DE19755409A1 - Nichtrostender Baustahl und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Nichtrostender Baustahl und Verfahren zu seiner Herstellung

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von nichtrostenden Baustählen, die in einem breiten Anwendungsbereich für Bleche, Bänder, Rohre, Stäbe usw. einsetzbar sind. Ein bevorzugtes Einsatzgebiet ist die Herstellung von glatten oder gerippten und dabei auch schweißbaren Betonstählen, d. h. von nichtrostenden Bewehrungsstählen für den Stahlbetonbau. Derartige nichtrostende Baustähle gehören der martensitischen oder ferritisch­ martensitischen Klasse an und sie erhalten durch thermomechanische Behandlung ihre bestimmungsgemäßen Eigenschaften.
Es ist aus DIN 488 bekannt, daß Betonstähle, wie BSt 500 S und Bst 500 M nach DIN 488, T1 neben anderen Gebrauchseigenschaften zur Bewehrung ausreichend hohe Festigkeits- und Zähigkeitseigenschaften, wie
Streckgrenze Re ≧500 N/mm2
Zugfestigkeit Rm ≧550 N/mm2
Bruchdehnung A10≧10% aufweisen müssen.
Weiter ist bekannt, daß in den letzten Jahren verstärkt nichtrostende Stähle als Betonstähle erprobt und eingesetzt wurden, da sie je nach Legierungsgehalt bzw. Wirksumme gegen Korrosion, die bei normalem Betonstahl zu den gefürchteten Betonabplatzungen führt, beständig sind (U. Nürnberger: Korrosion und Korrosionsschutz im Bauwesen, Bauverlag GmbH Wiesbaden und Berlin 1995, S. 1013 ff, Nichtrostende Stähle im Betonbau und U. Nürnberger/W. Beul/G. Onuseit: Korrosionsverhalten geschweißter nichtrostender Bewehrungsstähle in Beton. In: Bauingenieur 70 (1995) S. 73-81, Springer-Verlag).
Da die ferritischen, austenitisch-ferritischen und austenitischen Betonstähle nach DIN EN 10 080 im wärmebehandelten Zustand geringere Streckgrenzen als die nach DIN 488 T1 für BSt 500 geforderten 500 N/mm2 aufweisen, wurden diese Stähle einer Kaltverformung unter­ worfen und als kaltgerippte Bewehrungsstähle mit Festigkeitseigenschaften nach DIN 488 T1 entwickelt, vgl. auch Nirosta Bond: Nichtrostende Bewehrungsstähle für den Stahlbetonbau und für Verankerungen, Werkstoffblatt der Krupp Sigma Stahl AG, Duisburg.
Abgeleitet aus dem vorliegenden Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, die Herstellung nichtrostender, schweißbarer Baustähle zu ermöglichen, die einmal der martensitischen bzw. ferritisch-martensitischen Klasse angehören, nach einem vereinfachten Verfahren ohne Glühen und Kaltumformung gefertigt werden können und zum anderen mindestens gleichwertige Materialeigenschaften aufweisen.
Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Nach der Konzeption der Erfindung werden die bestimmungsgemäßen Eigenschaften der nichtrostenden Baustähle, wie Festigkeits- und Zähigkeitseigenschaften, Schweißbarkeit und Korrosionsbeständigkeit durch thermomechanische Behandlung aus der Walzhitze und nicht durch Glühen und anschließende Kaltumformung erzielt.
Es wurde gefunden, daß bei der Abkühlung der nichtrostenden martensitischen bzw. ferritisch-martensitischen Stähle direkt aus der Walzhitze Eigenschaften entstehen, die gleich gut oder besser sind als jene nach Wärmebehandlung und anschließender Kaltumformung.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird erreicht, daß das Glühen und die Kaltumformung entfallen können und nichtrostender Bau- bzw. Betonstahl kostengünstiger produziert werden kann.
Die Abkühlung des nichtrostenden Betonstahles erfolgt nach dem Walzen aus dem Temperaturgebiet γ (Austenit) oder γ+α (Austenit + Ferrit) an Luft, bewegter Luft oder in Kühlrohren in Wasser. Dadurch entsteht ein feinkörniges weichmartensitisches oder ferritisch-mar­ tensitisches Gefüge hoher Festigkeit und Zähigkeit, so daß die Anforderungen bisheriger Vorschriften für Betonstahl erfüllt oder übertroffen werden.
Weiter ist bei entsprechender Steuerung der Walz- und Kühlparameter ein höherfester nichtrostender Betonstahl mit Re ≧600 N/mm2 (≘Bst 600), einer Zugfestigkeit Rm ≧750 N/mm2 und einer Bruchdehnung A10≧10% herstellbar.
Bei Anwendung höherer Nickelgehalte bei ferritisch-martensitischen bzw. martensitischen Chromstählen und entsprechender Steuerung der Walz- und Kühlparameter ist sogar ein hochfester nichtrostender Betonstahl mit Re ≧700N/mm2 (= BSt 700), einer Zugfestigkeit Rm ≧900N/mm2 und einer Bruchdehnung A10≧8% herstellbar.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Patentansprüche.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung nichtrostender Baustähle der martensitischen bzw. ferritisch-mar­ tensitischen Klasse, gekennzeichnet durch thermomechanische Behandlung unmittelbar aus dem Walzprozeß zur Erzielung der bestimmungsgemäßen Eigenschaften nach DIN 488 T1.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung des nichtrostenden Betonstahles nach dem Walzen aus dem Temperaturgebiet γ (Austenit) oder γ+α (Austenit + Ferrit) an Luft, bewegter Luft oder in Kühlrohren in Wasser erfolgt.
3. Nichtrostender Baustahl, hergestellt nach dem Verfahren gemäß Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stähle Gehalte an
Cr = 10,5-14,0%,
Ni = 0,3-4,0%,
Mn = 0,5-3,0%,
Mo = 0,01-2,0%,
Cu = 0,01-2,0%, C ≦ 0,03%,
N ≦ 0,03% - vorzugsweise Summe C+N ≦0,03%,
Ti ≦ 0,2%
aufweisen und in ihnen Si, P und S in technisch üblichen Grenzen als Verunreinigungen enthalten sind.
4. Nichtrostender Baustahl nach einem der Ansprüche 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach erfindungsgemäßer thermomechanischer Behandlung ein höherfester, schweißbarer nichtrostender Betonstahl Eigenschaften, wie
Streckgrenze Re ≧600 N/mm2,
Zugfestigkeit Rm ≧750 N/mm2 und
Bruchdehnung A10≧10% aufweist.
5. Nichtrostender Baustahl nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Nickelgehalt Ni≧2% beträgt, so daß nach thermomechanischer Behandlung ein hochfester schweißbarer nichtrostender Betonstahl Eigenschaften, wie
Streckgrenze Re ≧700 N/mm2,
Zugfestigkeit Rm ≧850 N/mm2 und
Bruchdehnung A10≧8% aufweist.
6. Nichtrostender Baustahl nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die erfindungsgemäß hergestellten nichtrostenden Betonstähle gleiche Schweißbarkeit und Korrosionsbeständigkeit wie ein geglühter und kaltumgeformter Betonstahl gleicher chemischer Zusammensetzung aufweisen.
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