Рекомендации по термоупрочнению арматуры на заводах



Термоупрочнение арматуры

Арматурный прокат, предназначенный дл строительной индустрии, может поставляться в горячекатаном, термически упрочненном или холоднодеформированном состоянии. При этом существенно различается сфера использования и уровень механических свойств таких изделий. Если Вам необходим горячекатаный или термоупрочненный прокат, прайс лист арматуры. характеристики и размерный сортамент приведены на сайте METAL БЮРО.

Концепция термоупрочнения

Главной задачей производителей арматурного проката является выбор варианта легирования и термообработки, которые бы позволили получить прочностные характеристик стали в 2-3 раза превышающие аналогичные параметры для горячекатаной продукции. При этом такую продукцию можно, в отличие от арматуры классов АІ-VІ использовать для изготовления предварительно напряженных конструкций из железобетона. К примеру, арматура 16 а3. произведенная из кремнемарганцовистой стали 35ГС, может быть заменена термоупрочненной арматурой из более дешевой нелегированный марки Ст5сп.

Обработка у потребителя

Значительная часть арматуры проходит обработку непосредственно на заводах по производству ЖБК. На установках электротермического упрочнения, в состав которых входят нагревательное, закалочное и отпускное устройство, осуществляют электроконтактный нагрев с последующими закалкой и отпуском, что позволяет существенно повысить прочность изделий. Таким образом может обрабатываться, например, арматура 16 цена которой оказывается ниже, чем у произведенной из более дорогих марок стали.

Обработка на металлургических заводах

Основной объем термоупрочненной стали получают упрочнением с прокатного нагрева, которое осуществляется на мелкосортных станах, где арматура охлаждается в специальных камерах водовоздушного охлаждения с температур прокатки до температур закалки с получением мартенсита (для малых сечений), бейнита или сорбита. Такой способ более дешев, производителен и подходит для изделий диаметром до 20 мм. Для более крупных сечений трудность технологии связана с низкой прокаливаемостью сердцевины.

Химический состав стали для термоупрочнения (Часть 1)

1. Состав стали, применяемой в строительстве и на транспорте

Сталь для армирования железобетонных конструкций

В настоящее время все более широкое развитие получает производство изделий, конструкций и сооружений из предварительно напряженного железобетона. Достаточно сказать, что за пять лет (с 1960 по 1965 г), объем конструкций, выполненных из предварительно напряженного железобетона, увеличился почти в четыре раза и составил 15 млн. м 3. В ближайшие годы эта цифра значительно увеличится и составит 30% к общему объему сборных железобетонных конструкций.

Для изготовления предварительно напряженных железобетонных конструкций получили широкое применение различные виды высокопрочных арматурных сталей. К ним следует отнести: высокопрочную проволочную арматуру диаметром от 2,5 до 5,0 мм, семипроволочные пряди диаметром 4,5—15 мм, двухпрядные арматурные канаты диаметром 9—30 мм, высокопрочную стержневую арматуру периодического профиля диаметром 10— 28 мм.

По методу изготовления напрягаемые стали для железобетонных конструкций могут быть разделены на четыре группы: 1) горячекатаные; 2) горячекатаные, упрочненные вытяжкой; 3) патентированные, холоднотянутые; 4) термически упрочненные.

По особенностям технологии в четвертую группу входят арматурные стали, упрочняемые по двум принципиально различным схемам:

1. Термическое упрочнение арматуры диаметром 10— 20 мм с повторного нагрева методом электросопротивления с последующим злектроотпуоком, осуществляемое на установках электротермического упрочнения (ЭТУ) на заводах железобетонных изделий.

2. Термическое и термомеханическое упрочнение арматурной стали диаметром 10—28 мм с прокатного нагрева с последующим самоотпуском, осуществляемое на установках, расположенных в потоке непрерывных прокатных станов на металлургических заводах.

Применяемые арматурные стали периодического профиля по уровню механических свойств в соответствии с требованиями ГОСТ 5781—61 и ГОСТ 10884—64 делят на восемь классов.

Арматурную сталь первых трех классов (A-I, A-II, A-III) используют для армирования ненапрягаемых железобетонных конструкций, а класса A-IV (Ат-IV) и выше — при изготовлении предварительно напряженного железобетона.

Ненапрягаемую арматуру периодического профиля класса A-I изготавливают из стали марки Ст.З (спокойная, полуспокойная, кипящая), класса A-II — из стали марок Ст.5 (спокойная, полуспокойная), 18Г2С (при диаметрах от 40 до 90 мм); класса A-III — из стали марок 35ГС и 25Г2С.

Напрягаемую горячекатаную арматуру класса A-IV, которая принадлежит к группе высокопрочных материалов, изготавливают из стали марок 80С и 20ХГ2Ц. Сталь марки 20ХГ2Ц свариваемая; в этом ее преимущество по сравнению со сталью марки 80С и другими сталями, позволяющими в горячекатаном состоянии получать свойства класса A-IV (например, 65ГС, Б45Г2С, 30ХГ2С). Недостатком ее является высокая стоимость.

Применяя упрочняющую термическую обработку, получают арматурную сталь класса Ат-IV и более высоких категорий прочности (классы Ат-V и At-VII). Как уже было отмечено, на металлургических заводах в условиях массового производства осуществляют термическое и термомеханическое упрочнение арматурной стали с прокатного нагрева на установках, расположенных в потоке непрерывных мелкосортных станов.

