DE2900271A1 - Schweissbarer betonstahl und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Schweissbarer betonstahl und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number
DE2900271A1
DE2900271A1 DE19792900271 DE2900271A DE2900271A1 DE 2900271 A1 DE2900271 A1 DE 2900271A1 DE 19792900271 DE19792900271 DE 19792900271 DE 2900271 A DE2900271 A DE 2900271A DE 2900271 A1 DE2900271 A1 DE 2900271A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
reinforcing steel
cooling
steel
ferrite
pearlite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19792900271
Other languages
English (en)
Other versions
DE2900271C2 (de
Inventor
Ulrich Dr Feldmann
Constantin M Dr Ing Vlad
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MDS Mannesmann Demag Sack GmbH
Original Assignee
Stahlwerke Pein Salzgitter AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stahlwerke Pein Salzgitter AG filed Critical Stahlwerke Pein Salzgitter AG
Priority to DE2900271A priority Critical patent/DE2900271C2/de
Priority to IT28312/79A priority patent/IT1164547B/it
Priority to JP17389279A priority patent/JPS55115949A/ja
Priority to FI794092A priority patent/FI69120C/fi
Priority to AU54287/80A priority patent/AU534561B2/en
Priority to FR8000255A priority patent/FR2445858A1/fr
Priority to CA343,104A priority patent/CA1129312A/en
Priority to SE8000069A priority patent/SE451020B/sv
Priority to NL8000059A priority patent/NL8000059A/nl
Priority to LU82058A priority patent/LU82058A1/fr
Priority to BE0/198857A priority patent/BE881003A/fr
Priority to ES487449A priority patent/ES487449A0/es
Priority to GB8000407A priority patent/GB2047270B/en
Publication of DE2900271A1 publication Critical patent/DE2900271A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2900271C2 publication Critical patent/DE2900271C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/06Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires
    • C21D8/08Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires for concrete reinforcement
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/525Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length for wire, for rods

