Вся электронная библиотека >>>

  арматурная сталь >>>

 

 

Высокопрочная арматурная сталь


Раздел: Учебники



 

2.      Свариваемая высокопрочная стержневая арматура классов А—V и А—VI

  

 

Дальнейшее повышение прочности свариваемой стержневой арматурной стали было достигнуто совершенствованием химического- состава низколегированной горячекатаной стали марок 20ХГ2Ц и 20ХГ2Т путем увеличения содержания хрома и микролегирова- нием алюминием. В сочетании с низкотемпературным отпуском после прокатки и рядом других технологических мероприятий это позволило Череповецкому металлургическому комбинату (ЧерМКК ЦНИИЧМ и НИИЖБу разработать и внедрить свариваемую стержневую арматурную сталь класса А—V марки 23Х2Г2Т с химическим составом, приведенным в табл. 69.

Технология производства этой стали была окончательно отработана после пуска на ЧерМК печи для низкотемпературного- отпуска. Сталь выплавляют в мартеновских печах емкостью 300 и 600 т с использованием жидкого чугуна в количестве 55—60% массы металлический шихты. Раскисление проводят в два этапа: предварительно в печи силикомарганцем или ферромарганцем и окончательно в ковше, куда вводят алюминий, ферротитан и 45%-ный ферросилиций. Разливку стали на слитки массой 8,35 и 8,1 т осуществляют сверху из двухстворчатых 300-т сталеразли- вочных ковшей через стакан диаметром 60 мм. После охлаждения на холодильнике до 500—600 °С заготовки укладываются в ямы замедленного охлаждения, где их выдерживают 45—65 ч, а затем прокатывают в арматуру периодического профиля диаметром 12—22 м.

После прокатки (не позднее чем через 48 ч) стержни арматуры подвергают низкотемпературному отпуску при 250 °С в течение 8 ч. Осваивается также промышленное производство стержней диаметром 25—40 мм этого класса прочности.

В настоящее время эта арматурная сталь является самой эффективной массовой свариваемой арматурой. Ее применение взамен стали классов А—Шв и А—IV в предварительно напряженных железобетонных конструкциях пролетом 12—26 м, таких как стойки опор ЛЭП, балки, фермы и т. п. обеспечивает экономию 25—40% стали и 34—65 руб. на 1 т арматуры класса А—V.

 


 

В работах приводятся данные исследований, выполненных в период освоения производства стали класса А—V марки 23Х2Г2Т. Вероятностная оценка характеристик механических свойств 27 плавок—партий арматуры диаметром 10—22 мм, испытанных на растяжение и изгиб в холодном состоянии показала, что при средних значениях о0,2, <тв и 65 соответственно 900 МПа, 1185 МПа и 14,01% изменчивость этих величин характеризуется коэффициентами вариации 8,95; 6,33 и 15%. Значительная изменчивость условного предела текучести ао,2 объясняется тем, что часть партий стали 23Х2Г2Т, отвечавшей в горячекатаном состоянии требованиям класса А—V, поставляли без отпуска.

Испытания на изгиб в холодном состоянии до 140— 180° вокруг оправки диаметром 5d арматурные образцы класса А—V выдерживают без разрушения или трещин. Начальный модуль упругости в среднем составляет около 1,9-103 МПа и изменчивость его уменьшается после отпуска и вылеживания стали. В пределах партии изменчивость механических свойств стали класса А—V в горячекатаном состоянии находится в тех же диапазонах, что и у стали класса А—IV марок 20ХГ2Ц и 20ХГ2Т и уменьшается после отпуска.

Низкотемпературный отпуск также значительно повышает относительное удлинение после разрыва 65, условные пределы упругости и текучести (сто,02, ао,о5, tfo,2 и т- п-) в результате чего улучшаются практически все эксплуатационные свойства стали и в том числе диаграмма растяжения.

Среднее отношение 00,2/0» в горячекатаном состоянии по данным исследований составляет 0,682, а после отпуска — 0,773.

