DE3826091A1 - Hoeherfester stahl, insbesondere betonstahl bzw. ziehereivormaterial mit verbesserten werkstoffeigenschaften und verbesserter verarbeitbarkeit - Google Patents
Hoeherfester stahl, insbesondere betonstahl bzw. ziehereivormaterial mit verbesserten werkstoffeigenschaften und verbesserter verarbeitbarkeitInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen höherfesten Stahl, im Abmes
sungsbereich von Feinstahl- und Drahtsortimenten der als
Finalprodukt bevorzugt für den Einsatz im Betonbau und als
Vormaterial für Ziehereien vorgesehen ist.
Die legierungsseitigen und technologischen Möglichkeiten
der Festigkeitssteigerung von Betonstählen werden primär
durch die Forderung nach weitgehender Schweißbarkeit und
thermischer Stabilität der Werkstoffeigenschaften dieser
Stähle begrenzt. Demgemäß entsprechen herkömmlich gefertig
te, walzharte Betonstähle maximal der Festigkeitsklasse III;
sofern keine zusätzliche Mikrolegierung erfolgt.
Die Herstellung von Betonstählen der Festigkeitsklasse IV
erfordert bei dem durch die Schweißeignung gegebenen Kohlen
stoffäquivalent für nicht mikrolegierte Stähle die Anwen
dung zusätzlicher Verfahrensschritte, wie Kaltverfestigen
bzw. thermische Verfestigung des Stahls. Während der ther
misch verfestigte Betonstahl mit partieller Martensitumwand
lung in der Randschicht für die Festigkeitsklasse IV noch
eine universelle Schweißeignung ermöglicht, läßt der ent
sprechend kaltverfestigte Betonstahl demgegenüber lediglich
WP-Schweißungen zu, da in kaltverfestigten Stählen bereits
bei relativ niedrigen Temperaturen Erholungsprozesse ein
setzen.
Die bekannten thermisch verfestigten Betonstähle bestehen
bei ferritisch-perlitischem Kern im Randbereich aus einer
hochfesten martensitischen Schicht, deren Festigkeit mit
zunehmender Schichtdicke ansteigt während die thermische
Stabilität der Werkstoffeigenschaften in dieser Schicht
analog dazu abnimmt. Die Festigkeit de Randschicht beein
flußt darüberhinaus die Arbeitsschritte der Weiterverarbei
tung des Betonstahls, wie z. B. Biegen und Gewinderollen.
Bei der Herstellung derartiger Stähle an Drahtstraßen er
geben sich infolge der verfestigten Oberflächenschicht und
der damit verbundenen größeren Steifigkeit des Drahtes natur
gemäß Probleme beim Windungslegen.
Analog zu den thermisch verfestigten Betonstählen ist auch
Ziehereivormaterial bekannt, das im Gegensatz zur konventio
nellen Patentierung in der Randschicht des Drahtquerschnitts
ein entsprechendes Vergütungsgefüge besitzt. (DE-C 23 45 738).
Um die Ziehfähigkeit des Drahtes zu garantieren darf dabei
jedoch das Vergütungsgefüge in der Randschicht 33% des ge
samten Drahtquerschnittes nicht übersteigen.
Die Erfindung ist darauf gerichtet, die werkstofftechnisch
und technologisch bedingten Grenzen der Festigkeitssteige
rung bei den höherfesten Betonstählen zu erweitern sowie
die Verarbeitbarkeit von Betonstahl und die Ziehfähigkeit
von Ziehereivormaterial mit heterogenem Gefügeaufbau zu
verbessern bzw. dessen Herstellung auf Feinstahlstraßen
zu ermöglichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen höherfesten
Stahl mit heterogenem Gefügeaufbau über den Queschnitt
zu entwickeln, der als Betonstahl mit erhöhter Festigkeit
dessen Schweißeignung weitgehend garantiert sowie seine
Haspelfähigkeit und Verarbeitbarkeit verbessert und als
Ziehereivormaterial eine verbesserte Ziehfähigkeit ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der
Stahl eine inhomogene Verteilung der Festigkeit über den
Querschnitt aufweist, bei der sich eine hochfeste marten
sitische Schicht im Übergangsbereich zwischen der äußeren
Randschicht mit verminderter Festigkeit und dem weicheren
Kernbereich befindet. Der Gefügeaufbau dieses Stahls ist
dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Randschicht, ebenso
wie die Schicht des hochfesten Übergangsbereiches, weitge
hend aus angelassenem Martensit besteht, wobei die Anlaß
temperatur in der äußeren Randschicht maximal der A₁-Tempera
tur des Stahls entspricht und damit bis zu 350 k, bevorzugt
50-250 k über der Anlaßtemperatur in der hochfesten mar
tensitischen Schicht des Übergangsbereiches liegt und der
Kernbereich aus Perlit bzw. Ferrit und Perlit mit defi
nierten Anteilen von Zwischenstufengefüge besteht.