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Reinforcement Elements For Buildings (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen schweißbaren Betonstahl mit einem Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,25 %, der ohne zusätzliche Nachbehandlung, wie Kaltverformung, Patentieren oder Oberflächenvergütung eine Streckgrenze ßn „ von mindestens 500 N/mm2 und
U , Δ
eine Zugfestigkeit von mindestens 550 N/mm2 aufweist und aus einer konzentrischen Kernzone und einer Oberflächenschicht besteht, wobei die Kernzone aus einem Mischgefüge aus Perlit, Ferrit und ggf. weiteren Bestandteilen besteht und die Oberflächenschicht angelassenen Martensit enthält.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Betonstahls.
Es ist bekannt, Stähle mit einer chemischen Zusammensetzung von 0,35 bis 0,45 % Kohlenstoff, bis zu 1,3 % Mangan, 0,2 bis 0,3 % Silizium neben üblichen Verunreinigungen als hochfeste Betonstähle zu verwenden. Die Herstellung derartiger Stähle ist zwar billig, da als Festigkeitsbildner hauptsächlich Kohlenstoff, Mangan und Silizium Verwendung finden. Jedoch ist
030029/0233
das Verformungsvermögen dieser Stähle verhältnismäßig niedrig, insbesondere fehlt es ihnen an einer Schweißeignung.
Es sind auch schweißbare Betonstähle bekanntgeworden die einen niedrigeren Kohlenstoffgehalt (maximal 0,28 %) aufweisen und einen Siliziumgehalt von 0,5 %, einen Mangangehalt von maximal 1,6 % und neben üblichen Verunreinigungen einen Kupfergehalt von mindestens 0,2 % aufweisten (ASTM Designation: A 440-74, Seite 336). Derartige Stähle werden jedoch einer Kaltverformung unterworfen. Ein wesentlicher Nachteil dieser schweißbaren Betonstähle liegt darin, daß sie bereits nach einer kurzzeitigen Auslagerung bei Temperaturen zwischen Raumtemperatur und 800° C einen wesentlichen Streckgrenzenbzw. Zugfestxgkeitsverlust anzeigen. Derartige Temperaturen ergeben sich jedoch beim Schweißen sowie beim Warmbiegen von Betonstäi. -.an auf der Baustelle.
Ein Betonstahl mit den eingangs erwähnten Eigenschaften, der diese Nachteile nicht aufweist, ist aus der DE-OS 24 26 920 bekanntgeworden. Durch ein besonderes Abkühlungsverfahren werden Betonstahlstäbe hergestellt, die aus mehreren, feinkörnigen Mikrogefügen bestehen. Vom Stabrand aus besteht der Stahl aus stark angelassenem Martensit-Bainit, aus Ferrit-Bainit bis Ferrit-Perlit zuzüglich Bainit im Stabkern. Dabei soll der Anteil Perlit mit Bainit vorzugsweise prozentual größer sein als der Anteil an Ferrit.
Ein derartiger Stahl weist die geforderten Schweißeigenschaften sowie ausreichend hohe Zugfestigkeits- und ausreichend große Streckgrenzwerte auf. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Bruchdehnung des bekannten Stahles verbesserungsbedürftig ist. Er neigt zu Rißeinleitungen und daher zu einem nicht optimalen Dauerschwingverhalten.
030029/0233
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Stahl mit den guten Eigenschaften des bekannten Stahles zu erstellen, der jedoch weniger rißanfällig ist, also bessere Werte für die Bruchdehnung aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem schweißbaren Betonstahl der eingangs erwähnten Art gelöst, dessen Kernzone aus einem reinen Perlit-Ferrit-Mischgefüge gebildet ist, bei dem der Ferritanteil zwischen 20 % und 80 % liegt und bei dem die Kernzone ohne eine Zwischenschicht an die Oberflächenschicht angrenzt, die ihrerseits aus reinem, angelassenen Martensit besteht.
Der erfindungsgemäße Stahl ist daher durch einen reinen konzentrischen Zweischichtenaufbau gekennzeichnet, in dem beide Schichten völlig bainitfrei sind. Der erfindungsgemäße Stahl weist sowohl die guten Schweißeigenschaften und die durch die DIN-Norm 488 geforderten mechanischen Eigenschaften als auch eine xtfesentlich vert jsserte Bruchdehnung auf, wodurch er gegen Rißeinleitungen wesentlich unanfälliger ist und ein verbessertes Dauerschwingverhalten zeigt.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Betonstahl in der Kernzone Ferrit und perlit zu etwa gleichen Anteilen auf. Es hat sich gezeigt, daß der erfindungsgemäße Betonstahl sich auch für gerippte Bewehrungsstäbe sehr gut eignet, da die beiden Schichten sich der Rippenform r.o anpassen, daß auch die Rippen die mechanischen Eigenschaften des ungerippten Stabes aufweisen.
O
2800271
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Anteil der Oberflächenschicht an der Querschnittsfläche mindestens 20 %, vorzugsweise 33 % , aufweist.
Der erfindungsgemäße Betonstahl hat darüber hinaus den Vorteil, daß er sich kostengünstig und schnell auf einer Drahtstraße herstellen läßt. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Betonstahles ist durch die folgenden Verfahrensschritte gekennzeichnet:
a) Der Betonstahl wird auf einer Drahtstraße gefertigt
b) nach dem Verlassen der Fertigstaffel wird das Walzgut einer intensiven, vorzugsweise mehrstufigen Kühlung unterworfen
c) durch die Kühlung wird die Oberfläche des Walzgutes unter die Martensit-Start-Temperatur abgekühlt
d) die Kühlung erfolgt mit einer derartigen Intensität, daß die Ausgleichstemperatur zwischen Kern und Oberfläche erreicht wird, bevor eine Umwandlung in Bainit, Ferrit oder Perlit einsetzen kann und daß die Ausgleichstemperatur etwa in dem i'emperaturbereich liegt, in dem eine frühest mögliche Umwandlung des Austenits in Ferrit und Perlit erfolgen kann
e) nach dem Erreichen der Ausgleichstemperatur wird bis zum Ende der Perlitumwandlung die Temperatur etwa konstant gehalten und das Walzgut danach einer langsamen Abkühlung ausgesetzt.
03G029/0233
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Walzgut unmittelbar nach dem Durchlaufen der Kühlung aufgehaspelt und im Haspel an der Luft abgekühlt. Dadurch wird sowohl die mit der Erfindung angestrebte isothermische Umwandlung als auch das Anlassen des Martensits in der Randzone unmittelbar direkt aus der Walzhitze, d.h. ohne zusätzliche Maßnahmen, gewährleistet.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine schnelle und sichere Herstellung des erfindungsgemäßen Betonstahles, ohne daß hierfür ein großer Aufwand betrieben werden müßte. In überraschend einfacher Weise läßt sich Betonstahl auf einer Drahtstraße fertigen und so behandeln, daß die seit langem angestrebten Eigenschaften schon bei der Herstellung ohne großen Aufwand erzielt werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird für die Herstellung von Betonstahl mit einer Stärke bis zu 13 mm Normalstahl· verwendet. Bei einem Normalstahl liegt die Summe aller Legierungselemente (Mangan, Silizium, Schwefel und ähnliches) unter 1,7 %. Dieser Normalstahl ist besonders preisgünstig und läßt sich für die Herstellung des erfindungsgemäßen Betonstahls hoher Qualität bei der Benutzung einer normalen Wasserkühlung verwenden, wenn die Stärke des Betonstahls unter 13 mm liegt.
Um für die Kühlung keinen zu hohen Aufwand betreiben zu müssen, ist es vorteilhaft, wenn für die Herstellung von Betonstahl mit einem Durchmesser vcn >■ 1 3 mm ein Normalstahl· verwendet wird, der mit einem Anteil an Mikrolegierungseiementen bis 0,08 % mikrolegiert ist.