Термически упрочненную арматуру диаметром 10— 28 мм классов Ат-IV—Ат-VI изготавливают обычно из стали марок Ст.5 и 35ГС.

Институтом черной металлургии совместно с Криворожским металлургическим заводом разработана и внедрена в производство арматурная сталь 20 ГС следующего состава: 0,17—0,22%С; 1,0—1,5% Мп; 1,0—1,5% Si; до 0,04% S; до 0,04% Р.

За рубежом также наблюдается расширение производства конструкций, выполняемых из предварительно напряженного железобетона с использованием высокопрочных арматурных сталей. Приведены характеристики арматурных сталей, применяемых в настоящее время в ряде стран. Напрягаемые арматурные стали в ГДР по способу изготовления подразделяют на три категории: горячекатаные, патентированные холоднотянутые, улучшенные (термически упрочненные).

Горячекатаная арматурная сталь 60/90 по своим свойствам соответствует требованиям ГОСТ 5781—61 по классу A-IV и представляет собой рессорно-пружинную сталь типа 66 SiMn 5. Ее изготавливают в виде стержневой арматуры круглого профиля диаметром 8—26 мм (чаще всего диаметром 19 и 26 мм) и овала с поперечными ребрами сечением 50 мм 2. В качестве материала для напрягаемой арматуры рассматриваемая сталь в горячекатаном состоянии постепенно теряет свое значение.

Патентированную холоднотянутую сталь класса Ст. 130/150 с ст0 ,2 1270 Мн/м 2 (130 кГ/мм 2 ) и ов 1470 Мн/м 2 (150 кГ/мм 2 ) при б10 6% изготавливают в виде проволоки диаметром 2,5 и 5 мм. Исходным материалом служит сталь марки М75. Патентирование проволоки осуществляют следующим образом: катанку нагревают до температур 850—1100°С и быстро охлаждают в свинцовых или соляных ваннах до 400—450°С для получения сорбитной структуры; затем проводят холодное волочение через фильеры с обжатием 70—80%. В результате кратковременного отпуска при температурах 150—420°С можно дополнительно повысить предел упругости на 100—150%, предел текучести на 20—50%, предел прочности на 6—10% при незначительном снижении пластичности.

В отличие от патентированной холоднотянутой проволоки улучшаемые напрягаемые стали не подвергают холодной деформации. В ГДР в качестве улучшаемой используют сталь класса Сталь 140/160 (исходная марка 66 SiMn 5).

Улучшение проводят с отдельного нагрева в поточных линиях на металлургических заводах. Так, например, на установке, построенной на металлургическом заводе в Хенигсдорфе (ГДР) в каждой поточной линии одновременно через газовые печи пропускают по 20 проволок (стержней), которые нагревают до 850—870°С.

Термоупрочнение

Увеличить

Перечень работ по внедрению технологии:

  • подбор и размещение оборудования для термической обработки металла в существующих условиях;
  • внедрение технологии получения продукции, соответствующей всем существующим классам прочности ( Ат400-Ат1200 по СТО АСЧМ7-93; ГОСТ 10884-94 94 и международным стандартам ASTM А615, ENV 10080, DIN488, BS 4449, SFS 1215) и др.;
  • обучение, сопровождение и контроль за соблюдением технологий производства термомеханически упрочненного проката: арматуры и катанки (№6-№40).

Процесс термомеханического упрочнения арматуры осуществляется после прокатного стана в специальной установке (линии термоупрочнения). После резкого охлаждения водой прутка образуется верхний закалочный слой -мартенсит, при этом ядро сохраняет структуру - аустенит. Далее в течение короткого времени происходит саморегулирование температуры наружного слоя и центра ядра, что обусловлено градиентом температур между обеими частями. Таким образом, мартенситный слой подвергается саморегулированию

Окончательное формирование структуры прутка осуществляется на холодильнике.

Необходимый уровень механических свойств стали достигается:

  • корректировкой схемы сборки трассы термоупрочнения;
  • расходом и давлением воды в трассе термоупрочнения;
  • температурой самоотпуска металла;
  • скоростью прокатки на стане.

Преимущества данной технологии:

  • производство продукции, соответствующей всем существующим классам прочности: Ат400 - Ат1200 по СТО АСЧМ7-93; ГОСТ 10884-94 и
  • международным стандартам ASTM А615, ENV 10080, DIN488, BS 4449, SFS 1215 и др.;
  • сокращение затрат на дорогостоящие легирующие добавки в сталеплавильном производстве;
  • производство арматуры, сочетающей хорошую способность к сварке с прочностными и пластическими свойствами.

Источники: http://metalburo.ru/articles/metal003/, http://metallicheckiy-portal.ru/articles/chermet/termo_yprochn_prokata/ximicheskii_sostav_stali_dla_termouprochnenia/1?gsks=%20%E0%F0%EC%E0%F2%F3%F0%FB, http://oootmt.by/ru/directions/~show/tekhnologii/termouprochnenie



Комментариев пока нет!
Ваше имя *
Ваш Email *

Сумма цифр на картинке: код подтверждения