Der Flächenanteil beide martensitischer Schichten an der
gesamten Querschnittsfläche des Stahls beträgt zusammen in
der Regel maximal 50%, wovon die hochfeste martensitische
Schicht im Übergangsbereich 5-95% einnimmt.
Eine zusätzliche Möglichkeit inhomogener Festigkeitsvertei
lung über den Querschnitt des Stahls ist dadurch gegeben,
daß der hochfeste martensitische Übergangsbereich aus meh
reren martensitischen Schichten mit zum Kern hin fallenden
Anlaßtemperaturniveau ausgebaut ist.
Desweiteren ist erfindungsgemäß ein Gefügeaufbau einstellbar
bei dem die äußere Randschicht analog zum Kern aus Ferrit
und Perlit mit Zwischenstufenanteilen besteht.
Die erfindungsgemäß gegebenen werkstofftechnischen Möglich
keiten werden durch das folgende Beispiel eines hoherfesten
Betonstahls verdeutlicht.
Chemische Zusammensetzung:
0,24% C
0,45% Si
0,80% Mn
0,024% P
0,026% S
Abmessung: Rundstahl von 25 mm Durchmesser.
0,24% C
0,45% Si
0,80% Mn
0,024% P
0,026% S
Abmessung: Rundstahl von 25 mm Durchmesser.
Bei einem Gefügeaufbau, bestehend aus einer auf ca. 670°C
angelassenen, 1,2 mm starken martensitischen Randschicht
mit R m von etwa 690 MPa, einer daran anschließenden auf
ca. 520°C angelassenen, 1,8 mm starken Übergangsschicht
mit R m von etwa 1000 MPa und einem ferritisch-perlitischen
Kernbereich mit R m von ca. 590 MPa besitzt dieser Betonstahl
insgesamt eine Zugfestigkeit von 710 MPa.
Claims (5)
1. Höherfester Stahl, insbesondere Betonstahl bzw. Zieherei
vormaterial, mit verbesserten Werkstoffeigenschaften und
besserer Verarbeitbarkeit, im Abmessungsbereich von Fein
stahl- und Drahtsortimenten, der als Finalprodukt bevor
zugt für den Einsatz im Betonbau und als Vormaterial für
Ziehereien vorgesehen ist, gekennzeichnet dadurch, daß
der Stahl eine inhomogene Verteilung der Festigkeit über
dem Querschnitt aufweist, bei der sich eine hochfeste mar
tensitische Schicht im Übergangsbereich zwischen der äußeren
Randschicht mit verminderter Festigkeit und dem weicheren
Kernbereich befindet.
2. Höherfester Stahl gemäß Annspruch 1, gekennzeichnet dadurch,
daß die äußere Randschicht, ebenso wie die Schicht des
hochfesten Übergangsbereiches, weitgehend aus angelasse
nem Martensit besteht, (wobei die Anlaßtemperatur in der
äußeren Randschicht maximal der A₁-Temperatur des Stahles
entspricht und damit bis zu 350 k, bevorzugt 50-250 k
über der Anlaßtemperatur in der hochfesten martensitischen
Schicht des Üergangsbereiches liegt) und der Kernbereich
aus Ferrit bzw. Ferrit und Perlit mit definierten Antei
len von Zwischenstufengefüge besteht.
3. Höherfester Stahl gemäß Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet
dadurch, daß der Flächenanteil beider martensitischer
Schichten an der gesamten Querschnittsfläche zusammen in der
Regel maximal 50% beträgt, wovon die hochfeste martensi
tische Schicht im Übergangsbereich 5-95% einnimmt.
4. Höherfester Stahl gemäß Anspruch 1-3, gekennzeichnet
dadurch, daß der hochfeste martensitische Übergangsbereich
aus mehreren martensitischen Schichten (mit zum Kern hin
fallenden Anlaßtemperaturniveau) aufgebaut ist.
5. Höherfester Stahl gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch,
daß die äußere Randschicht analog zum Kern aus Ferrit und
Perlit mit Zwischenstufenanteilen besteht.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD88312121A DD268258A1 (de) | 1988-01-08 | 1988-01-08 | Hoeherfester stahl, insbesondere betonstahl bzw. ziehereivormaterial, mit verbesserten werkstoffeigenschaften und besserer verarbeitbarkeit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3826091A Withdrawn DE3826091A1 (de) | 1988-01-08 | 1988-08-01 | Hoeherfester stahl, insbesondere betonstahl bzw. ziehereivormaterial mit verbesserten werkstoffeigenschaften und verbesserter verarbeitbarkeit |
Country Status (11)
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DD (1) | DD268258A1 (de) |
DE (1) | DE3826091A1 (de) |
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