EP1040206B1 - Verfahren zur herstellung nichtrostenden ferritischen bzw. ferritisch-martensitischen betonstahls - Google Patents

Verfahren zur herstellung nichtrostenden ferritischen bzw. ferritisch-martensitischen betonstahls Download PDF

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EP1040206B1 EP98966508A EP98966508A EP1040206B1 EP 1040206 B1 EP1040206 B1 EP 1040206B1 EP 98966508 A EP98966508 A EP 98966508A EP 98966508 A EP98966508 A EP 98966508A EP 1040206 B1 EP1040206 B1 EP 1040206B1
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ferritic
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Martin Erkel
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Von Moos Stahl AG
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    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/008—Martensite

Definitions

  • the invention relates to the production of stainless structural steels in one wide range of applications for sheets, strips, tubes, rods, etc. can be used.
  • On preferred application is the production of smooth or ribbed and also weldable reinforcing steels, i.e. of stainless reinforcement steel for the Reinforced concrete construction.
  • Such stainless structural steels belong to the martensitic or ferritic martensitic Class and they get theirs through thermomechanical treatment intended properties.
  • ferritic, austenitic-ferritic and austenitic reinforcing steels according to DIN EN 10088 in the heat-treated state have lower yield strengths than the 500 N / mm 2 required for BSt 500 according to DIN 488 T1
  • these steels were subjected to cold deformation and as cold-ribbed reinforcement steels with strength properties according to DIN 488 T1 developed, especially stainless steel bond: stainless reinforcing steel for reinforced concrete construction and for anchoring, material sheet from Krupp Sigma Stahl AG, Duisburg.
  • EP-A-0 774 520 describes a method for producing steel pipes with excellent Corrosion resistance and weldability described.
  • the heat treatment is here a necessary step after hot rolling with air cooling. There will be none explicit requirements for strength and toughness properties.
  • the intended properties of stainless reinforcing steels such as strength and toughness properties, weldability and corrosion resistance once through thermomechanical treatment from the Rolling heat, i.e. in the rolling process, and not by annealing and subsequent cold forming achieved
  • the intended properties according to DIN 488 T1 can Hot rolling with subsequent tempering can be achieved.
  • the cooling of the stainless reinforcing steel takes place after rolling from the Temperature range ⁇ (austenite) or ⁇ + ⁇ (austenite + ferrite) in air, moving air or in Cooling pipes in water. This creates a fine-grained soft martensitic or ferritic-martensitic Structure of high strength and toughness, so that the requirements of previous Regulations for reinforcing steel are met or exceeded.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von nichtrostenden Baustählen, die in einem breiten Anwendungsbereich für Bleche, Bänder, Rohre, Stäbe usw. einsetzbar sind. Ein bevorzugtes Einsatzgebiet ist die Herstellung von glatten oder gerippten und dabei auch schweißbaren Betonstählen, d.h. von nichtrostenden Bewehrungsstählen für den Stahlbetonbau. Derartige nichtrostende Baustähle gehören der martensitischen oder ferritischmartensitischen Klasse an und sie erhalten durch thermomechanische Behandlung ihre bestimmungsgemäßen Eigenschaften.
Es ist aus DIN 488 bekannt, daß Betonstähle, wie BSt 500 S und Bst 500 M nach DIN 488, T1 neben anderen Gebrauchseigenschaften zur Bewehrung ausreichend hohe Festigkeits- und Zähigkeitseigenschaften, wie
  • Streckgrenze Re ≥500 N/mm2
  • Zugfestigkeit Rm ≥ 550 N/mm2
  • Bruchdehnung A10 ≥ 10 % aufweisen müssen.
    • Weiter ist bekannt, daß in den letzten Jahren verstärkt nichtrostende Stähle als Betonstähle erprobt und eingesetzt wurden, da sie je nach Legierungsgehalt bzw. Wirksumme gegen Korrosion, die bei normalem Betonstahl zu den gefürchteten Betonabplatzungen führt, beständig sind (U. Nürnberger: Korrosion und Korrosionsschutz im Bauwesen, Bauverlag GmbH Wiesbaden und Berlin 1995, S. 1013 ff, Nichtrostende Stähle im Betonbau und U. Nürnberger / W. Beul / G. Onuseit: Korrosionsverhalten geschweißter nichtrostender Bewehrungsstähle in Beton. In: Bauingenieur 70 (1995) S. 73-81, Springer-Verlag).