- 10 -
030029/0233
2800271
Alternativ dazu kann für Durchmesser zwischen 13 und 25 mm
ein legierter Stahl verwendet werden. Bei diesem Stahl liegt die Summe der Legierungselemente zwischen 1,7 % und 3 %. Für Durchmesser von mehr als 25 mm muß dem legierten Stahl eine
Mikrolegierung zugegeben werden und zwar mit einem Anteil an Mikrolegierungselementen bis zu 0,03 %·
Diese Legierungsvorschriften beruhen auf der Erkenntnis, daß sich die Umwandlung des Austenits in Ferrit, Perlit oder
Bainit zu späteren Zeitpunkten durch die Verwendung von
legiertem Stahl und/oder mikrolegiertem Stahl verschieben
läßt.
Es hat sich gezeigt, daß sich das erfindungsgemäße Verfahren am ökonomischsten durchführen läßt, wenn die erste Stufe der Kühlung innerhalb von 0,2 Sekunden beendet ist.
- 11 -
030029/0233
2800271
Nähere Erläuterungen zu dem erfindungsgemäßen Betonstahl und zu dem erfindungsgemäßen Verfahren sollen im folgenden näher erläutert werden. Hierzu wird auf die Figuren verwiesen, die zeigen:
Figur 1 das Foto eines Querschnitts eines bekannten Betonstahles gemäß der DE-OS 24 26 920
Figur 2a bis 2d fotographische Schliffbilder in 500-facher Vergrößerung der in dem bekannten Betonstahl enthaltenen Gefüge
Figur 3 das Foto des Querschnitts eines erfindungsgemäßen Betonstahles
Figur 4a und 4b fotographische Schliffbildet in 500-facher Vergrößerung der beiden Gefüge des erfindungsgemäßen Betonstahles.
Figur 5 ein Diagramm zur Verdeutlichung der kontrollierten Abkühlung gemäß dem erflndungsgemaßen Verfahren
Figur 6 eine Tabelle zur Verdeutlichung der Abkühlung bei Betonstählen verschiedenen Durchmessers und deren Abkühlverhaltens
Figur 7 ein ZTU-Schaubild für einen Normalstahl Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt
Figur 8 ein ZTU-Schaubild für einen legierten Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt
030029/0233
Die Figuren 1 und 2 zeigen fotografische Aufnahmen des aus der DE-OS 24 26 920 bekannten Betonstahls. Aus Figur 1 ist deutlich zu ersehen, daß der Betonstahl über seinen Querschnitt mindestens vier konzentrische Schichten aufweist. Die Außenschicht besteht aus angelassenem Martensit-Bainit, an die nach innen eine bainitische Zwischenschicht angrenzt. Darauf folgt eine ringförmige Ferrit-Bainit-Schicht, während der Kern im wesentlichen aus Ferrit und Perlit besteht.
Diese vier Gefügearten sind in den Schliffbildern in den Figuren 2a bis 2d in 50Ofacher Vergrößerung dargestellt. Die feinstreifige Außenschicht aus angelassenem Martensit-Bainit unterscheidet sich deutlich von der in Figur 2b dargestellten bainitischen Zwischenschicht. Eine gröbere Struktur hat die daran angrenzende Ferrit-Bainit-Schicht, die aus Figur 2c zu ersehen ist. Die Kernstruktur ist in Figur 2d dargestellt, worin die dunklen Flecken die Perlitanteile und die hellen die Ferritanteile darstellen.
Die Figuren 3 und 4 zeigen entsprechende Schliffbilder des erfindungsgemäßen Betonstahls. Dieser ist lediglich aus zwei Schichten aufgebaut. Die Randschicht besteht aus reinem angelassenem Martensit und grenzt unmittelbar an eine Kernschicht an, die aus einem reinen Perlit-Ferrit-Gefüge besteht. Dies wird insbesondere aus den Figuren 4a und 4b deutlich, in denen Figur 4a die aus angelassenem Martensit bestehende Oberflächenschicht zeigt und 4b den plötzlichen Übergang des angelassenen Martensit-Gefüges in das deutlich zu unterscheidende Ferrit-Perlit-Gefüge. Auch die in Firjur 4 dargestellten Schilffbilder weisen eine 50Ofache Vergrößerung auf.
- 13 -
030029/0233
Der strenge Zweischichten-Aufbau des erfindungsgemäßen Stahls führt zu den früher nicht zu erwartenden vorteilhaften Eigenschaften, die oben erläutert worden sind.
Das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Betonstahls soll beispielhaft anhand der Figuren 5 bis 8 näher erläutert werden- Figur 5 zeigt ein Diagramm, in dem die Abkühlung eines Betonstahles dargestellt ist, der mit einer Temperatur von ca. 850° C in die Kühlstrecke einläuft und dort eine dreistufige Wasserkühlung erfährt. Der Stahl wird sofort nach dem Verlassen der Kühlstrecke aufgehaspelt und im Haspel an der Luft abgekühlt. Das aufgehaspelte Walzgut erfährt im Haspel eine isotherme Umwandlung, wobei der Austenit im Kern in Ferrit und Perlit umgewandelt wird und durch die freiwerdende Umwandlungsenergie der Martensit der Oberflächenschicht angelassen wird. Diese Vorgänge werden weiter unten näher erläutert. Figur 5 zeigt in dem linken Teil die langsame Abkühlung des Walzgutes während des Durchlaufens der Fertigstaffel. Bei dem mit t„ gekennzeichneten Zeitpunkt läuft das Walzgut in die Kühlstrecke ein und verbleibt ca. 0,15 Sekunden in der ersten Kühlstufe. Die dritte Kühlstufe ist nach ca. 0,35 Sekunden durchlaufen.
In Figur 5 ist zur Illustration des Temperaturverlaufes über den Drahtquerschnitt das Walzgut in konzentrische Ringe unterteilt. Der Außenring ist mit 1 und der Mittelpunkt des Walzgutes mit 4 bezeichnet. Der mit 2 bezeichnete Ring verläuft etwa beim halben Durchmesser und der mit 3 bezeichnete Ring hat einen Durchmesser, der einem Viertel des Drahtdurchmessers entspricht. Der mit 1a bezeichnete Ring hat einen Radius von ca. 9/11 des Radius (R) des Walzgutes und er kennzeichnet etwa die Grenze zwischen Martensitschicht und Kernzone.
030029/0233
- 14 -
2300271
Aus den entsprechend mit 1, 1a, 2, 3 und 4 bezeichneten Kurven ist der Temperaturverlauf auf den Ringen während der Kühlung zu ersehen. Der Außenring wird dabei unter die Martensitstarttemperatur M abgekühlt, so daß sich eine Außenschicht zwischen den Ringen 1 und 1a aus Martensit bildet. Da sich der Kernbereich selbstverständlich nicht so stark abkühlt, wird die Martensitschicht zwischen den Ringen 1 und 1a durch die im Kernbereich befindliche Wärme wieder aufgeheizt, wodurch einerseits das Martensit angelassen und andererseits eine Ausgleichstemperatur T erreicht wird. Das Erreichen der Ausgleichstemperatur ist gleichbedeutend mit der Tatsache, daß das Walzgut über den gesamten Querschnitt nach der Kühlung eine gleiche Temperatur aufweist. Diese Temperatur wird nun gehalten, bis die Umwandlung des Austenits in Ferrit und Perlit abgeschlossen ist. Dann kann eine kontinuierliche Abkühlung stattfinden.
Die Ausgleichstemperatur T ist so zu wählen, daß während der isothermen Umwandlung das Bainit-Gebiet nicht geschnitten wird. Außerdem soll sie in dem Bereich liegen, in dem die frühest mögliche Umwandlung des Austenits in Ferrit stattfindet. Dadurch ist gewährleistet, daß die Umwandlung des Astenits in Ferrit und Perlit in einer möglichst kurzen Zeit stattfindet und nicht zu einem sehr langdauernden Prozeß ausartet.
Aus der Figur 5 wird deutlich, daß erfindungsgemäß die Entstehung von Bainit dadurch vermieden wird, daß die Ausgleichstemperatur bereits erreicht ist, bevor eine Umwandlung in Ferrit stattfinden kann, und darüber hinaus die Umwandlung isotherm erfolgt, so daß während der Abkühlung das Bainit-Gebiet nicht durchlaufen wird.
- 15 -
030029/0233
