FR2560217A1 - Hot rolled heat treated concrete reinforcing steel - Google Patents
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Abstract
Description
Acier pour béton laminé à chaud et durci thermiquement
L'invention concerne un acier pour. béton laminé à chaud et durci thermiquement ayant une limite d'élasticité minimale de 500 MPa et une aptitude universelle au soudage dans la marge de mesures de 6 à 32 mm de diamètre nominal, qui répond à des exigences élevées, en ce qui concerne la régularité des caractéristiques.Steel for hot rolled and thermally hardened concrete
The invention relates to a steel for. hot rolled and thermally hardened concrete with a minimum yield strength of 500 MPa and universal weldability within the measurement range of 6 to 32 mm nominal diameter, which meets high requirements, as regards regularity characteristics.
L'invention est applicable à la métallurgie pour l'élaboration de cet acier, préférablement en présence de proportion élevées de riblons dans la fonte de charge et de teneurs excessives en éléments d'alliage Cr, Cu, Mo et Ni, et tient compte des conditions spéciales de la coulée continue.The invention is applicable to metallurgy for the production of this steel, preferably in the presence of high proportions of riblons in the cast iron of charge and excessive contents in Cr, Cu, Mo and Ni alloying elements, and takes account of the special conditions for continuous casting.
La contamination croissante de riblons par des éléments non ou difficilement travaillables par métallurgie tels que Cr, Cu, Mo et Ni, cause des difficultés dans la fabrication d'aciers qui ne doivent contenir ces éléments que jusqu'à une valeur maximale précise. La valeur d'utilisation d'aciers pour béton très résistants est déterminée essentiellement par le dégré de résistance, l'aptitude au soudage et les qualités d'élasticité. The increasing contamination of ribbons with elements which are not or difficult to work by metallurgy such as Cr, Cu, Mo and Ni, causes difficulties in the manufacture of steels which must contain these elements only up to a precise maximum value. The use value of very resistant concrete steels is mainly determined by the degree of resistance, the weldability and the elasticity qualities.
Les aciers possèdent ces qualités en vertu de leur composition chimique et du procédé de fabrication. Steels have these qualities by virtue of their chemical composition and the manufacturing process.
Tous les éléments d'addition contenus dans l'acier gênent plus ou moins par la charge d'obstruction de type quelconque et décalent par là le départ de coulée pour donner des tensions plus élevées, par quoi la résistance est accrue et l'aptitude au formage est, dans l'ensemble, réduite. I1 faut considérer, à ce propos, non seulement les éléments ajoutés intentionnellement prévus selon le procédé, mais aussi les éléments accompagnant l'acier, les traces d'éléments et les éléments d'addition incontrôlables qui parviennent par hasard à partir de ou avec les riblons d'acier dans la masse fondue qui exercent en partie une influence considérable sur les caractéristiques.Moins les teneurs en éléments totaux de l'acier- varient de coulée à coulée, moindre est l'amplitude de la dispersion des caractéristiques d'un type d'acier, dont les valeurs minimales et maximales sont déterminées par la constitution chimique. All the additives contained in the steel more or less interfere with the obstruction load of any type and thereby shift the start of casting to give higher tensions, whereby the resistance is increased and the ability to forming is, overall, reduced. In this connection, it is necessary to consider not only the elements intentionally added according to the process, but also the elements accompanying the steel, the traces of elements and the uncontrollable addition elements which arrive by chance from or with the steel ribbons in the melt which partly exert a considerable influence on the characteristics. Less the contents in total elements of the steel- vary from casting to casting, less is the amplitude of the dispersion of the characteristics of a type of steel, the minimum and maximum values of which are determined by the chemical constitution.