Влияние масштабного фактора в значительной степени нивелируется регулированием оптимального для каждого диаметра химического состава стали и последующим отпуском. Однако общая тенденция к снижению механических свойств стали с увеличением диаметра имеет место и корреспондируется с аналогичными данными по стали 20ХГ2Ц класса А—IV. Изменчивость механических свойств арматурной стали класса А—V марки 23Х2Г2Т

Опыты показали, что механические свойства стали класса А—V могут быть обеспечены и у арматуры диаметром 32—40 мм  Анализ результатов контрольно-сдаточных испытаний стали класса А—V диаметром 12—18 мм на ЧерМК и ЧМЗ, а также предприятиях стройиндустрии показал, что механические свойства стали соответствуют приведенным выше. Вместе с тем при испытаниях у потребителя заметно повышение относительного удлинения 65, которое, как правило, не ниже 10—15%.

Среднестатистическая диаграмма условно-мгновенных пластических деформаций стали класса А—V марки 23Х2Г2Т диаметром 12—22 мм при Ban ДО 0,005 в состоянии поставки характеризуется пара м етром упругости

Исследования показали, что рассматриваемая арматурная сталь как при нормальной, так и при отрицательных температурах до минус 70 °С обладает более низкой чувствительностью к концентраторам напряжений, вызванным механическими повреждениями или сварочными ожогами, чем арматура класса А—IV.

Технологию и режимы контактной стыковой и дуговой сварки с накладками изучали в лаборатории сварки ЦНИИСКа им. Кучеренко, во Всесоюзном научно-исследовательском институте железобетона (ВНИИжелезобетона), а также в НИИЖБе и на ряде заводов ЖБК

Выявлено, что тепловая и эксплуатационная свариваемость стали 23Х2Г2Т оценивается в тех же уровнях, что и у стали 20ХГ2Ц класса А—IV, а металлургическая свариваемость даже выше.

Производственная проверка показала, что при указанных выше видах стыковой сварки разупрочнение сварных соединений не превышало 7% и во всех случаях прочность сварных соединений была не ниже 1000 МПа.

Полученные данные позволили рекомендовать в СНиП П—21—75 применение стали класса А—V марки 23Х2Г2Т в качестве свариваемой напрягаемой арматуры железобетонных изделий пролетом 12 м и более при расчетных температурах до минус 55 °С, а без сварки в виде целых стержней мерной длины — без ограничения температуры и вида нагрузок.

В настоящее время сталь класса А—V широко применяется в виде сварной напрягаемой арматуры преднапряженных железобетонных стоск опор ЛЭП, балок и др. конструкций пролетом до 26 м.

Для решения вопроса о выборе химического состава и технологии производства свариваемой арматурной стали класса А—VI

ЦНИИЧМ, ЧерМК и НИИЖБ совместно с Институтом черной металлургии (ИЧМ) были рассмотрены три возможных решения:селектирование стали 23Х2Г2Т по химическому составу с последующим за горячей прокаткой низкотемпературным отпуском при температуре Г=250—300 °С;использование механизма нитридно-карбидиого упрочнения путем введения в металл азота и низкотемпературного отпуска стали после прокатки;

охлаждение стали в потоке проката для получения оптимальных скоростей охлаждения в интервале температур 750—500 °С с последующим самоотпуском или отпуском со специального нагрева при тех же температурах, что и в первом случае.

Практическая возможность получения механических свойств арматуры класса А—VI путем селектирования химического состава стали 23Х2Г2Т показана в исследованиях и подтверждена практикой производства этой стали на ЧерМК.

Установлено, что при содержании в стали 23Х2Г2Т марганца и хрома до 3% распад аустенита при охлаждении арматуры диаметром 10—16 мм на холодильнике происходит с образованием промежуточной структуры. Дополнительное увеличение содержания марганца и хрома приводит к тому, что вследствие дальнейшего повышения устойчивости аустенита, а также структурного превращения его в бейнит происходит не полностью, в отдельных участках прутка (продольные и поперечные ребра) может наблюдаться образование мартенситной структуры, что ведет к охрупчиванию стали такой композиции, особенно в плавках с повышенным содержанием углерода [161, с. 25—28]. Охрупчиванию способствует и возрастающее при таком легировании содержание водорода в стали. Поэтому такой вариант получения стали класса А—VI требует очень жестких условий по селектиро- ванию химического состава, проведению отпуска после прокатки, а также выполнения ряда других мероприятий.

