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"Barres de renforcement en acier mixte"
La présente invention se rapporte à une binette ou barre métallique mixte. En particulier, ces barres ou bil- lettes peuvent être utilisées dans des buts de renforcement, bien qu'elles ne soient pas limitées à cette application uni- quement.
La barre mixte conforme à l'invention est décrite ci-après en liaison avec une application d'un renforcement dans les bétons à base de ciment. Toutefois, une application de cette nature est donnée uniquement à titre d'exemple en vue de faciliter la compréhension de la présente invention, mais cette dernière n'est pas limitée à cette seule application,
Les barres de renforcement, actuellement connues dans la technique, se composant de barres laminées déformées
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et les déformations facilitent la réalisation d'une meilleure liaison entre le béton et la barre de renforcement. Dans ce but, des nervures ou des circonvolutions sont façonnées sur la surface de la barre.
Un important inconvénient des barres laminées déformées consiste en une usure constante des cylin- dres qui produisent les déformations sur les barres. Tel que ceci est bien connu des hommes de métier spécialisés dans cette technique, le procédé de laminage et de déformation d'une matière présentant une haute résistance à la traction résulte en une usure rapide des cylindres.
Une autre forme de barres de renforcement, bien connue dans cette technique, consiste en des barres lisses ou déformées à haute résistance à l'allongement. Ces barres, en plus de leurs prix élevés, présentent également les mêmes inconvénients que la barre de renforcement déformée or dinaire.
Les tiges de renforcement se composant de barres à haute résistance à la traction et qui sont torsadées à froid sont similairement connues dans cette technique. Toutefois, un important inconvénient associé à ces barres de renforce- ment torsadées à froid consiste en ce qu'elles tendent à perdre leur résistance à la traction aux hautes températures.
En outre, les fiais de fabrication sont plus élevée, puisque le procédé est relativement lent.
Le but principal de la présente invention est de prévoir une barre métallique mixte se composant de deux ou plusieurs matières métalliques différentes.
Un autre but encore de l'invention est de prévoir une barre métallique mixte présentant une haute résistance à la traction et dans laquelle l'une des matières métalliques constituant la barre possède une résistance à la traction plus basse que celle de la barre mixte.
Un autre but de. l'invention est de prévoir une barre métallique mixte dont la fabrication est simple et
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le coût original réduit.
Conformément à l'invention, il est prévu une barre métallique mixte ou billette se composant d'au moins un noyau constitué par une première matière métallique, d'une matrice réalisée en une secondé matière métallique et présentant une liaison avec ce noyau, la résistance à la traction de la matrice étant différente de celle du noyau et la résistance de la barre étant modifiée par le noyau.
Conformément à la présente invention, le noyau et la matrice peuvent se composer d'une matière unique ou mixte, eomme par exemple un alliage. En outre, plusieurs noyaux de ce type peuvent être prévus dans la matrice. Les noyaux peuvent être disposés sous toute forme désirée dans la ma- trice, soit d'une manière concentrique ou au hasard, soit d'une façon prédéterminée.
Le terme "noyau", dont il est fait mention ci- avant et ci-après, se rapporte à l'élément d'insertion, autour duquel le métal final ou l'alliage final, désigné ci- après par l'expression "matrice", est adapté en vue d'obte- nir la liaison avec cet élément d'insertion.
Par le terme "matrice", dont il est fait usage ci- avant et ci-après, on entend le métal final ou l'alliage métallique disposé autour du ou des noyaux, la matrice étant adaptée de façon à créer une liaison avec le ou les noyaux.
Tel que ceci apparaîtra aux hommes de métier spécia- lisés dans cette technique, les billettes et barres mixtes conformes à la présente invention peuvent être utilisées, à titre d'exemple pour des tiges de soudage, en tant qu'éléments de structure dans tous les cas où il est nécessaire de dispo- ser d'une surface extérieure à haute résistance à la traction ou alternativement d'une surface extérieure à basse résistan- ce à la traction. Il est bien évident que dans le cas d'une
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matrice composée d'une matière à haute ou basse résistance à la traction, le ou les noyaux peuvent être constitués par une matière différente, ce qui permet ainsi de réduire le coût de la billette ou tige finie.