Die in Figur 5 gewählten Umwandlungskurven entsprechen den üblichen ZTU-Schaubildern, wobei mit F das Gebiet der Ferritbildung, mit P das Gebiet der Perlitbildung, mit B das Gebiet der Bainitbildung und mit M die MartensitStarttemperatur bezeichnet sind. Austenit, das unter die Martensitstarttemperatur abgekühlt wird, wandelt sich sofort in Martensit um.
Die in Figur 6 dargestellte Tabelle zeigt an einem Ausführungsbeispiel die mögliche Ausgestaltung der Abkühlung für verschiedene Stahldurchmesser von 5,5 bis 30 mm. Dabei ist von einer Eintrittstemperatur in die Kühlung von 850° C ausgegangen, ein normal legierter Stahl vorausgesetzt, d.h. die Summe der Legierungselemente des Stahls übersteigt nicht einen Anteil von 1,7%.
Daraus wird deutlich, daß die erste Stufe der Kühlung nie langer als 0,2 Sekunden andauert. Während für einen Durchmesser von 5,5 mm eine Abkühlstufe ausreichend ist, können bei größeren Durchmessern bis zu 8 Kühlstufen vorgesehen sein. Die gesamte Kühlung ist dabei spätestens nach dreiSekunden abgeschlossen. In der nächsten Spalte ist die Zeit bis zum Erreichen der Ausgleichstemperatur angegeben. Hierdurch lassen sich die Betonstähle in drei, nach Durchmessern unterschiedenen Gruppen I, II, III unterteilen. Die erste Gruppe umfaßt die Stärken von 5,5 bis 13 mm, die zweite Gruppe von 13 bis 25 mm und die/Gruppe von 25 bis 30 mm.
Innerhalb der ersten Gruppe ist die Ausgleichstemperatur in zwei Sekunden erreicht. In der zweiten Gruppe wird die Ausgleichstemperatur innerhalb von 10 Sekunden erreicht, in der dritten Gruppe innerhalb von 14 Sekunden. Diese Zusammenhänge haben für die Verwendbarkeit der hier durchgeführten
030029/0233
Wasserkühlung eine erhebliche Bedeutung, die weiter unten näher erläutert wird.
In den weiteren Spalten der Figur 6 sind die Kerntemperaturen am Ende jedes Abkühlschrittes für die verschiedenen Walzgutdurchmesser angegeben. Unter Kern wird hier der Durchmesser r = O verstanden. Außerdem ist noch für jeden Drahtdurchmesser die erreichte Ausgleichstemperatur angegeben.
Aus den Figuren 7 und 8 geht der Sinn der bereits erwähnten Unterteilung in drei Durchmesser-Gruppen hervor. Figur 7 zeigt das ZTU-Diagramm für einen kohlenstoffarmen (C 4 0,25 %) Normalstahl. Die frühestmögliche Umwandlung des Austenits in Ferrit ist danach nach ca. 2 Sekunden bei einer Temperatur von ca. 500° C möglich. Entsprechend der erfindungsgemäßen Lehre soll die Ausgleichstemperatur bis zu diesem Zeitpunkt erreicht sein. Daraus ergibt sich, daß bei der Verwendung der in Figur 6 charakterisierten Wasserkühlung Normalstähle bis zu einem Durchmesser von 13 mm verwendet werden können. Die Ausgleichstemperatur liegt dann etwas oberhalb von 500° C.
Im Vergleich dazu zeigt Figur 8 das ZTU-Schaubild eines kohlenstoffarmen Stahls, bei dem die Summe der Legierungselemente zwischen 1,7 % und 3 % liegt. Dabei wird deutlich/ daß die frühestmögliche Umwandlung des Austenits in Ferrit erst nach größenordnungsmäßig 10 Sekunden möglich ist. Weiterhin ist zu bemerken, daß die Ausgleichstemperatur wesentlich höher zu wählen ist, da die frühestmögliche Umwandlung in Ferrit bei ungefähr 700° C einsetzt, Durch die Zugabe von Legierungselementen kann daher der Zeitpunkt der frühestmöglichen Umwandlung des Austenits in Ferrit hinausgezögert werden, so daß für das Erreichen der Ausgleichstemperatur
030029/0253 17
mehr Zeit zur Verfügung steht.
Ein gleicher Effekt, nämlich die Verschiebung des Zeitpunktes der frühestmöglichen Umwandlung des Austenits in Ferrit zu späteren Zeiten ist durch die Zugabe von Mikrolegierungselementen, wie Niob, Vanadin oder Molybdän erzielbar. Im Unterschied zu der Verwendung von legierten Stählen (Figur 8) werden dabei lediglich die Umwandlungskurven der Figur 7 um ca. 1 Dekade nach rechts verschoben, ohne daß darüber hinaus die Lage oder die Form der Umwandlungskurven verändert würde. Daher wird durch die Zugabe von Mikrolegxerungselementen - im Gegensatz zu der Zugabe der anderen Legierungselemente die Ausgleichstemperatur nicht verändert.
Bei der Beibehaltung der in Figur 6 angedeuteten Wasserkühlung ergibt sich die Notwendigkeit, bei der Herstellung von Betonstahl mit Durchmessern 2* 13 mm entweder einen legierten Stahl (Summe der Legierungselemente zwischen 1,7 % und 3 %) oder einen mikrolegierten Stahl (Vanadin, Niob, Molybdän bis zu 0,8 %) zu verwenden.
Bei einem Durchmesser von"^ 25 mm müßte bei einem legierten Stahl die Summe der Legierungselemente über 3 % gesteigert werden. Dies wird sich im allgemeinen nicht empfehlen, so daß für diese Durchmesser zusätzlich oder allein Mikrolegierungen vorzusehen sind.
Statt der Veränderung des Legierungsanteil des Stahl könnte auch eine Intensivierung der Kühlung bewirken, daß die Ausgleichstemperatur früher erreicht würde. Eine derartige Kühlung ist jedoch sehr aufwendig.
- 18 -
03Ö02Ö/0233
Aus den Schaubildern in Figur 7 und 8 ist noch zu entnehmen, daß der Anteil von Ferrit zu Perlit im Kern durch die Wahl der Ausgleichstemperatur beeinflußt werden kann.
In den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen ist von einer Eintrittstemperatur des Walzgutes in die Kühlstrecke von 850° C ausgegangen worden. Es sind auch andere Temperaturen denkbar, jedoch muß die Eintrittstemperatur zumindest so hoch liegen, daß der Austenit noch stabil ist und so niedrig gewählt sein, daß die Abkühlung des Walzgutes auf die Ausgleichstemperatur innerhalb der geforderten Zeiten möglich ist. Das bedeutet, daß insbesondere bei kleineren Walzgutdurchmessern eine höhere Eintrittstemperatur des Walzgutes in die Kühlstrecke in Kauf genommen werden kann. Insgesamt hat sich jedoch die Temperatur von 850° C für diese Zwecke als besonders geeignet erwiesen.
Die isotherme Umwandlung des Austenits in Ferrit und Perlit kann durch Einschaltung eines Ofens hinter der Kühlstrecke errreicht werden. Es ist allerdings viel vorteilhafter, den ungeschnittenen, von der Drahtstraße kommenden Betonstahl sofort nach Austritt aus der Kühlstrecke aufzuhaspeln. Durch das Liegen im Haspel fällt die Temperatur des Betonstahles für eine ausreichend lange Zeit nicht ab, da sie durch das Freiwerden der Umwandlungswärme eher noch ansteigt und durch den Haspel eine verminderte Wärmeabfuhr an die Luft erfolgt. Darüber hinaus ermöglicht diese Art der Abkühlung den schnellen Herstellungsprozeß, der von der Drahtstraße an sich bekannt ist, aber für die Herstellung von Betonstählen noch nicht angewendet worden ist.
- 19 -
030029/0233
2300271
Unter gleichen Voraussetzungen beträgt die Bruchdehnung, die bei einem nach der Lehre der DE-OS 24 26 92 0 hergestellten Betonstahl 5,2 % beträgt, bei dem erfindungsgemäßen Betonstahl 10,1 %. Hieraus ergeben sich die Verbesserungen hinsichtlich der Rißeinleitungsbeständigkeit und der Dauerschwingfestigkeit .
Unter günstigeren Voraussetzungen kann die Bruchdehnung für den erfindungsgemäßen Betonstahl noch erheblich weiter gesteigert werden. Die mittlere Bruchdehnung kann dann beispielsweise zwischen 13,9 % und 17,4 % liegen, wodurch die gemäß DIN 488/Blatt 1 geforderten Werte erheblich überschritten werden.
030029/0233
-ίο-
Leer sette