Одним из вариантов решения является микролегирование стали класса А—VI бором и за счет этого обеспечение механических свойств при относительно небольшом увеличении расхода других легирующих элементов. Химический состав такой стали марки 22Х2Г2Р приведен в табл. 3.

В 1982—1983 гг. ЧерМК совместно с ЦПИИЧМ освоил промышленное производство стали 22Х2Г2Р диаметром 10—18 мм, а также начал опробование выпуска такой арматуры диаметром 22—40 мм. Это позволило НИИЖБу исследовать механические свойства оиытно-нромышленных партий стали этой марки, а ЦНИИЧМ и ЧерМК установить оптимальные пределы химического состава.

По данным исследований арматуры класса А—VI диаметром 10—18 мм установлены основные соотношения характеристик механических свойств и диаграммы условно-мгновенного растяжения.

Арматурная сталь масса А—VI марки 22Х2Г2Р исследованных партий после низкотемпературного отпуска характеризуется следующими средними значениями механических свойств <тв= 1303 МПа; сг0,2= 1058 МПа; б5 = = 12,2% и бр = 3,2%. Среднее соотношение а0,2/ав = 0,81 и г| = 0,6. С увеличением диаметра прокатываемой арматуры наблюдается монотонное снижение характеристик прочности ав, <То,5 и <7о,2, характеризуемое величиной 5 МПа на 1 мм диаметра. Относительное удлинение 65 и бр имеет при этом тенденцию к увеличению.

Изучение механических свойств стали класса А—VI, легированной лзотом и алюминием, марки 22Х2Г2АЮ проводили на арматуре 10 опытно-промышленных партий диаметром 12, 16 и 18 мм. Результаты статистической обработки методом сумм данных опытов со сталыо диаметром 12 мм четырех партий—плавок приведены в табл. 70.

Влияние масштабного фактора на механические свойства в стали этой марки больше, чем в 22Х2Г2Р. При одинаковом химическом составе значения ав и ао,2 арматуры диаметром 18 мм были на 100—150 МПа ниже, чем у арматуры диаметром 12 мм при несколько больших (на 1—2%) значения б5 и бр.

Специальное охлаждение в потоке проката является наиболее перспективным направлением получения стали класса А—VI как с точки зрения однородности механических свойств» так и в связи с сокращением расхода легирующих элементов.

Проведенные исследования механических свойств арматурной стали марок 23Х2Г2Т и 20Х2Г2СР, охлажденных в погоне стана,

показали, что такая технология позволяет уменьшить коэффициент вариации ав и а0,2 в партии—плавке примерно вдвое против- горячекатаной стали.

Для промышленного выпуска такой свариваемой арматурной стали необходимо совершенствовать технологию термоупрочнения на ЧерМК, обеспечив возможность регулирования режимов охлаждения для каждого диаметра арматуры. Опыты показали, что- соотношение ао.г/о'в у стали этого типа для арматуры диаметром 12 мм составляет 0,68—0,71, а у стали диаметром 16 мм — 0,71—0,75. Значения параметров упругости составляют соответственно 0,5 и 0,6.

Эти данные указывают на необходимость низкотемпературного отпуска стали 20Х2Г2СР после термомеханической обработки в процессе прокатки для обеспечения более высоких значений

Исследование усталостной прочности стали А—VI рассматриваемых марок показало, что эта характеристика значительно выше, чем у стали классов А—V и Ат—V. Арматурная сталь класса А—VI после низкотемпературного отпуска отличается также удовлетворительной ударной вязкостью при низких отрицательных температурах и стойкостью против хрупкого разрушения. Эти особенности механических свойств свариваемой арматуры класса А—VI позволили рекомендовать ее применение в железобетонных конструкциях, эксплуатируемых как при нормальных, гак и низких отрицательных температурах. Весьма перспективным является также применение стали класса А—VI диаметром 22—40 мм в специальных конструкциях, подвергаемых динамическим нагрузкам и воздействию неременных температур, где требуется повышенная надежность арматуры.

Вместе с тем работы по совершенствованию технологии производства и химического состава этой наиболее высокопрочной и универсальной арматурной стали должны быть продолжены для обеспечения ее производства в полном сортаменте и требуемой свариваемости.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ:  Высокопрочная арматурная сталь

 

Смотрите также:

    

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)...