    Da die ferritischen, austenitisch-ferritischen und austenitischen Betonstähle nach DIN EN 10088 im wärmebehandelten Zustand geringere Streckgrenzen als die nach DIN 488 T1 für BSt 500 geforderten 500 N/mm2 aufweisen, wurden diese Stähle einer Kaltverformung unterworfen und als kaltgerippte Bewehrungsstähle mit Festigkeitseigenschaften nach DIN 488 T1 entwickelt, vgL auch Nirosta Bond: Nichtrostende Bewehrungsstähle für den Stahlbetonbau und für Verankerungen, Werkstoffblatt der Krupp Sigma Stahl AG, Duisburg.
    Aus US-A-4,594,115 ist ein Verfahren zur Herstellung nichtrostender martensitischer Stabstähle und Drähte bekannt. Durch das Verfahren, das durch die Schritte Warmwalzen mit Luftabkühlung ohne Anlassen geprägt wird, werden Stähle mit für Betonstahl zu hohen Festigkeiten von Rm = 900 - 1100 hergestellt.
    In EP-A-0 774 520 wird ein Verfahren zur Herstellung von Stahlrohren mit hervorragender Korrosionsbeständigkeit und Schweißbarkeit beschrieben. Die Wärmebehandlung ist hier nach dem Warmwalzen mit Luftabkühlung ein notwendiger Schritt. Es werden keine expliciten Anforderungen an Festigkeits- und Zähigkeitseigenschaften gestellt.
    Abgeleitet aus dem vorliegenden Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, die Herstellung nichtrostender, schweißbarer Betonstähle zu ermöglichen, die einmal der martensitischen bzw. ferritisch-martensitischen Klasse angehören, nach einem vereinfachten Verfahren ohne Glühen und Kaltumformung gefertigt werden können und zum anderen mindestens gleichwertige Materialeigenschaften aufweisen.
    Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
    Nach der Konzeption der Erfindung werden die bestimmungsgemäßen Eigenschaften der nichtrostenden Betonstähle, wie Festigkeits- und Zähigkertseigenschaften, Schweißbarkeit und Korrosionsbeständigkeit einmal durch thermomechanische Behandlung aus der Walzhitze, d.h. im Walzprozeß, und nicht durch Glühen und anschließende Kaltumformung erzielt
    Zum anderen können die bestimmungsgemäßen Eigenschaften nach DIN 488 T1 durch Warmwalzen mit anschließenden Anlassen erzielt werden.
    Es wurde gefunden, daß bei der Abkühlung der nichtrostenden martensitischen bzw. ferritisch-martensitischen Stähle direkt aus der Walzhitze oder durch Warmwalzen mit anschließendem Anlassen Eigenschaften entstehen, die gleich gut oder besser sind als jene nach Wärmebehandlung und anschließender Kaltumformung.
    Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird erreicht, daß das Glühen und die Kaltumformung entfallen können und nichtrostender Betonstahl kostengünstiger produziert werden kann.
    Die Abkühlung des nichtrostenden Betonstahles erfolgt nach dem Walzen aus dem Temperaturgebiet γ (Austenit) oder γ + α (Austenit + Ferrit) an Luft, bewegter Luft oder in Kühlrohren in Wasser. Dadurch entsteht ein feinkörniges weichmartensitisches oder ferritischmartensitisches Gefüge hoher Festigkeit und Zähigkeit, sodaß die Anforderungen bisheriger Vorschriften für Betonstahl erfüllt oder übertroffen werden.
    Eine bevorzugte Zusammensetzung des erfindungsgemäß hergestellten Betonstahls ist bei Anwendung des Werkstoffes 1.4003 nach DIN EN 10088 gegeben.
    Weiter ist bei entsprechender Steuerung der Walz- und Kühlparameter ein höherfester nichtrostender Betonstahl mit Re ≥ 600 N/mm2 (= Bst 600), einer Zugfestigkeit Rm ≥ 750 N/mm2 und einer Bruchdehnung A10 ≥ 10 % herstellbar.
    Bei Anwendung höherer Nickelgehalte bei ferritisch-martensitischen bzw. martensitischen Chromstählen und entsprechender Steuerung der Walz- und Kühlparameter ist sogar ein hochfester nichtrostender Betonstahl mit Re ≥ 700N/mm2 (= BSt 700), einer Zugfestigkeit Rm ≥ 900N/mm2 und einer Bruchdehnung A10 ≥ 8% herstellbar.
    Die beschriebenen Stähle mit "normaler" Festigkeit sowie die höherfesten und hochfesten Betonstähle sind insbesondere auch für die Bewehrung von Porenbeton bzw. Leichtbeton verwendbar.
    Die erfindungsgemäß hergestellten nichtrostenden Betonstähle weisen die gleiche Schweißbarkeit und Korrosionsbeständigkeit auf wie ein geglühter und kaltumgeformter Betonstahl gleicher chemischer Zusammensetzung.
    Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Angaben in den Patentansprüchen.