Exemple 1;
Comme décrit ci-avant, les barres mixtes conformes à la présente invention peuvent être utilisées par exemple comme des éléments de renforcement pour les bétons à base de ciment et lorsque le noyause compose d'une matière à haute résistance à la traction ou à résistance à la traction suréle- vée et que la matrice est en acier doux. Les éléments d'inser- tion de blooms de compositions variées sont suspendus centra- lement dans la lingotière et de l'acier doux ou à faible teneur en carbone est coulé dans cette lingotière. Les lingots mixtes sont traités d'une manière classique dans les fours pits, les laminoirs de blooms et de billettes et également les lami- noirs de finition.
Les propriétés obtenues dans quelques cas sont données ci-dessous pour illustrer les effets des composés utilisés :
Composition %
C Mn S P Si
Elément d'insertion 0,43 0,68 0,035 0,025 0,188
Matrice 0,12 0,54 0,050 0,052 0,004
Le bloom d'insertion présente une section trans- versale égale aux 8,8% de celle du lingot. La limite élas- tique et la résistance à la traction des barres obtenues à partir de lingots coulés avec la même matière que celle de la matrice est respectivement de 18,2 et 32,6 kgf/mm; les barres composées de matières mixtes sont toutefois plus so- lides.
Les limites élastiques sont de 25,2 à 26,4 kgf/mm2 et la résistance à la traction, mesurée sur un grand nombre de barres, varie de 43 à 46 kgf/mm . L'effet de renforcement de l'élément d'insertion dans le composé mixte est évident.
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Exemple II :
Composition
C Mn S P Si Elément d'insertion : 0,5? 1,12 0,036 0,028 0,050 Matrice : 0,21 0,66 0,037 0,028 0,008
La section transversale de l'élément d'insertion est égale aux 10,1% de celle du lingot. Les barres de ren- forcement, tant lisses que nervurées, laminées à partir du lingot mixte, ont les propriétés suivantes:
Limite Résistance à Allongement % élastique la traction sur une longueur de calibre de 5,65 kgf/mm kgf/mm2 de section trans- versale, Diamètre des barres lisses
18 mm 36,2 58,4 22,5
22 mm 38,6 59,6 22,8
32 mm 37,8 59,4 23,1
36 mm 36,5 58,5 23,2 Diamètre des barres défor- mées ou ner- vurées
18 mm 36,8 58,0 22,0
20 mm 37,0 58,0 25,0
22 mm 37,4 59,0 20,0
32 mm 38,9 site 21,2
36 mm 37,2 59,1 22,1
Il est bien évident,d'après les données d'essais mentionnées ci-dessus, que les barres satisfont aux exigen- ces des qualités de résistance moyennes IS:432 et IS:1139.
Il doit en outre être noté que contrairement aux chiffres obtenus avec les aciers lisses ordinaires au carbone, les propriétés des barres mixtes ne sont pas beaucoup affectées par la dimension de la section laminée.
Exemple III :
Un essai de soudage sur les barres mixtes du type décrit à l'exemple II ci-dessus a été entrepris. Des élec- trodes de soudage à haute résistance à la tension ont été
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utilisées. Les barres soudées ont été vérifiées et considé- rées comme satisfaisantes.
Exemple IV:
Des produits similaires, laminés à partir des com- posés mixtes, ont été examinés après tors'adage, pliage à froid, etc, en vue de vérifier l'efficacité de la liaison entre l'élé- ment d'insertion et la matrice. Des études métallographiques détaillées ont révélé que la liaison est excellente et qu'une certaine diffusion du carbone s'est produite à l'interface.
Des grains se sont formés et développés également à l'interface. originale.
Les exempts mentionnés ci-dessus sont cités unique- ment pour souligner la possibilité de mise en pratique de l'in- vention. Différents autres choix de compositions des éléments d'insertion, ainsi que des matrices, et des modifications des formes et des dimensions des sections relatives de la matrice et de l'élément d'insertion, aussi bien que l'introduction de plus d'un élément d'insertion sous toute autre forme géométrique, peuvent être effectués en vue de satisfaire aux exigences finales particulières.
La résistance accrue des barres conformes à la pré- sente invention ne disparaît pas lorsque ces dernières sont soumises à un tra@tement à chaud d'une température de 600 à 800 C. En outre, comme décrit ci-avant, le noyau ou l'élé- ment d'insertion peut présenter toute composition appropriée, ne contenant pas nécessairement des additions coûteuses d'allia- gel et leurs qualités et section* peuvent 4tre modifiées en vue d'aboutir à l'amélioration nécessaire des propriétés en- tières des barres finies.