Claims (15)

Patentansprüche:
1. Schweißbarer Betonstahl mit einem Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,25 %, der ohne zusätzliche Nachbehandlung, wie Kaltverformung, Patentieren oder Oberflächenvergütung, eine Streckgrenze ßn „ von mindestens 500 N/mm2 und eine
Zugfestigkeit von mindestens 550 N/mm2 aufweist und aus einer konzentrischen Kernzone und einer Oberflächenschicht besteht, wobei die Kernzone aus einem Mischgefüge aus Perlit, Ferrit und ggf. weiteren Bestandteilen besteht und die Oberflächenschicht angelassenen Martensit enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernzone aus einem reinen Perlit-Ferrit-Mischgefüge gebildet ist, bei dem der Ferritanteil zwischen 20 % und 80 % liegt und daß die Kernzone ohne eine Zwischenschicht an die Oberflächenschicht angrenzt, die ihrerseits aus reinem angelassenen Martensit besteht.
2. Betonstahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kernzone Ferrit und Perlit etwa zu gleichen Anteilen enthalten sind.
Ü3CÜ29/0233
ρ
3. Betonstahl nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betonstahlstäbe gerippt sind.
4. Betonstahl nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Oberflächenschicht an der Querschnittsfläche mindestens 20 %, vorzugsweise 33 %, aufweist.
5. Betonstahl nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Durchmesser von ^r 13 mm die Summe aller Legierungselemente -^ 1,7 % ist.
6. Betonstahl nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe aller Legierungselemente bei einem Durchmesser von >· 13 mm ^1,7 % ist und daß der Stahl einen Anteil an Mikrolegierungselementen bis zu 0,08 % enthält.
7. Betonstahl nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Stärke zwischen 13 mm und 25 mm die Summe aller Legierungselemente zwischen 1,7 % und 3 % liegt.
8. Betonstahl nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Legierungselemente für eine Stärke von mehr als 25 mm zwischen 1,7 % und 3 % liegt und daß der Stahl einen Anteil von Mikrolegierungselementen bis zu 0,03 % aufweist.
9. Verfahren zur Herstellung des Betonstahls nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
030029/0233
2800271
a) Der Betonstahl wird auf einer Drahtstraße gefertigt
b) nach dem Verlassen der Fertigstaffel wird das Walzgut einer intensiven, vorzugsweise mehrstufigen Kühlung unterworfen
c) durch die Kühlung wird die Oberfläche des Walzgutes unter die Martensit-Start-Temperatur abgekühlt
d) die Kühlung erfolgt mit einer derartigen Intensität, daß die Ausgleichstemperatur zwischen Kern und Oberfläche erreicht wird, bevor eine Umwandlung in Bainit, Ferrit oder Perlit einsetzen kann und daß die Ausgleichstemperatur etwa in dem Temperaturbereich liegt, in dem eine frühest mögliche Umwandlung des Austenits in Ferrit und Perlit erfolgen kann.
e) Nach dem Erreichen der Ausgleichstemperatur wird bis zum Ende der Perlitumwandlung die Temperatur etwa konstant gehalten und das Walzgut danach einer langsamen Abkühlung ausgesetzt.
10.Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Walzgut unmittelbar nach Durchlaufen der Kühlung aufgehaspelt wird und im Haspel an der Luft abkühlt,
11.Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Stufe der Kühlung innerhalb von 0,2 Sekunden abgeschlossen ist.
G3ÖG29/0233
2300271
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß für die Herstellung von Betonstahl
mit einem Durchmesser von 13 mm Normalstahl (Summe aller Legierungselemente -^- 1,7 % ) verwendet wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß für die Herstellung von Betonstahl mit einer Stärke von ^> 13 mm Normalstahl verwendet wird,
der einen Anteil von Mxkrolegierungselementen bis zu
0,08 % mikrolegiert ist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß für die Herstellung von Betonstahl mit einer Stärke zwischen 13 und 25 mm legierter Stahl (Summe aller Legierungselemente zwischen 1,7 % und 3 % ) verwendet wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß für die Herstellung von Betonstahl mit einer Stärke von mehr als 25 mm legierter Stahl verwendet wird, der mit einem Anteil an Mikrolegierungselementen bis zu 0,03 % mikrolegiert ist.
:entanwälte
Gramm + Lins
Li/Gru.
029/023
DE2900271A 1979-01-05 1979-01-05 Schweißbarer Betonstahl und Verfahren zu seiner Herstellung Expired DE2900271C2 (de)

