RU2640705C1 - Способ упрочнения и формирования винтового арматурного стержня - Google Patents
Способ упрочнения и формирования винтового арматурного стержня Download PDFInfo
- Publication number
- RU2640705C1 RU2640705C1 RU2016150287A RU2016150287A RU2640705C1 RU 2640705 C1 RU2640705 C1 RU 2640705C1 RU 2016150287 A RU2016150287 A RU 2016150287A RU 2016150287 A RU2016150287 A RU 2016150287A RU 2640705 C1 RU2640705 C1 RU 2640705C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reinforcing bar
- reinforcing
- twisting
- strength
- rolling
- Prior art date
Links
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 title claims abstract description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 23
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 title 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 6
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- 102220479482 Puromycin-sensitive aminopeptidase-like protein_C21D_mutation Human genes 0.000 description 4
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 3
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 3
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000737 Duralumin Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001294 Reinforcing steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Reinforcement Elements For Buildings (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области упрочнения и формирования винтового профиля, в частности арматурных стержней, используемых для изготовления железобетонных элементов. Способ включает скручивание арматурной заготовки вокруг своей продольной оси. Повышение прочности арматурных стержней обеспечивается за счет того, что последовательно и непрерывно осуществляют редукционную прокатку арматурной заготовки круглого или квадратного поперечного сечения при температуре ниже температуры рекристаллизации в квадратном калибре со степенью деформации 20-40%, и ее последующее скручивание с обеспечением формирования арматурного стержня с винтовым профилем на его поверхности, угол наклона которого составляет 35-60° к продольной оси стержня. 2 ил.
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для получения арматурных стержней из бухт проката круглого и квадратного профиля при производстве стальной арматуры. Традиционно стальную арматуру получают из круглого подката горячей прокаткой для образования арматурного профиля и последующей закалкой низколегированной стали для обеспечения требуемых механических и пластических свойств (Железобетонные конструкции. Общий курс / В.Н. Байков, Э.Е. Сигалов. - М.: Стройиздат, 1991, 767 с.). Недостатком таких способов является использование энергоемких процессов горячей деформации и термической обработки.
Современные способы совмещают процессы формирования подката, его горячую пластическую деформацию для образования арматурного профиля и термического упрочнения (закалки).
Известен, например, способ термомеханической обработки проката (патент RU 2340684, C21D 8/08, C21D 1/02, опубл. 10.12.2008), относящийся к черной металлургии, в частности к изготовлению термоупрочненной стержневой арматурной стали в крупных профилях с использованием тепла прокатного нагрева из непрерывно-литой низколегированной стали при термическом упрочнении проката в потоке среднесортных станов. Однако способ требует создания специализированной поточной линии с наукоемкой системой согласования скоростей обработки и предусматривает энергоемкую операцию пластического формирования арматурного профиля. К тому же обеспечить тепловые условия обработки непрерывно-литой заготовки удается только для крупных профилей.
Также известен способ прокатки арматуры периодического винтового профиля из легированной стали 25Г2С, 30ХГ2С, 35ГС для железобетонных конструкций (Патент RU 2467075 МПК C21D 8/08, опубл. 05.10.2009 г.), включающий горячую прокатку арматуры из трубчатой заготовки и накатку гребней на ее поверхности в виде рифов, при этом гребни накатывают в горячем состоянии поперечной накаткой по правой или левой однозаходной или многозаходной винтовой спирали. Способ включает горячую прокатку и накатку винтовой спирали, которые являются весьма энергоемкими операциями и заметно повышают себестоимость продукции.
Наиболее близким к заявляемому способу является способ упрочнения арматурного стержня из материала, обладающего площадкой текучести (Патент RU 2457259 МПК C21D 8/08, опубл. 27.07.2012)., включающий скручивание арматурного стержня вокруг своей продольной оси с превышением предела текучести на растяжение материала наружных волокон арматурного стержня до достижения уровня предела прочности, при этом при скручивании один конец арматурного стержня закреплен, а скручивание арматурного стержня производят с другого конца до образования нераскручивающейся винтовой формы по всей длине стержня.
Недостатком данного способа является то, что процесс получения арматуры разделен на отдельные операции, такие как: резка заготовки арматурного стержня; закрепление одного конца заготовки арматурного стержня; скручивание заготовки арматурного стержня; раскрепление конца арматурного стержня. Такая последовательность операций процесса получения арматурных стержней требует больших затрат времени и, соответственно, представляется малопроизводительным процессом. Кроме того, данный способ не обеспечивает необходимых эксплуатационных и прочностных характеристик.
Задачей изобретения является формирование регламентированного винтового арматурного профиля с повышенными прочностными и эксплуатационными характеристиками.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности упрочнения за счет интенсивной пластической деформации и формирования арматурного профиля.
