Термическое упрочнение арматурных сталей.
Термическое упрочнение арматурной стали заключается в нагреве ее до заданной температуры, быстром охлаждении (закалке), в последующем отпуске (нагреве до меньшей, чем для закалки, заданной температуры) и медленном охлаждении.
Термическому упрочнению можно подвергать углеродистые и низколегированные арматурные стали. Так, в результате термического упрочнения горячекатаной арматурной стали класса АП марки Ст. 5 ее временное сопротивление разрыву может быть повышено с 5000 до 9000 кГсм2, а предел текучести с 3000 до 6000 кГсм2, что соответствует арматуре класса ATV. Временное сопротивление арматурной стали класса АШ после термического упрочнения повышается с 6000—7000 до 10 500—12 000 кГсм2, а предел текучести — с 4000—5000 до 8000—10 000 кГсм2, что соответствует арматуре классов ATV и ATV. Приведенные примеры показывают, что термическая обработка позволяет повысить прочностные характеристики арматуры на 50—100%. При этом необходимы сравнительно малые дополнительные затраты, которые не превышают 10% стоимости исходной горячекатаной арматуры.
Способы термической обработки стали различны. Для арматурной стали наиболее приемлемым способом термообработки в настоящее время считается закалка в воде с последующим отпуском. После закалки прочностные свойства стали значительно повышаются, а пластичность снижается. Последующий отпуск несколько снижает степень закалки, т. е. прочностные характеристики стали, но зато увеличивает ее пластичность.
За оптимальный режим термообработки для каждой исходной марки арматурной стали принимается такой, при котором механические свойства термически упрочненной арматуры совпадают с характеристиками, установленными для определенных классов стали, указанных в технических требованиях.
В среднем при термоупрочнении арматуры температура нагрева под закалку колеблется в пределах от 900 до 1000° С, а температура отпуска — от 350 до 450° С. При повышении температуры нагрева под закалку прочность и пластичность стали снижаются. Перегрев при отпуске также приводит к снижению прочности стали, а нагрев арматуры при отпуске до температуры, 600° С и выше и последующее медленное остывание на воздухе практически снимают эффект упрочнения.
Процесс термического упрочнения арматуры сложно организовать в арматурных цехах заводов железобетонных изделий. Рациональнее термическое упрочнение производить на металлургических заводах и в крайнем случае в специализированных цехах районных арматурносварочных заводов, которые должны снабжать такой арматурой несколько потребителей.
Первыми начали термическое упрочнение арматуры из стали марок Ст. 5 и 35ГС на Рязанском заводе № 2 и на некоторых других заводах железобетонных изделий. Для этого используют специальные установки, нагрев стали в которых осуществляется электрическим током.
Очищенные, выпрямленные и обрезанные под необходимый размер стержни укладывают в загрузочное устройство, из которого сырые стержни по одному скатываются вниз и попадают в нагревательное устройство. При этом концы стержней зажимаются в контактных губках с усилием 600—1000 кГ двумя пневматическими цилиндрами. Надежное зажатие концов стержней в контактных губках — необходимое условие для соблюдения заданного режима термообработки.
Температуру нагрева под закалку обычно контролируют по величине теплового удлинения стержней. Стержни на участке между контактными губками в процессе нагрева поддерживаются промежуточными опорами, чтобы исключить влияние их провеса на точность измерения их теплового удлинения, и одновременно растягиваются усилием, создающим в стержнях напряжение 0,5—1 кГмм2.
Во время нагрева одного из стержней очередной стержень удерживается в подающем устройстве отсекающим толкателем; как только стержень нагреется до требуемой для закалки температуры, толкатель сбрасывает его в ванну с водой, температура которой 10—40° С.
В ванне стержни должны находиться не менее 10—15 сек. За это время они охлаждаются и укорачиваются, после чего цепным транспортером подаются в узел отпуска, где зажимаются в контактных губках.
В отпускном устройстве способ нагрева стержней тот же, что и в нагревательном. После отпуска стержни охлаждаются на воздухе в специальном контейнере. Охлаждать отпущенные стержни на бетонном полу и в сырых местах недопустимо, так как это может привести к ухудшению свойств термически упрочненной арматурной стали.
Только при строгом соблюдении режимов упрочнения можно получить упрочненную арматуру, отвечающую требованиям ГОСТ 10884—64 и Указаниям СН 250—65. Работами на установках должны руководить специалисты металловеды — термисты.
Металлургические заводы начали выпуск опытнопромышленных партий термически упрочненной арматурной стали, с увеличением которого отпадет надобность производить упрочнение арматуры на строительных предприятиях.
|
