Вся электронная библиотека >>>

  арматурная сталь >>>

 

 

Высокопрочная арматурная сталь


Раздел: Учебники



 

1.Горячекатаная арматурная сталь класса А—IV

  

 

Производство и применение горячекатаной арматурной стали класса А—IV с условным пределом текучести ас,2>600 МПа и временным сопротивлением ав>900 МГ1а было начато в 1956 году. Первой сталью этого класса была 30ХГ2С, химический состав которой приведен в табл. 69.

Многолетнее промышленное, производство и применение стали .30ХГ2С, широкие исследования ее физико-механических свойств и свариваемости показали, как уже упоминалось, значительную неоднородность, низкую пластичность и ограниченную, а в ряде случаев неудовлетворительную свариваемость этой стали в горячекатаном состоянии.

Это объясняется тем, что в зависимости от условий охлаждения и колебания химического состава 30ХГ2С. имела структуры, относящиеся к различным температурным областям распада аустенита. Основная масса стали имела структуру бенннта,ряду с которой достаточно часто встречались структуры: перлит+ + феррит и мартенсит. Сталь этой марки требует обязательной улучшающей термообработки после горячей прокатки.

Дальнейшие исследования были направлены на создание и внедрение горячекатаной арматурной стали класса А—IV двух видов:

экономичной стали с повышенным содержанием углерода и уменьшенным расходом легирующих элементов (марок 80С и 65ГС); свариваемой, с более низким по сравнению со сталью марки 30ХГ2С содержанием углерода и повышенным содержанием марганца или кремния и хрома, а также дополнительно легированной титаном, цирконием или другими элементами (см. табл. 69).

Возможность применения несвариваемой напрягаемой стержневой арматуры с повышенным содержанием углерода связана с высокой степенью унификации размеров сборных предварительно напряженных железобетонных изделий, где при пролетах до 12 м стержни мерной длины могут применяться без сварки.

Основной арматурной сталью этого типа является сталь марки 80С, разработанная в 1963 г. Макеевским металлургическим комбинатом. Центральным научно-исследовательским институтом черной металлургии (ЦНИИЧМ) и Науч- но-исследовательским институтом бетона и железобетона (НИИЖБ).

 


 

Испытания образцов арматуры диаметром 12, 14, 16, 25 и 32 мм 42 партий—плавок на растяжение и изгиб в холодном состоянии показали, что в состоянии поставки механические свойства арматурной стали марки 80С диаметром 12—16 мм полностью соответствуют требованиям ГОСТ 5781—82 к горячекатаной стали класса А—IV.

Установлена высокая однородность свойств этой стали, характеризуемая коэффициентами вариации величин ав, ffo.2 и б5 соответственно равными 4,7; 7,44 и 19,4%. Временное сопротивление стали марки 80С, как правило, больше 1000 МПа, отношения а0,г/ав и OoWtfo,» в среднем составляют соответственно 0,605 и 0,84 и изменяются в пределах: 0,59—0,64 и 0,75—0,9. Параметр упругости г) в среднем составляет 0,74 (см. табл. 1). Наименьшие опытные значения 65=6% и 5р = 3%.

Внутриплавочная изменчивость механических свойств, выявленная в результате испытаний в НИИЖБе 59 образцов арматуры диаметром 14 мм определяется размахом по ав, сг0,2, сго.ог, 65 и бр соответственно равным 45, 40; 100 МПа, 6 и 4%. Изменчивость значений <ь и а0,2 по длине 6-м прутка не превышает 10 МПа, т. е. сопоставима с погрешностью при определении этих характеристик. Изменчивость значений 6s составляет 2%.

Начальный модуль упругости Епвч в среднем составляет 2,06-10б МПа. В опытах НИИЖБ он изменялся в пределах от 1,96 до 2,16-105, что выше, чем у других сталей этого класса.

Угол изгиба вокруг оправки диамет- 6а,МПа ром 5d для арматуры диаметром 12 и 14 мм составил 140—180°, а для образцов диаметром 16, 25 и 32 мм —38—180° и значительно изменялся по длине прутка.

