Механические свойства арматурных сталей и способы их улучшения. Наклеп.

Характеристики прочности и деформаций арматурных сталей устанавливаются по диаграмме , получаемой из испытания образцов на растяжение. Горячекатаная арматурная сталь с площадкой текучести на диаграмме (мягкая сталь) обладает значительным удлинением после разрыва – до 25%. Напряжение, при котором деформации развиваются без заметного увеличения нагрузки, называется физическим пределом текучести арматурной стали , напряжение, непосредственно предшествующее разрыву, носит название временного сопротивления арматурной стали .

Диаграммы при растяжении арматурной стали:

а – с площадкой текучести (мягкой);

б – с условным пределом текучести.

Повышение прочности горячекатаной арматурной стали и уменьшение удлинения при разрыве достигаются введением в ее состав углерода и различных легирующих добавок: марганца, кремния, хрома и др.

Содержание углерода свыше 0,3-0,5% снижает пластичность и ухудшает свариваемость стали. Марганец повышает прочность стали без существенного снижения ее пластичности. Кремний, повышая прочность стали, ухудшает ее свариваемость. Содержание легирующих добавок небольшое и обычно составляет 0,6-2%.

Существенного повышения прочности горячекатаной арматурной стали (в несколько раз) достигают термическим упрочнением или холодным деформированием. При термическом упрочнении осуществляется закалка арматурной стали (нагревом до 800-900°С и быстрым охлаждением), затем частичный отпуск (нагревом до 300-400°С и постепенным охлаждением).

Высоколегированные и термически упрочненные арматурные стали переходят в пластическую область постепенно – без ярко выраженной площадки текучести. Для этих сталей устанавливают условный предел текучести – напряжение при котором остаточные деформации составляют 0,2%, а также условный предел упругости – напряжение при котором остаточные деформации равны 0,02%.

Сущность упрочнения холодным деформированием арматурной стали состоит в следующем. При искусственной вытяжке в холодном состоянии до напряжения, превышающего предел текучести, под влиянием структурных изменений кристаллической решетки (наклепа) арматурная сталь упрочняется. При повторной вытяжке, поскольку пластические деформации уже выбраны, напряжение первой вытяжки становится новым искусственно поднятым пределом текучести.

Вытяжка в холодном состоянии позволяет получать высокую прочность стержней большого диаметра. Многократное волочение (через несколько последовательно уменьшающихся в диаметре отверстий) в холодном состоянии позволяет получать высокопрочную проволоку.