Pour satisfaire aux exigences techniques pour une sorte d'acier dans les différentes conditions d'usinage et d'utilisation, les teneurs sont réglementées par les règles de l'art en vigueur, par exemple, par les normes
T-IV (TGL 12 530/08) d'acier pour béton avec une limite minimale et maximale pour C, Si, Mn et avec seulement des limites maximales pour P, S, Cr, Cu, Mo et Ni.Ainsi, une norme T.IV ayant un diamètre nominal de 6 à 32 mm présente, à l'analyse de la fusion, la composition chimique suivante
C = 0,20 à 0,26 X
Si = 0,25 à 0,55 X
Mn = 0,80 à 1,10 X
P < 0,050
S 4 0,050
Cr ( 0,30
Cu 5 0,30
Mo 4 0,10 Ni % 0,30 X
D'après la définition de 1'EURONORM 20-74, cet acier pour béton est à rattacher au groupe des aciers non alliés.Les éléments C, Si et Mn constituent la base d'alliage pour sa valeur d'utilisation tandis que P et S en tant qu'éléments accompagnateurs d'acier préjudiciables et Cr, Cu, Mo et Ni, à cause de leur présence occasionnelle et incontrôlable, sont classés comme alliage indésirable qui justifie les limites maximales ci-dessus.To meet the technical requirements for a kind of steel under the different conditions of machining and use, the contents are regulated by the rules of the art in force, for example, by the standards
T-IV (TGL 12 530/08) of steel for concrete with a minimum and maximum limit for C, Si, Mn and with only maximum limits for P, S, Cr, Cu, Mo and Ni. Thus, a standard T.IV with a nominal diameter of 6 to 32 mm has the following chemical composition on fusion analysis
C = 0.20 to 0.26 X
Si = 0.25 to 0.55 X
Mn = 0.80 to 1.10 X
P <0.050
S 4 0.050
Cr (0.30
Cu 5 0.30
Mo 4 0.10 Ni% 0.30 X
According to the definition of EURONORM 20-74, this steel for concrete is to be attached to the group of non-alloy steels. The elements C, Si and Mn constitute the alloy base for its useful value while P and S as injurious steel accompanying elements and Cr, Cu, Mo and Ni, because of their occasional and uncontrollable presence, are classified as an undesirable alloy which justifies the above maximum limits.
En ce qui concerne Cr, Cu, Mo et Ni, il s'agit d'éléments dont il est difficle ou pratiquement impossible de diminuer la présence dans l'opération de fabrication métallurgique. Cette cirsconstance a pour effet que pour la fonte d'acier généralement à partir de riblons de recyclage, le niveau de Cr, Cu, Mo et Ni s' ac- croit continuellement au cours de l'année et on rencontre avec une fréquence acroissante des fontes qui, par la contamination supplémentaire de riblons, dépassent les limites maximales déjà à l'analyse initiale. I1 s'ensuit des inconvénients dans l'opération de fonte, pour laquelle on doit, d'après les résultats de l'analyse initiale, apporter éventuellement des changements dans le programme de production, la séquence de coulée de la coulée continue entraine des pertes et doit faire place à des sortes d'acier où les exigences regardant la teneur en alliage, sont moindres ou inexistantes, voire à des fontes qui devront être classées dans les déchets qui doivent être mises de coté. With regard to Cr, Cu, Mo and Ni, these are elements for which it is difficult or practically impossible to reduce the presence in the metallurgical manufacturing operation. This consistency has the effect that for cast iron generally from recycling ribbons, the level of Cr, Cu, Mo and Ni increases continuously during the year and we meet with increasing frequency of fonts which, due to additional contamination of the spikes, exceed the maximum limits already at the initial analysis. It follows drawbacks in the melting operation, for which it is necessary, according to the results of the initial analysis, to possibly make changes in the production program, the casting sequence of the continuous casting causes losses and must give way to types of steel where the requirements regarding the alloy content are lower or nonexistent, or even to cast irons which must be classified in the waste which must be set aside.
Pour éviter ces inconvénients dans les opérations de production, on a déjà proposé un procédé de fabrication d'aciers qui met en évidence les principes pour une transformation d'acier doux ayant des teneurs excessives en Cr, Cu, Mo et Ni en acier de haute qualité, ayant des caractéristiques régulières, dans lequel les traces d'éléments et les éléments addition survenant de façon incontrôlable au cours de la fonte sont utilisés conformément à leur valeur d'action d'alliage sur les caractéristiques de résistance et sur l'aptitude au soudage pour réduire l'apport technologique d'alliage en ferro-Si et en ferro-Mn ou en autres éléments, où l'on utilisera seulement la différence entre la teneur effective en Cr,
Cu, Mo et Ni et la quantité moyenne statistique des éléments trouvés dans les analyses initiales, en prenant en considération d'autres conditions marginales pour l'économie d'alliage.To avoid these drawbacks in production operations, a method of manufacturing steels has already been proposed which highlights the principles for transforming mild steel having excessive contents of Cr, Cu, Mo and Ni into high grade steel. quality, having regular characteristics, in which the trace elements and the addition elements occurring uncontrollably during the melting are used in accordance with their action value of alloy on the characteristics of resistance and on the ability to welding to reduce the technological contribution of alloys to ferro-Si and ferro-Mn or other elements, where only the difference between the effective Cr content will be used,
Cu, Mo and Ni and the statistical mean quantity of the elements found in the initial analyzes, taking into account other marginal conditions for the alloy economy.