Priority Applications (13)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2900271A DE2900271C2 (de) 1979-01-05 1979-01-05 Schweißbarer Betonstahl und Verfahren zu seiner Herstellung
IT28312/79A IT1164547B (it) 1979-01-05 1979-12-21 Ferro per calcestruzzo saldabile e procedimento per la sua fabbricazione
JP17389279A JPS55115949A (en) 1979-01-05 1979-12-27 Weldable steel for reinforced concrete and production
FI794092A FI69120C (fi) 1979-01-05 1979-12-28 Svetsbart betongjaern och foerfarande foer tillverkning av detta.
AU54287/80A AU534561B2 (en) 1979-01-05 1980-01-02 Controlled cooling of hot rolled steel rod for concrete reinforcement
FR8000255A FR2445858A1 (fr) 1979-01-05 1980-01-03 Acier a beton soudable et procede d'obtention de cet acier
CA343,104A CA1129312A (en) 1979-01-05 1980-01-04 Reinforcing steel for concrete
SE8000069A SE451020B (sv) 1979-01-05 1980-01-04 Svetsbart armeringsstal och sett att framstella dylikt
NL8000059A NL8000059A (nl) 1979-01-05 1980-01-04 Lasbaar betonijzer en werkwijze voor het bereiden daarvan.
LU82058A LU82058A1 (fr) 1979-01-05 1980-01-04 Acier a beton soudable et procede d'dotention de cet acier
BE0/198857A BE881003A (fr) 1979-01-05 1980-01-04 Acier a beton soudable et procede d'obtention de cet acier
ES487449A ES487449A0 (es) 1979-01-05 1980-01-04 Procedimiento para la produccion de acero soldable para hor-migon
GB8000407A GB2047270B (en) 1979-01-05 1980-01-07 Weldable steel rods