Ударная вязкость стали 80С низкая: при 20 °С — от 0,13 до 0,26 МДж/м2, а при -30°С —от 0,06 до 0,8 МДж/м2. Опыты Н. М. Мулина и В. 3. Мешкова показали чувствительность этой стали к концентраторам напряжений в виде надрезов глубиной 0,05d и ожогов на продольных ребрах от электрической дуги. Понижение температуры испытаний на растяжение от + 20 до — 40 °С сопровождается уменьшением 6Р почти в 10 раз и заметным снижением On. Поэтому арматурную сталь марки 80С не рекомендуется применять в конструкциях, эксплуатируемых на открытом воздухе и в неотапливаемых помещениях при температуре ниже — 30 °С.

Статистическая обработка результатов испытаний 2643 образцов арматурной стали диаметром 10—14 мм 522 плавок Ма-  кеевского и Магнитогорского металлургических комбинатов подтвердили результаты испытаний НИИЖБ и показали, что при средних в зависимости от диаметра прокатываемой стали значениях ов от 1130 до 1060 МПа и сто,2 от 720 до 610 МПа коэффициенты вариации ов и о0,2 составили соответственно 3,58—5,12 и 5,25—10%. С увеличением диаметра прокатываемой арматуры наблюдается общее монотонное снижение ов, о0,2 и б5. Влияние масштабного фактора на механические свойства стали 80С показано на  91.

Основной объем производства и применения стали марки 80С составляет арматура диаметром 12 и 14 мм. Средние значения механических свойств этой, стали, полученные по данным 3242 испытаний, приведены в табл. 1.

Диаграмма условно-мгновенной пластической деформации стали 80С в состоянии поставки определенная как средняя по результатам испытаний 72 образцов диаметром 12—16 мм, взятых от 12 партий—плавок различного химического состава, в соответствии с методикой, рассмотренной в гл. I, оценивается в пределах еаи до 0,005 по формуле

Арматурная сталь 80С является стойкой против коррозионного растрескивания, поэтому- она рекомендуется для применения в качестве напрягаемой арматуры железобетонных конструкций, эксплуатируемых в агрессивных средах. При этом из-за плохой свариваемости, недостаточной прочности и пластичности при низких отрицательных температурах область применения этой стали ограничивается арматурой диаметром 10—18 мм мерных длин для предварительно напряженных конструкций пролетом до 12 м

Исследования влияния химического состава на свариваемость арматурной стали класса А—IV, проведенные ЦНИИЧМ показали, что удовлетворительной свариваемостью в сочетании с требуемой прочностью обладают хромо - марганцовистые стали с содержанием углерода 0,2—0,28%. Поэтому созданные (взамен стали 30ХГ2С) виды свариваемой стержневой арматуры имеют уменьшенное содержание углерода, которое компенсируется большим расходом

Исследования влияния масштабного фактора на механические свойства стали 20ХГ2Ц, проведенные НИИЖЬ совместно с ЧерМК и Ц11ИИЧМ, на стержнях диаметром 12—32 мм показали, что оно имеет сложный характер, обусловленный комплексом технологических факторов: степенью обжатия заготовки, температурой конца прокатки, скоростью прокатки и охлаждения стали, которые наряду с химическим составом определяют конечные свойства арматурной стали.

Снижение характеристик прочности Ов и в среднем составляет 5 МПа при увеличении номинального диаметра на 1 мм при соответствующем увеличении бр на 0,2% (абс.).

Изменение механических свойств стали в зависимости от диаметра прокатываемой арматуры наиболее заметно по результатам испытаний горячекатаной стали на верхнем пределе химического состава и нивелируется после вылеживания или низкотемпературного отпуска. Вылеживание сталей 20ХГ2Ц, 20ХГ2Т и 20ХГСТ так же и для рассмотренных ранее сталей марок 30ХГ2СТ и 80С способствует повышению ее пластичности, которая достигает браковочных значений на 6—10 день, а более высоких значений (65=9—18%) через 20—30 дней вылеживания.

Выявлено , что это связано с диффузией водорода, зависимость которой от времени показана на  92. Средняя внутриплавочная изменчивость механических свойств определяется коэффициентами вариации о„, Оо.г, <То,ог, б5 и бр соответственно равными 3, 4, 5, 10 и 22%, что несколько ниже, чем у стали 30ХГ2С, но превышает аналогичные показатели стали 80С.