On ne possède pas de données concrêtes concernant, pour une certaine sorte d'acier, la quantité et l'étendue des tolérance de la somme totale d'alliage de
Si, Mn, Cr, Cu, Mo et Ni, de même que l'amplitude admissible de variation de la teneur en chaque élément d'addition.There is no concrete data concerning, for a certain kind of steel, the quantity and the extent of the tolerances of the total sum of alloy of
Si, Mn, Cr, Cu, Mo and Ni, as well as the admissible amplitude of variation of the content in each addition element.
L'obJectif de l'invention consiste en la transformation de riblons d'acier contaminés par Cr, Cu,
Ho et Ni en acier pour béton durci thermiquement dans une marge de dimensions de 6-32 mm de diamètre nominal, ayant une limite d'élasticité minimale de 500 MPa et une aptitude universelle au soudage, afin d'éviter largement des changements du programme de fonte dûs à la contamination des riblons dans la fabrication de cet acier, de réduire les temps d'arrêt et de perturbations dans l'opération de fonte, et de ne pas interrompre la séquence de coulée pendant la coulée continue par le passage de sortes d'acier pour béton standardisées en sortes selon l'invention qui ont des teneurs élevées en Cr, Cu, Mo et Ni.The objective of the invention consists in the transformation of steel ribbons contaminated with Cr, Cu,
Ho and Ni of steel for thermally hardened concrete within a dimension range of 6-32 mm nominal diameter, having a minimum yield strength of 500 MPa and universal weldability, in order to largely avoid changes in the program of smelting due to contamination of the ribs in the manufacture of this steel, to reduce downtime and disturbances in the smelting operation, and not to interrupt the casting sequence during continuous casting by the passage of kinds of steel for concrete standardized in kinds according to the invention which have high contents of Cr, Cu, Mo and Ni.
L'invention s'est fixée pour tâche de fournir une nouvelle méthode d'alliage à combinaison d'alliage multivariable pour un acier pour béton laminé à chaud et durci thermiquement ayant une limite d'élasticité minimale garantie de 500 MPa dans une marge de dimensions de 6 à 32 mm de dimaètre nominal et une aptitude universelle au soudage, qui a été fabriqué jusqu'à présent avec, sur la base des éléments d'addition C, Si et Mn, des toléranceslimites pour le pourcentage de ces trois éléments et avec des limites maximales pour Cr, Cu, Mo et Ni, qui permette d'intégrer les contaminations d'alliage qui parviennent par hasard et de façon incontrôlable à partir des riblons d'acier dans la coulée liquide, en rapport avec leur effet sur les caractéristiques les plus importantes dans l'ensemble de l'alliage, sans diminution de la valeur d'usage. The invention set itself the task of providing a new alloying method with a multivariable alloy combination for a hot rolled and thermally hardened concrete steel having a guaranteed minimum yield strength of 500 MPa within a range of dimensions. from 6 to 32 mm nominal size and universal weldability, which has been manufactured so far with, based on the addition elements C, Si and Mn, limited tolerances for the percentage of these three elements and with maximum limits for Cr, Cu, Mo and Ni, which allows to integrate the alloy contaminations which happen by chance and in an uncontrollable way from the steel ribbons in the liquid casting, in relation to their effect on the characteristics the most important in the alloy as a whole, without reducing the use value.