Указанный технический результат достигается способом упрочнения арматурного стержня из материала, обладающего площадкой текучести, включающим скручивание арматурного стержня вокруг своей продольной оси с превышением предела текучести на растяжение материала наружных волокон арматурного стержня, в котором в отличии от прототипа, исходный арматурный стержень круглого или квадратного поперечного сечения последовательно подвергают при температуре ниже температуры рекристаллизации редукционной прокатке в квадратном калибре со степенью деформации 20-40% и скручиванию в условиях непрерывного процесса с превышением предела текучести внутренних волокон арматурного стержня, до формирования на поверхности арматурного стержня винтового профиля с углом к продольной оси 35-60 градусов.
Заявляемый способ упрочнения арматурного стержня и формирования винтового арматурного профиля может быть использован для получения арматурных стержней из металлических материалов, обладающих площадкой текучести (например, сталь, дюраль, медь), круглого или квадратного поперечного сечения.
Повышение прочностных характеристик материала достигается в соответствии с действием закона Холла-Петча, показывающего, что повышение прочности поликристаллических металлов находится в прямой зависимости от величины структурных фрагментов, причем, чем мельче структурные фрагменты, тем выше показатель прочности [Е.О. Hall. Proc. Roy. Soc. В 64, 474 (1951), N.J. Petch. J. Iron Steel Inst. 174, 25 (1953)]. После холодной деформационной обработки прокаткой и скручиванием в поперечном сечении арматурных стержней формируется гетерогенный тип структуры. Это связано с тем, что при свободном кручении в центре заготовок деформация минимальная, а на периферии максимальная, соответственно, более крупные структурные фрагменты наблюдаются в области центральных волокон, а наиболее мелкие, вплоть до субмикронных, в области наружных волокон. При проведении редукционной прокатки и последующего скручивания стержня происходит пластическая деформация как внешних, так и внутренних волокон стержня, которая сопровождается измельчением исходной структуры, что обеспечивает повышение прочности арматурных стержней в целом за счет эффекта интенсивного деформационного упрочнения металлических материалов при температуре ниже температуры рекристаллизации. Следует также отметить, что наиболее высокая прочность за счет формирования более мелкой структуры наблюдается в поверхностных слоях стержней, что, как правило, обеспечивает стержням высокие показатели сопротивления изгибу и износу [Горячева И.Г. Механика фрикционного взаимодействия. Монография - М.: Наука, 2001.- 478 с.].
При скручивании изменяется также вид стержня - формируется винтовой профиль стержня. Известно, что деформация сдвигом, которая реализуется при формировании винтового профиля (скручивания) является менее энергоемкой по сравнению с растяжением или сжатием [Процессы пластического структурообразования / В.М. Сегал, В.И. Резников, В.И. Копылов и др. - Минск: Наука и техника, 1994. - 232 с.]. Для получения высоких эксплуатационных свойств угол скручивания должен соответствовать требованиям нормативных документов на арматурные стержни [ГОСТ Р-52544-2006: «Прокат арматурный свариваемый периодического профиля классов А500С и В500С для армирования железобетонных конструкций. Технические условия»].
Изобретение позволяет обеспечить повышенные прочностные характеристики, снизить энергетические и временные затраты при формировании арматурных стержней за счет использования в непрерывном процессе обработки последовательно двух видов ИПД: редукционной прокатке и сдвиговой деформации скручиванием, которую обеспечивают в едином процессе.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена принципиальная схема реализации способа, где показаны прокатный стан 1, направляющая 2 и скручивающий механизм 3. На фиг. 2 показан арматурный стержень диаметром 10 мм и длиной 200 мм с винтовым профилем, полученный из прутка круглого сечения стали марки 10 редукционной прокаткой на одноклетьевом стане со степенью деформации 22% и последующим скручиванием на угол 50 градусов. Предел текучести полученного образца арматурного стержня составил 535 МПа. Полученные характеристики образца соответствуют арматуре марки А(В)500С ГОСТ Р-52544-2006.
Таким образом, предложенное изобретение позволяет повысить прочностные и эксплуатационные характеристики арматурного стержня за счет сочетания в непрерывном процессе обработки двух видов ИПД: редукционной прокатки и сдвиговой деформации скручиванием.