De plus, la surface des barres peut être réalisée de manière à présenter une teneunen carbone aussi basse que celle de l'acier doux et à ne pas augmenter ainsi l'usure des cylindres; de même, la charge de la passe
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de nervurage ou de" déformation n'est pas augmentée si la barre présente une résistance à la traction plus élevée,
REVENDICATIONS.
1.- Billette ou barre métallique mixtes caracté- risée en ce qu'elle comprend au moins un noyau composé d'une première matière métallique, une matrice constituée par une seconde matière métallique et présentant des propriétés de liaison avec ledit noyau, les propriétés de résistance de la- dite matrice étant différentes de celles dudt noyau et la résistance de ladite barre ou billette étant modifiée par ledit noyau. mixte
2.- Billette ou barre métallique/suivant la reven-
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! i:: xï.ci ;. , ,x^,t; ,:é:':.w,4< en ce que plusieurs noyaux sont . "e "US .1D.Hi3 J dd Î. t: j,\,.1 tr le e .
J,- Bi.11.c\ ': ou barre métallique mixte suivant 1.'3 revend.LC,1-, i ,1,:\ 1 t 2, c'apactcrisés en ce que ladite Matrice eu-. i'<:.oa j\..t1: ' métallique différente de celle du- r1' '. nO,'f'\h 'l' ill F, -on;. ,J' '1\f1 Uoudits noyaux.
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"Mixed steel reinforcement bars"
The present invention relates to a hoe or mixed metal bar. In particular, these bars or balls can be used for reinforcing purposes, although they are not limited to this application only.
The composite bar in accordance with the invention is described below in connection with an application of a reinforcement in cement-based concretes. However, an application of this nature is given only by way of example in order to facilitate understanding of the present invention, but the latter is not limited to this application alone,
Reinforcing bars, currently known in the art, consisting of deformed rolled bars
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and the deformations facilitate the achievement of a better bond between the concrete and the reinforcing bar. For this purpose, ribs or convolutions are formed on the surface of the bar.
A major disadvantage of deformed rolled bars is constant wear of the rolls which produce the deformations on the bars. As is well known to those skilled in the art, the process of rolling and deforming a material having high tensile strength results in rapid wear of the rolls.
Another form of reinforcement bars, well known in the art, are smooth or deformed bars with high tensile strength. These bars, in addition to their high prices, also have the same disadvantages as the distorted gold reinforcing bar.
Reinforcing rods consisting of bars with high tensile strength and which are cold twisted are similarly known in this art. However, a significant drawback associated with these cold twisted reinforcing bars is that they tend to lose their tensile strength at high temperatures.
In addition, the manufacturing times are higher, since the process is relatively slow.
The main object of the present invention is to provide a mixed metal bar consisting of two or more different metal materials.
Yet another object of the invention is to provide a composite metal bar having a high tensile strength and in which one of the metallic materials constituting the bar has a lower tensile strength than that of the composite bar.
Another goal of. the invention is to provide a mixed metal bar whose manufacture is simple and
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the original cost reduced.
According to the invention, there is provided a mixed metal bar or billet consisting of at least one core consisting of a first metallic material, a matrix made of a second metallic material and having a connection with this core, the resistance the tensile strength of the matrix being different from that of the core and the resistance of the bar being modified by the core.
In accordance with the present invention, the core and the matrix may consist of a single or mixed material, such as for example an alloy. In addition, several such cores can be provided in the die. The cores can be arranged in any desired shape in the matrix, either concentrically or at random, or in a predetermined fashion.
The term "core", which is mentioned above and below, refers to the insert, around which the final metal or the final alloy, hereinafter referred to as "matrix ", is adapted with a view to obtaining the connection with this insertion element.
By the term “matrix”, of which use is made above and below, is meant the final metal or the metal alloy disposed around the core (s), the matrix being adapted so as to create a bond with the or the kernels.
As will be appreciated by those skilled in the art, the billets and combination bars according to the present invention can be used, by way of example for welding rods, as structural members in all applications. case where it is necessary to have an exterior surface with high tensile strength or alternatively an exterior surface with low tensile strength. It is quite obvious that in the case of a
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die composed of a material with high or low tensile strength, the core (s) may be constituted by a different material, thereby making it possible to reduce the cost of the finished billet or rod.
Example 1;
As described above, the composite bars in accordance with the present invention can be used, for example, as reinforcing elements for cement-based concretes and when the core consists of a material with high tensile strength or resistance to stress. high traction and that the die is made of mild steel. The bloom inserts of various compositions are suspended centrally in the mold and mild or low carbon steel is poured into this mold. Mixed ingots are processed in a conventional manner in pits, bloom and billet rolling mills and also in finish rollers.