 

АРМАТУРА. Стали для арматуры. Механические свойства арматурных...

Арматурная сталь должна обладать достаточной пластичностью, характеризуемой величиной относительного удлинения при растяжении...

 

...АРМАТУРЫ. При монтаже арматуры. Класс арматурной стали

Класс арматурной стали определяется по профилю стержней и по окраске их торцов. Так, арматурная сталь класса А-l имеет гладкий профиль; класса А-И...

 

АРМАТУРНЫЕ СТАЛИ. Стержневая арматурная сталь

Стержневая арматурная сталь делится на классы от A-I до A-VII. В настоящее время класс арматуры обозначается также гарантированной величиной предела текучести...

 

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.

 

Арматурная сталь и полуфабрикаты. Арматурная проволока. Заводы...

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

 

Профили арматурной стали. Арматурная сталь из углеродистой...

Маркировка арматурной стали должна содержать

Прокат арматур и изделий из стали. Стержневая арматурная сталь

Стержневая арматурная сталь представляет собой горячекатаные стержни диаметром 6...80 мм. В зависимости от марки стали и соответственно...

 

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

Допускается для напрягаемой арматуры предварительно напряженных конструкций использовать арматурную сталь следующих видов

 

Арматурная сталь механически упрочненную в холодном состоянии...

Арматурная сталь выпускается в стержнях или мотках: сталь класса А240 (A-I) изготовливают гладкой, сталь классов АЗОО (А-И), А400 (А-Ш), А600 (A-IV), A800 (A-V), A1000 (A-VI)...

 

Арматурная сталь в бухтах

Арматурная сталь в бухтах применяется в основном для заводского изготовления арматурных каркасов. Арматура. Заготовка и установка арматуры - круглая арматурная ...

 

Виды арматурных сталей и изделий для армирования железобетонных...

Арматурную сталь изготовляют с периодическим профилем согласно ГОСТ 5781-82 или ГОСТ 10884-94. Стержневую арматуру, упрочненную вытяжкой...

 

АРМАТУРНЫЕ СТАЛИ. Горячекатаная стержневая арматура

Стержневая арматурная сталь в зависимости от класса и диаметра стержней изготавливается из углеродистой и низколегированной стали.

 

АРМАТУРНЫЕ РАБОТЫ. В сортамент арматурных сталей входят...

АРМАТУРНЫЕ РАБОТЫ. Классификация и сортамент арматурной стали. … Арматурная сталь винтового профиля

 

СТАЛЬ АРМАТУРНАЯ. Механические свойства арматурной стали

Арматурная сталь классов прочности Ат800, Ат1000 и Ат1200 должна выдерживать без разрушения 2 млн циклов напряжения...

 

Основные свойства арматурной стали

Сталь, используемая в качестве арматуры железобетонных конструкций, должна иметь
Для арматурной стали наиболее типична работа под действием растягивающих сил.

 

Арматура. Производство установка натяжение арматуры. Монтаж...

§ 26. изготовление и установка арматуры. Арматурная сталь, применяемая для армирования железобетонных конструкций...

 

Арматурная сталь винтового профиля Контроль качества упрочненной...

Арматурная сталь винтового профиля, как правило, должна поставляться в комплекте с соединительными элементами (муфтами, анкерными гайками и контргайками).

 

Арматурная сталь и изделия из нее

Арматурная сталь и изделия из нее. Общие сведения об арматуре. Сопротивление бетона растяжению в 10...

 

Классификация арматурных сталей. Марки арматурной стали

Классификация арматурных сталей. Арматуру, вводимую в бетонные конструкции для восприятия растягивающих усилий (при изгибе, растяжении...

 

Последние добавления:

 

ОСАДКИ СТОЧНЫХ ВОД    Вторичные ресурсы   Теплоизоляция  Приливные электростанции  

Справочник агронома  ШЛИФОВКА И ПОЛИРОВКА СТЕКЛА Производство комбикормов  Соболь   Меховые шапки  Арматура и бетон 

Облицовочные работы — плиточные и мозаичные   Огнеупоры  Древесные отходы   Производство древесноволокнистых плит

  Материаловедение для столяров, плотников и паркетчиков   Плотничьи работы Паркет   Деревянная мебель