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2900271A DE2900271C2 (de) 1979-01-05 1979-01-05 Schweißbarer Betonstahl und Verfahren zu seiner Herstellung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2900271A1 true DE2900271A1 (de) 1980-07-17
DE2900271C2 DE2900271C2 (de) 1984-01-26

Family

ID=6060073

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2900271A Expired DE2900271C2 (de) 1979-01-05 1979-01-05 Schweißbarer Betonstahl und Verfahren zu seiner Herstellung

Country Status (13)

Country Link
JP (1) JPS55115949A (de)
AU (1) AU534561B2 (de)
BE (1) BE881003A (de)
CA (1) CA1129312A (de)
DE (1) DE2900271C2 (de)
ES (1) ES487449A0 (de)
FI (1) FI69120C (de)
FR (1) FR2445858A1 (de)
GB (1) GB2047270B (de)
IT (1) IT1164547B (de)
LU (1) LU82058A1 (de)
NL (1) NL8000059A (de)
SE (1) SE451020B (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3431008A1 (de) 1984-08-23 1986-03-06 Dyckerhoff & Widmann AG, 8000 München Verfahren zum herstellen von walzstahlerzeugnissen, insbesondere von schraubbaren spannstaehlen oder dergleichen
JPS61174337A (ja) * 1984-12-21 1986-08-06 フオルクスアイグナ− ベトリ−プ−ウント ヴアルツヴエルク″ヴイルヘルム フロ−リン″ 圧延鋼材の高圧水焼入れ法

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LU85475A1 (fr) * 1984-07-23 1986-02-12 Arbed Procede pour fabriquer du fil machine en acier dur
DD231577B1 (de) * 1984-12-17 1987-09-09 Brandenburg Stahl Walzwerk Verfahren zur erhoehung der festigkeit von bewehrungsstaehlen
DD239805B1 (de) * 1985-07-29 1988-06-22 Thaelmann Schwermaschbau Veb Verfahren zur herstellung eines betonstahles
US4786338A (en) * 1985-10-31 1988-11-22 Norio Anzawa Method for cooling rolled steels
FR2684691B1 (fr) * 1991-12-04 1995-06-09 Unimetall Sa Procede de fabrication en continu d'un fil en acier en defilement notamment d'un fil pour le renforcement du beton.
DE19962801A1 (de) * 1999-12-23 2001-06-28 Sms Demag Ag Verfahren zum Wärmebehandeln von Draht
US6395109B1 (en) 2000-02-15 2002-05-28 Cargill, Incorporated Bar product, cylinder rods, hydraulic cylinders, and method for manufacturing
IT1391760B1 (it) * 2008-11-11 2012-01-27 Danieli Off Mecc Processo di trattamento termico di laminati
KR101787287B1 (ko) * 2016-10-21 2017-10-19 현대제철 주식회사 고강도 철근 및 이의 제조 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2345738B1 (de) * 1973-09-11 1974-07-11 Salzgitter Peine Stahlwerke Stahldraht und Verfahren zu seiner Herstellung
DE2426920A1 (de) * 1973-06-04 1974-12-19 Hoogovens Ijmuiden Bv Verfahren zum herstellen von betonarmierungsstabstahl

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE790867A (fr) * 1972-10-31 1973-02-15 Centre Rech Metallurgique Procede pour ameliorer la qualite de produits lamines, tels quedes ronds ou des barres a beton, du fil machine, etc....
DD106661A1 (de) * 1973-09-24 1974-06-20
IT1090143B (it) * 1975-01-29 1985-06-18 Centre Rech Metallurgique Procedimento per fabbricare dei prodotti laminati di acciaio