Характерным для стали марок 20ХГ2Ц, 20ХГСТ, 20ХГ2Т и 20ХГ2Ф являются низкие средние отношения о0,2/^0.2 и Оо.г/сТв, равные соответственно 0,63 и 0,67. Данные НИИЖБ о средних значениях и показателях изменчивости механических свойств этих сталей, полученные по результатам испытаний 282 образцов арматуры диаметром 10—32 мм 47 плавок

Исследования сопоставимости расчета деформаций по формуле и опытных данных испытаний 72 образцов арматурной стали диаметром 12—32 мм 12 партий—плавок различного химического состава показали, что в указанном выше интервале напряжений предельные отклонения расчета от опыта в 90% случаев не превышают ±12%. Относительные удлинения 65 и бр в состоянии поставки в среднем составили 13,5 и 5,94% при среднеквадратических отклонениях соответственно 2,4 и 2,04%. Начальный модуль упругости Еаач изменялся в пределах 1,6—2,5-105 МПа и в среднем равен 1,85-105 МПа.

Значительное влияние на механические свойства стали марок 20ХГ2Ц и 20ХГ2Т оказывает низкотемпературный отпуск при температуре 250—300 °С, который повышает характеристики пластичности, угол изгиба в холодном состоянии и сопротивления стали малым пластическим деформациям Оо.ог, tfo.os, ^0.2 и др. В результате соотношения Оо.ог/сго.г и (То.г/сГа увеличиваются до 0,73—0,78, а диаграмма условно-мгновенных пластических деформаций определяется параметром упругости ri = 0,5.

Арматурная сталь класса А—IV этих марок значительно лучше, чем 30ХГ2С,. спаривается контактной стыковой и дуговой сваркой протяженными швами,, обладает хорошей ударной вязкостью при температурах до минус 40 °С, сохраняет высокие пластические свойства в условиях низких отрицательных температур и динамических нагрузок. Поэтому она рекомендуется для применения в предварительно напряженных железобетонных конструкциях без orpaHV' чения длины их пролета и условий эксплуатации.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ:  Высокопрочная арматурная сталь

 

Смотрите также:

    

Классификация и сортамент арматурной стали. Горячекатаная...

Горячекатаная арматурная сталь классов A-I и А-Н предназначена для употребления в качестве ненапрягаемой арматуры в обычных железобетонных конструкциях.

 

АРМАТУРНЫЕ СТАЛИ. Горячекатаная стержневая арматура

Горячекатаную стержневую арматуру поставляют по ГОСТ 5781, термомеханически упрочненную стержневую
Стрежни арматурной стали имеют периодический профиль.

 

ГОРЯЧЕКАТАНАЯ ЛИСТОВАЯ СТАЛЬ. Отделка горячекатаной листовой...

Часть горячекатаной листовой стали подвергают травлению в нагретом растворе серной или соляной кислот.
Классификация и сортамент арматурной стали. Горячекатаная ...

 

Арматура. Назначение и виды арматуры

Горячекатаная арматурная сталь с площадкой текучести на диаграмме (мягкая «таль) обладает значительным удлинением после разрыза-до 25% ( 1.18,а)...

 

...Заводы металлоизделий. Арматурную сталь делят на горячекатаную...

§ 2. Арматурная сталь и полуфабрикаты. Арматурную сталь делят на горячекатаную стержневую и холоднотянутую проволочную.

 

Сталь горячекатаная периодического профиля для армирования...

Арматурную сталь, применяемую для армирования железобетонных конструкций, ... Горячекатаная арматурная сталь гладкого профиля имеет класс.

 

...и установка арматуры - круглая арматурная сталь, горячекатаная сталь...

Для изготовления арматуры железобетонных конструкций применяется круглая арматурная сталь, горячекатаная сталь периодического профиля и холодносплющенная сталь...

 

Арматурные стали классов A-I и A-II, а также горячекатаная полосовая...

...и соединительных накладок— горячекатаная полосовая угловая и фасонная сталь марки Ст. 3. Арматурные стали классов A-I и A-II, а также горячекатаная полосовая, угловая и фасонная...

 

Прокат арматур и изделий из стали. Стержневая арматурная сталь

Стержневая арматурная сталь представляет собой горячекатаные стержни диаметром 6...80 мм.
Классификация и сортамент арматурной стали. Горячекатаная ...

 

...напрягаемых арматурных элементов. Поверхность арматурных сталей....

Стержневую горячекатаную арматурную сталь классов A-IV и A-V можно стыковать сваркой. Соединять сваркой стержни термически упрочненной арматуры классов Ат-IV и...