Claims (1)
- Способ изготовления арматурного стержня из металлического материала, обладающего площадкой текучести, включающий скручивание арматурной заготовки вокруг своей продольной оси, отличающийся тем, что последовательно и непрерывно осуществляют редукционную прокатку арматурной заготовки круглого или квадратного поперечного сечения при температуре ниже температуры рекристаллизации в квадратном калибре со степенью деформации 20-40%, и ее последующее скручивание с обеспечением формирования арматурного стержня с винтовым профилем на его поверхности, угол наклона которого составляет 35-60° к продольной оси стержня.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016150287A RU2640705C1 (ru) | 2016-12-20 | 2016-12-20 | Способ упрочнения и формирования винтового арматурного стержня |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016150287A RU2640705C1 (ru) | 2016-12-20 | 2016-12-20 | Способ упрочнения и формирования винтового арматурного стержня |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2640705C1 true RU2640705C1 (ru) | 2018-01-11 |
Family
ID=68235361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016150287A RU2640705C1 (ru) | 2016-12-20 | 2016-12-20 | Способ упрочнения и формирования винтового арматурного стержня |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2640705C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU798264A1 (ru) * | 1979-03-05 | 1981-01-23 | Полтавский Инженерно-Строительныйинститут | Способ предварительного напр жени лЕНТОчНОй АРМАТуРы |
| JPH07300945A (ja) * | 1994-05-02 | 1995-11-14 | High Frequency Heattreat Co Ltd | 高付着・高強度異形棒鋼、及びその製造方法 |
| RU2074084C1 (ru) * | 1992-11-26 | 1997-02-27 | Виталий Герасимович Овечко | Линия для заготовки и упрочнения арматурных стержней |
| RU2457259C1 (ru) * | 2011-01-11 | 2012-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ИрГТУ") | Способ упрочнения арматурного стержня из материала, обладающего площадкой текучести |
-
2016
- 2016-12-20 RU RU2016150287A patent/RU2640705C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU798264A1 (ru) * | 1979-03-05 | 1981-01-23 | Полтавский Инженерно-Строительныйинститут | Способ предварительного напр жени лЕНТОчНОй АРМАТуРы |
| RU2074084C1 (ru) * | 1992-11-26 | 1997-02-27 | Виталий Герасимович Овечко | Линия для заготовки и упрочнения арматурных стержней |
| JPH07300945A (ja) * | 1994-05-02 | 1995-11-14 | High Frequency Heattreat Co Ltd | 高付着・高強度異形棒鋼、及びその製造方法 |
| RU2457259C1 (ru) * | 2011-01-11 | 2012-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ИрГТУ") | Способ упрочнения арматурного стержня из материала, обладающего площадкой текучести |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE102013219310A1 (de) | Verfahren zum Warmschmieden eines nahtlosen Hohlkörpers aus schwer umformbarem Werkstoff, insbesondere aus Stahl | |
| RU2175685C1 (ru) | Способ получения ультрамелкозернистых титановых заготовок | |
| Lezhnev et al. | Development and computer simulation of a new technology for forming and strengthening screw fittings | |
| CN107208233B (zh) | 高拉伸钢丝 | |
| JP2022046474A (ja) | 鋼製品および該製品の製造方法 | |
| RU2640705C1 (ru) | Способ упрочнения и формирования винтового арматурного стержня | |
| RU2461436C1 (ru) | Способ изготовления тонкостенных корпусов переменного сечения | |
| RU2237109C1 (ru) | Способ получения ультрамелкозернистых титановых заготовок | |
| RU2110600C1 (ru) | Способ получения изделий из циркониевых сплавов | |
| Tofil | Research of new splitting process of pipe billets from 2618A aluminium alloy basing on cross-wedge rolling | |
| Rocha et al. | Changes in the axial residual stresses in AISI 1045 steel bars resulting from a combined drawing process chain | |
| Nayzabekov et al. | Microstructure and mechanical properties of austenitic stainless steel AISI-321 after radial shear rolling | |
| RU2251588C2 (ru) | Способ получения ультрамелкозернистых титановых заготовок | |
| RU2709554C1 (ru) | Способ упрочнения пластической деформацией проволоки | |
| RU2349401C1 (ru) | Способ получения высокопрочных труб | |
| RU2717765C1 (ru) | Способ винтовой прокатки сплавов системы титан-цирконий-ниобий | |
| RU2412770C1 (ru) | Способ изготовления трубной заготовки с однородной структурой | |
| JP2829517B2 (ja) | 高強度螺旋鉄筋の製造方法 | |
| Volokitina et al. | METHODS FOR IMPROVING THE QUALITY OF FORGINGS AND BLANKS OBTAINED BY FORGING THROUGH INTENSIFYING SHEAR OR ALTERNATING STRAIN IN THE BULK OF DEFORMABLE METAL. | |
| RU2502573C1 (ru) | Способ изготовления высокопрочной проволочной арматуры периодического профиля | |
| Korchunov et al. | FEM study of internal stresses evolution in prestressing strands | |
| RU2743269C1 (ru) | Способ производства круглой калиброванной стали с ультрамелкозернистой структурой | |
| Lezhnev et al. | Development and research of a new technology for the production of hardened screw fittings with a gradient ultrafine structure | |
| RU2390395C1 (ru) | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРУТКОВ С МЕЛКОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ГЛОБУЛЯРНОЙ СТРУКТУРОЙ В α И α+β-ТИТАНОВЫХ СПЛАВАХ | |
| Kharitonov et al. | Forming a Structure and Properties of High-Carbon Wire by Radial Displacement |