The properties obtained in some cases are given below to illustrate the effects of the compounds used:
Composition%
C Mn S P Si
Insertion element 0.43 0.68 0.035 0.025 0.188
Matrix 0.12 0.54 0.050 0.052 0.004
The insertion bloom has a cross section equal to 8.8% of that of the ingot. The elastic limit and the tensile strength of the bars obtained from ingots cast with the same material as that of the die are 18.2 and 32.6 kgf / mm, respectively; bars made from mixed materials are, however, stronger.
The yield strengths are 25.2 to 26.4 kgf / mm2 and the tensile strength, measured over a large number of bars, ranges from 43 to 46 kgf / mm. The strengthening effect of the insert in the mixed compound is evident.
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Example II:
Composition
C Mn S P Si Insertion element: 0.5? 1.12 0.036 0.028 0.050 Matrix: 0.21 0.66 0.037 0.028 0.008
The cross section of the insert is 10.1% of that of the ingot. Both smooth and ribbed reinforcement bars rolled from the mixed ingot have the following properties:
Limit Resistance to Elongation% elastic traction over a caliber length of 5.65 kgf / mm kgf / mm2 of cross-section, Diameter of smooth bars
18 mm 36.2 58.4 22.5
22 mm 38.6 59.6 22.8
32 mm 37.8 59.4 23.1
36 mm 36.5 58.5 23.2 Diameter of deformed or ribbed bars
18 mm 36.8 58.0 22.0
20 mm 37.0 58.0 25.0
22 mm 37.4 59.0 20.0
32 mm 38.9 site 21.2
36 mm 37.2 59.1 22.1
It is evident from the test data mentioned above that the bars meet the requirements of the medium strength grades IS: 432 and IS: 1139.
It should further be noted that unlike the figures obtained with ordinary smooth carbon steels, the properties of composite bars are not greatly affected by the size of the rolled section.
Example III:
A welding test on composite bars of the type described in Example II above was undertaken. High voltage resistance welding electrodes were
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used. The welded bars have been checked and found to be satisfactory.
Example IV:
Similar products, rolled from the mixed compounds, were examined after twisting, cold bending, etc., with a view to verifying the effectiveness of the bond between the insert and the die. Detailed metallographic studies have revealed that the binding is excellent and that some carbon diffusion has occurred at the interface.
Grains have formed and developed at the interface as well. original.
The above-mentioned exemptions are cited only to emphasize the practicability of the invention. Various other choices of compositions of the inserts, as well as of the dies, and modifications of the shapes and dimensions of the relative sections of the die and the inserter, as well as the introduction of more than one insert in any other geometric form, can be made to meet specific final requirements.
The increased strength of the bars according to the present invention does not disappear when the latter are subjected to a heat treatment at a temperature of 600 to 800 C. Further, as described above, the core or the bar. The insertion element can have any suitable composition, not necessarily containing expensive additions of alloy gel and their qualities and cross-section can be modified in order to achieve the necessary improvement of the entire properties of the alloys. finished bars.
In addition, the surface of the bars can be made so as to have a carbon tenacity as low as that of mild steel and thus not to increase the wear of the rolls; likewise, the charge of the pass
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ribbing or "deformation" is not increased if the bar has a higher tensile strength,
CLAIMS.
1.- Billet or mixed metal bar characterized in that it comprises at least one core composed of a first metallic material, a matrix constituted by a second metallic material and exhibiting binding properties with said core, the properties of resistance of said die being different from those of the core and the resistance of said bar or billet being modified by said core. mixed
2.- Billet or metal bar / depending on the resale
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! i :: xï.ci;. ,, x ^, t; ,: é: ':. w, 4 <in that several kernels are. "e" US .1D.Hi3 J dd Î. t: j, \ ,. 1 tr le e.
J, - Bi.11.c \ ': or mixed metal bar according to 1.'3 resells.LC, 1-, i, 1,: \ 1 t 2, c'apactcrized in that said Matrix eu-. i '<:. oa j \ .. t1:' metallic different from that of r1 ''. nO, 'f' \ h 'ill F, -on ;. , J '' 1 \ f1 Uoudits kernels.
".: - ß .. tA. mixed metallic rre according to the rové1ÙJ.lJi.;, .., Oh.J ut. ij I-.ït'â: erise in that said matrix and the or li & x <, s , frn 1C co) t! pc3ont of a mixed material or
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