Le résultat consistant à garantir une dispersion thermiquement justifiable des caractéristiques pour les sortes d'acier pour béton laminé à chaud durci thermiquement est obtenu selon l'invention par le fait que l'on considère comme base d'alliage les éléments C, Si, Mn,
Cr, Cu, Mo et Ni et que l'on détermine et limite l'influence de l'ensemble des alliages de Si, Mn, Cr, Cu, Mo et Ni sur la limite d'élasticité au moyen de l'Equivalent d'alliage
LÄ (LÄ = Mu + 0,7 % Si + % Cr + % Cu/+ 2 /% Mo/ + 0,4 /% Ni/) et que l'on tolère pour- les éléments d'addition séparés des valeurs maximales considérablement accrues par rapport aux règles de l'art pour Cr, Cu, Mo et Ni.The result of guaranteeing a thermally justifiable dispersion of the characteristics for the kinds of steel for thermally hardened hot-rolled concrete is obtained according to the invention by the fact that the elements C, Si, Mn are considered as the alloy base. ,
Cr, Cu, Mo and Ni and that one determines and limits the influence of the set of alloys of Si, Mn, Cr, Cu, Mo and Ni on the elastic limit by means of the Equivalent of alloy
LÄ (LÄ = Mu + 0.7% Si +% Cr +% Cu / + 2 /% Mo / + 0.4 /% Ni /) and which is tolerated for the addition elements separated from the maximum values considerably increased compared to the rules of the art for Cr, Cu, Mo and Ni.
Une autre caractéristique essentielle de l'invention consiste dans le fait que, en respectant les limites spécifiées pour l'équivalent d'alliage dans la revendication, les éléments séparés peuvent être contenus à l'intérieur de leurs limites en quantité et en combinaison quelconques sans avoir d'influence sur la valeur d'utilisation de l'acier. Another essential characteristic of the invention consists in the fact that, while respecting the limits specified for the alloy equivalent in the claim, the separate elements can be contained within their limits in any quantity and combination without any have an influence on the use value of the steel.
Pour un acier pour béton durci thermiquement ayant une limite d'élasticité minimale de 500 MPa, on doit respecter de préférence les limites suivantes pour l'alliage
1,25 < LX ( 1,85
Si = 0,17 à 0,50 %
Mn = 0,55 à 1,10 %
Cr = 0,0 à 0,50 %
Cu = 0,0 à 0,40 %
Mo = 0,0 à 0,20 %
Ni = 0,0 à 0,50 %
On obtient de ce fait avec grande sécurité de faibles dispersions de toutes les caractéristiques.Un acier pour béton durci thermiquement présente encore des dispersions de caractéristiques conformes aux règles de l'art lorsque les limites suivantes sont respectées
1,25 4 LX < 2,25
Si 4 0,50 X
Mn 4 1,55 X
Cr 4 0,60 X
Cu 5 0,60 X
Mo 6 0,25 X
Ni 4 0,80 %
Grâce à l'invention, la plupart des-dépréciations de la sorte dtacier pour béton suivant le programme échappent à des sortes d'aciers ayant des exigences réduites regardant les teneurs maximales en éléments d'additions des riblons d'acier ou à des sortes d'aciers ayant une valeur réduite d'utilisation et on réalise dans une certaine mesure des économies de ferro-Si et de ferro-Mn.For thermally hardened concrete steel with a minimum yield strength of 500 MPa, the following limits for the alloy should preferably be observed
1.25 <LX (1.85
If = 0.17 to 0.50%
Mn = 0.55 to 1.10%
Cr = 0.0 to 0.50%
Cu = 0.0 to 0.40%
Mo = 0.0 to 0.20%
Ni = 0.0 to 0.50%
As a result, small dispersions of all characteristics are obtained with great security. A thermally hardened steel for concrete still exhibits characteristic dispersions in accordance with good practice when the following limits are observed.
1.25 4 LX <2.25
If 4 0.50 X
Mn 4 1.55 X
Cr 4 0.60 X
Cu 5 0.60 X
MB 6 0.25 X
Ni 4 0.80%
Thanks to the invention, most of the depreciations of the kind of steel for concrete according to the program escape from kinds of steels having reduced requirements regarding the maximum contents in additive elements of steel steels or to kinds of 'steels with reduced use value and some savings are made of ferro-Si and ferro-Mn.