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2426920A1 (de) * 1973-06-04 1974-12-19 Hoogovens Ijmuiden Bv Verfahren zum herstellen von betonarmierungsstabstahl
DE2345738B1 (de) * 1973-09-11 1974-07-11 Salzgitter Peine Stahlwerke Stahldraht und Verfahren zu seiner Herstellung

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DDR-Norm ThL 12530/08 *
Draht-Fachzeitschrift (1977) S.247-154 *
Neue Hütte 21 (1976) S.81-85 *
Zeitschrift für wirtschaftliche Fertigung 1980, S.235-239 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3431008A1 (de) 1984-08-23 1986-03-06 Dyckerhoff & Widmann AG, 8000 München Verfahren zum herstellen von walzstahlerzeugnissen, insbesondere von schraubbaren spannstaehlen oder dergleichen
JPS61174337A (ja) * 1984-12-21 1986-08-06 フオルクスアイグナ− ベトリ−プ−ウント ヴアルツヴエルク″ヴイルヘルム フロ−リン″ 圧延鋼材の高圧水焼入れ法

Also Published As

Publication number Publication date
NL8000059A (nl) 1980-07-08
FI794092A (fi) 1980-07-06
SE451020B (sv) 1987-08-24
ES8107320A1 (es) 1980-12-16
GB2047270A (en) 1980-11-26
FR2445858A1 (fr) 1980-08-01
DE2900271C2 (de) 1984-01-26
CA1129312A (en) 1982-08-10
IT7928312A0 (it) 1979-12-21
FI69120B (fi) 1985-08-30
BE881003A (fr) 1980-05-02
IT1164547B (it) 1987-04-15
AU5428780A (en) 1980-07-10
LU82058A1 (fr) 1980-04-23
ES487449A0 (es) 1980-12-16
SE8000069L (sv) 1980-07-06
GB2047270B (en) 1982-12-15
FI69120C (fi) 1987-05-05
JPS55115949A (en) 1980-09-06
AU534561B2 (en) 1984-02-09
FR2445858B1 (de) 1984-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60301588T2 (de) Hochfestes Stahlblech und hochfestes Stahlrohr mit sehr guter Verformbarkeit und Verfahren zu dessen Herstellung
DE2426920C2 (de) Verfahren zum Herstellen von schweißbarem Stabstahl und Verwendung des Verfahrens
EP2690183B1 (de) Warmgewalztes Stahlflachprodukt und Verfahren zu seiner Herstellung
DE60133816T2 (de) Stahlrohr zur verstärkung von automobilen und herstellungsverfahren dafür
DE19911287C1 (de) Verfahren zum Erzeugen eines Warmbandes
DE69031915T2 (de) Herstellungsverfahren ultrafeiner, hochfester stahldrähte mit hoher duktilität
DE3851371T3 (de) Warmgewalztes hochfestes Stahlblech mit ausgezeichneter Umformbarkeit.
DE69429810T2 (de) Hochfestes stahldrahtmaterial mithervorragendem ermuedungsverhalten und hochfester stahldraht
DE60024672T2 (de) Stab- oder drahtprodukt zur verwendung beim kaltschmieden und herstellungsverfahren dafür
DE2131318B2 (de) Verfahren zum herstellen eines bewehrungs-stabstahles fuer spannbeton
DE3240621A1 (de) Stahldraht fuer den litzenstahlkern eines stahlverstaerkten aluminiumleiters und verfahren zu dessen herstellung
DE3431008C2 (de) Wärmebehandlung von warmgewalzten Stäben oder Drähten
DE3650255T2 (de) Hochfester kohlenstoffarmer Stahlwalzdraht und Verfahren zum Herstellen dieses Drahtes.
DE69724023T2 (de) Herstellungsverfahren eines dicken Stahlgegenstandes mit hoher Festigkeit und hoher Zähigkeit und hervorragender Schweissbarkeit und minimaler Variation der strukturellen und physikalischen Eigenschaften
DE2900271C2 (de) Schweißbarer Betonstahl und Verfahren zu seiner Herstellung
EP3029162A1 (de) Verfahren zum Wärmebehandeln eines Mangan-Stahlprodukts und Mangan-Stahlprodukt
DE3134532C2 (de)
DE10161465C1 (de) Verfahren zum Herstellen von Warmband
DE3440752C2 (de)
EP1398390B1 (de) Ferritisch/martensitischer Stahl mit hoher Festigkeit und sehr feinem Gefüge
DE2211324A1 (de) Niedrig legierter Stahl
DE3832014A1 (de) Verfahren zur herstellung hochfester nahtloser stahlrohre
EP3719147A1 (de) Warmgewalztes stahlflachprodukt und verfahren zu seiner herstellung
EP1396549A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines perlitfreien warmgewalzten Stahlbands und nach diesem Verfahren hergestelltes Warmband
DE2900022A1 (de) Verfahren zum herstellen von profilen

Legal Events

Date Code Title Description
OAP Request for examination filed
D2 Grant after examination
8363 Opposition against the patent
8363 Opposition against the patent
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: MANNESMANN DEMAG SACK GMBH, 4000 DUESSELDORF, DE

8331 Complete revocation