesser 26,4 mm)

Zustand	τ 0,2 kg/mm5	aß kg/mm3	Λ 5 "/»	Λ 10 %	Bruch einschnürung
Zur Zeit verwendeter Beweh rungsstahl Erfindungsgemäß behandelter Be wehrungsstahl Anlassen 1I2 Stunde, 400' C Recken e blo, 2°/0 und 5 Minuten Anlassen bei 270 C	85,4 122 128	110 155 153	12,0 13,0	10,4 7,6 8,1	27,5 43 42

In der ersten Zeile der Tabelle I sind zur Gegenüberstellung die mechanischen "Werkstoffeigenschaften einer zur Zeit verwendeten warmgewalzten, gereckten und angelassenen Bewehrung (Qualität St 85/105; Durchmesser 26 mm, Angabe in Jahresmittelwerten).

In den nachfolgenden Zeilen sind die mechanischen Werkstoffeigenschaften einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erstellten Qualität angeführt, wobei der erschmolzene Stahl folgende chemische Analyse besitzt:

0,31 Gewichtsprozent Kohlenstoff,

0,31 Gewichtsprozent Silizium,

0,76 Gewichtsprozent Mangan,

3,2 Gewichtsprozent Chrom,

Rest Eisen und die üblichen Begleitelemente.

Wie die Tabelle I zeigt, erreicht die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Bewehrung bei gleich guten Zähigkeitseigenschaften erheblich bessere Festigkeitswerte. Die gewünschten mechanischen Werkstoffeigenschaften können entweder durch eine Anlaßbehandlung (z. B. eine halbe Stunde bei 400 C; Stabstahl mit 26,4 mm Durchmesser) oder durch ein Recken mit nachfolgendem Anlassen erzielt werden. Wie die F i g. 1 zeigt, kann dabei das Streckgrenzenverhältnis durch unterschiedliche Reckgrade auf den gewünschten Wert eingestellt werden. Die nachfolgende Anlaßbehandlung kann bei 270 C zwischen 5 und 60 Minuten dauern, ohne daß ihre Wirkung sich gegenüber einer Anlaßdauer von 5 Minuten wesentlich ändert. (Beim Anlassen unter 200 C wäre die Anlaßdauer in bekannter Weise zu verlängern, beim Anlassen über 300 C könnte sie unter 5 Minuten verkürzt werden).

Durchgeführte Untersuchungen über das Kerbzähigkeitsverhalten zeigen ebenfalls die Vorteile des

nach dem erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Bewehrungsstahles. Diese Untersuchungen wurden an einseitig gekerbten Proben ermittelt.

Wie die Gegenüberstellung der mechanischen Werkstoffeigenschaften in Tabelle II zeigt, tritt bei dem zur

Zeit verwendeten Stahl infolge der Kerbwirkung ein geringer Abfall der Zugfestigkeit sowie ein starker Abfall der Bruchdehnungswerte und der Gleichmaß- ^r dehnung auf. Die Bruche.ischnürung ist dabei praktisch auf Null abgesunken.

Der erfindungsgemäß hergestellte obengenannte Bewehrungsstahl weist demgegenüber keiren Abfall in der Zugfestigkeit und der Gleichmaßdehnung auf. Die Bruchdehnungswerte und die Brucheinschnürung liegen sehr vie! günstiger als bei dem zur Zeit verwendeten Stahl.

Der Kerb wurde spanabhebend eingebracht; die Kerbtiefe betrug 0,5 mm, der Kerbradius 0,25 mm und der Flankenwinkel 45 \

Tabelle II

Zur Zeit verwendeter
Stahl, 32 mm <b

glatt

gekerbt

Zugfestigkeit (kg/mm²)
Bruchdehnung 5 (%) ..
Bruchdehnung 10 (%) .
Gleichmaßdehnung (%)
Brucheinschnürung (%)

154

12 7,6 5,5

42 154
6,8
5,8
5,5
17

112

10,4
8,6
7,5

30

103

etwa 2
etwa 2

2
nicht mehr

Die Anlaßbehandlung, gegebenenfalls nach vorhergehender geringfügiger Kaltverformung, kann vorzugsweise mittels induktiver elektrischer Erwärmung im Durchlaufverfahren oder mittels direkter elektrischer Widerstandserhitzung vorgenommen werden. Sie kann aber auch im Ofen vorgenommen werden. Eine längere Anlaßdauer ist anzuwenden, falls es notwendig oder erwünscht ist, den Wasserstoli gehalt des Stahle? zu senken.

Bei Stählen, die vor dem Anlassen eine geringfügige plastische Kaltverformung erfahren, kann es zweckmäßig sein, deis Stahl vor der Kaltverformung einer zur Wasserstoffverminderung führenden Wärmebehmdlung zu unterziehen. Die Wasserstoff-Entgasungsbehandlung kann so durchgeführt werden, daß vor dem Recken eine Warmauslagerung durchgeführt wird, oder im Falle einer alleinigen Anlaßbehandlung des Stahles diese so lange durchgeführt wird, bis ein niedriger Wasserstoffgehalt erreicht ist.

Der erfindungsgemäße Stahl hat trotz sparsamer Verwendung von Legierungselementen und unkomplizierter und wenig aufwendiger Behandlungsweise eine hervorragende und fortschrittliche Kombination von Eigenschaften, insbesondere bezüglich der Zugfestigkeit und Brucheinschnürung. Außerdem zeichnet er sich durch ein sehr günstiges Kriechverhalten aus, was für den Einsatz im Spannbetonbau unter der Bedingung langzeitiger, hoher Zugspannung von besonderer Bedeutung ist.

Claims (1)

1. Bewehrungs-Stabstahles im Abmessungsbere.ch was einen hohen Aufwand

   Stahl mit der Zusammensetzung von 0,20 bis 0,35 Gewichtsprozent Kohlenstoff, 0,20 bis 2,50 Gewichtsprozent Silizium, 0,50 bis 3,50 Gewichtsprozent Mangan, 1,25 bis 4,50 Gewichtsprozent Chrom, griisToO Gewichtsprozent (Mn ₊ Cr), 0 bis 0,40 Gewichtsprozent Molybdän, 0 bis 0.40 Gewichtsprozent Vanadium, 0 bis 0,01 Gewichtsprozent Bor, Rest Eisen und den üb.ichen Verunreinigungen