    Claims (6)

    1. Verfahren zur Herstellung nichtrostenden, ferritischen bzw. ferritisch-martensitischen Betonstahls nach DIN 488 T1 mit folgender Zusammensetzung in Gew.%: Cr 10,5 - 14,0 % Ni 0,01 - 4,0% Mn 0,01 - 3,0 % Mo 0,01 - 2,0% Cu 0,01 - 2,0 % C ≤ 0,03 % N ≤ 0,03 %, vorzugsweise Summe C + N ≤ 0,03 %, Ti ≤ 0,2%
      Si, P, S inneihalb der üblichen Grenzen für Verunreinigungen
      Rest Fe und allenfalls weitere Verunreinigungen,
      dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl aus der Endwalztemperatur im Temperaturgebiet γ oder γ + α so abgekühlt wird, dass mindestens teilweise Martensit entsteht.
    2. Verfahren nach Anspruch 1
      dadurch gekennzeichnet, dass der abgekühlte Stahl im Temperaturbereich von 650 - 720°C angelassen wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
      gekennzeichnet durch folgende Eigenschaften eines höherfesten Betonstahls
      Streckgrenze Re ≥600N/mm2
      Zugfestigkeit Rm ≥ 750N/mm2
      Bruchdehnung A10 ≥ 10 %.
    4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
      gekennzeichnet durch folgende Eigenschaften eines hochfesten Betonstahls
      Streckgrenze Re ≥ 700N/mm2
      Zugfestigkeit Rm ≥ 850N/mm2
      Bruchdehnung A10 ≥ 8 %.
    5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 3,
      dadurch gekennzeichnet, dass das Anlassen im Temperaturbereich von 600-660°C erfolgt
    6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 4,
      dadurch gekennzeichnet, dass das Anlassen im Temperaturbereich von 550-600°C erfolgt.
    EP98966508A 1997-12-12 1998-12-07 Verfahren zur herstellung nichtrostenden ferritischen bzw. ferritisch-martensitischen betonstahls Expired - Lifetime EP1040206B1 (de)

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    PCT/DE1998/003583 WO1999031283A1 (de) 1997-12-12 1998-12-07 Nichrostender baustahl und verfahren zu seiner herstellung

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    EP1040206A1 EP1040206A1 (de) 2000-10-04
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