EXEMPLE D'EXECUTION
Conformément au modèle selon l'invention qui met à profit les possibilités de la limitation de l'influence de l'ensemble des alliages, on a d'étonnants variantes d'alliages pour acier thermiquement durci ayant des caractéristiques d'utilisation définies (tableau 1). Les exemples illustrent des possibilités de combinaisons des éléments
Cr, Cu, Mo et Ni et la combinaison selon l'invention de leurs influences au moyen de la réduction des teneurs en
Si et en Mn, dont la mise au point peut être réalisée sans difficultés en aciérie. Les valeurs LX indiquées pour l'équivalent l'alliage, qui comprend pratiquement l'influence des éléments sur la limite d'élasticité rapportée au Mn, montrent que le but de l'invention a été atteint.EXAMPLE OF EXECUTION
In accordance with the model according to the invention which takes advantage of the possibilities of limiting the influence of all the alloys, there are astonishing variants of alloys for thermally hardened steel having defined characteristics of use (Table 1 ). The examples illustrate possibilities of combinations of the elements
Cr, Cu, Mo and Ni and the combination according to the invention of their influences by means of the reduction in
If and in Mn, the development of which can be carried out without difficulty in steelworks. The LX values indicated for the alloy equivalent, which practically includes the influence of the elements on the elastic limit relative to Mn, show that the object of the invention has been achieved.
C
L'influence de l'alliage sur l'équivalent carbone Ä est maintenu également dans des imites étroites et à un niveau bas avec CÄ = 0,450 à 0;559. L'équivalent carbone maximum peut s'élever à CÄ = 0,60 suivant les normes TGL 12 530/08 en vigueur.
VS
The influence of the alloy on the carbon equivalent Ä is also maintained in narrow mimics and at a low level with CÄ = 0.450 to 0; 559. The maximum carbon equivalent can amount to CÄ = 0.60 according to the TGL 12 530/08 standards in force.
TABLEAU I
Exemples de composition chimique d'aciers pour béton durcis thermiquement conformes à
l'invention ayant des limites d'élasticité minimales de 500 MPa
N C Si Mn Cr Cu Mo Ni LÄ CÄ Remarques
/%/
1 0,24 0,32 0,82 0,50 0,15 0,00 0,08 1,53 0,493 Selon la revendication 1
2 0,24 0,35 0,87 0,15 0,40 0,00 0,08 1,54 0,451 Selon la revendication 1
3 0,24 0,27 0,70 0,15 0,15 0,20 0,08 1,54 0,453 Selon la revendication 1
4 0,24 0,33 0,84 0,15 0,15 0,00 0,50 1,53 0,450 Selon la revendication 1
5 0,24 0,28 0,69 0,50 0,40 0,00 0,08 1,55 0,491 Selon la revendication 1
6 0,24 0,26 0,65 0,50 0,15 0,20 0,08 1,72 0,514 Selon la revendication 1
7 0,24 0,28 0,69 0,50 0,15 0,00 0,50 1,55 0,496 Selon la revendication 1
8 0,24 0,26 0,69 0,50 0,40 0,20 0,08 1,89 0,534 Selon la revendication 2
9 0,24 0,26 0,65 0,50 0,40 0,00 0,50 1,66 0,509 Selon la revendication 1 10 0,24 0,26 0,65 0,50 0,40 0,20 0,50 2,06 0,559 Selon la revendication 2 TABLE I
Examples of chemical composition of thermally hardened concrete steels conforming to
the invention having minimum elastic limits of 500 MPa
NC Si Mn Cr Cu Mo Ni LÄ CÄ Remarks
/% /
1 0.24 0.32 0.82 0.50 0.15 0.00 0.08 1.53 0.493 As claimed in claim 1
2 0.24 0.35 0.87 0.15 0.40 0.00 0.08 1.54 0.451 As claimed in claim 1
3 0.24 0.27 0.70 0.15 0.15 0.20 0.08 1.54 0.453 According to claim 1
4 0.24 0.33 0.84 0.15 0.15 0.00 0.50 1.53 0.450 According to claim 1
5 0.24 0.28 0.69 0.50 0.40 0.00 0.08 1.55 0.491 As claimed in claim 1
6 0.24 0.26 0.65 0.50 0.15 0.20 0.08 1.72 0.514 According to claim 1
7 0.24 0.28 0.69 0.50 0.15 0.00 0.50 1.55 0.496 As claimed in claim 1
8 0.24 0.26 0.69 0.50 0.40 0.20 0.08 1.89 0.534 According to claim 2
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