3 (72), 2013 176 / УДК 669 .21 Поступила 29.08.2013 т. А. АХМетоВ, и. Н. РАДькоВА, я. В. чикиШеВ, А. В. кочеткоВ, л. В. локтиоНоВА, оАо «БМз – управляющая компания холдинга «БМк» осоБеННости техНологии проиЗводства холодНодеФормироваННоЙ арматурНоЙ стали класса в550а по стаНдарту ONÖRM B 4707:2010 Разработанная технология изготовления катанки с оптимизированным химическим составом позволяет изготавли- вать арматурную сталь класса В550А в соответствии с требованиями ONÖRM B 4707:2010 с учетом изменения ее каче- ственных характеристик после механической правки и сертифицировать данную продукцию по данному стандарту. The manufacturing technology for wire rod with an optimized chemical composition was developed. It allows to produce re- inforced steel class V550A in accordance with the requirements of ONORM B 4707:2010 taking into account changes its quality characteristics after mechanical changes and certify these products on the standard. Холоднодеформированная арматурная сталь в бун- тах широко применяется в строительной индустрии . Это обусловлено ее комплексом пластических и прочностных свойств, которые являются оптималь- ными для железобетонных конструкций без предва- рительного напряжения . Основные качественные ха- рактеристики арматуры, которые обеспечивают безо- пасную эксплуатацию таких конструкций, − отноше- ние временного сопротивления разрыву к условному пределу текучести (σв/σ0,2), полное относительное удлинение при максимальной нагрузке (Agt), услов- ный предел текучести и временное сопротивление разрыву . В качестве приведенной характеристики для оценки сцепления арматуры и бетона использу- ют относительную площадь смятия (Fr), величина которой зависит от ее геометрических параметров (высота ребра, углы наклона ребер и т . д .) . На ОАО «БМЗ – управляющая компания хол- динга «БМК» освоено производство холодноде- формированной арматурной стали с трехсторон- ним серповидным периодическим профилем диа- метром 5,0–12,0 мм классов 500 и 550 МПа в соот- ветствии с большинством стандартов ЕС, а также в соответствии со стандартами РБ и РФ . Для про- изводства данной продукции на БМЗ были разра- ботаны технология выплавки и проката заготовки (катанки) с определенным химическим составом и физико-механическими свойствами . Тенденции в Европейской строительной инду- стрии направлены на изменение и уточнение тре- Т а б л и ц а 1 . Сравнительные характеристики арматуры класса В550А по ONÖRM B 4707:2010 и Bst 550 по ONÖRM В 4200–7 Параметры Класс арматуры В550А по ONÖRM B 4707:2010* Bst 550 по ONÖRM В 4200-7 Предел прочности σв, Н/мм2, не менее − 620 Предел текучести σ0,2, Н/мм2, не менее 550–715 550 Отношение временного сопротивления к условному пределу текучести σв/σ0,2, не менее 1,03 (1,05 при квантиле 10%) 1,10 Относительное удлинение d5, %, не менее − 12,0 Полное относительное удлинение при максимальной нагрузке Agt, %, не менее 2,0 (2,5 при квантиле 10%) 2,0 Относительная площадь смятия Fr 0,35–0,56 (в зависимости от номинального диаметра арматуры) − * Требования для арматуры после механической правки . 3 (72), 2013 / 177 бований качественных характеристик арматуры . Так, взамен австрийского стандарта ONÖRM В 4200–7 был выпущен стандарт ONÖRM B 4707:2010 . Основные изменения представлены в табл . 1 . Как видно из таблицы, существенно снижено требование по отношению временного сопротив- ления разрыву к условному пределу текучести . Кроме того, введено требование по относительной площади смятия (Fr) . Главным отличием от суще- ствовавшего стандарта и от иных стандартов ЕС является обязательное требование по испытанию качественных характеристик арматуры только по- сле ее механической правки . Механическая правка может производиться в роторных (барабанных) или роликовых правиль- ных устройствах . Роликовые правильные устрой- ства не обеспечивают качественную правку стерж- ней круглого сечения . Они могут применяться в сочетании с машинами для сварки сеток и пло- ских каркасов . Высокое качество правки благодаря объемному многократному пластическому изгибу достигается в роторных механизмах . Именно дан- ный тип правки применяется в большинстве пра- вильно-отрезных станков [1] . Для оценки возможности производства армату- ры класса В550А по ONÖRM B 4707:2010 необхо- димо было определить влияние механической прав- ки на ее качественные характеристики . Механиче- скую правку арматуры диаметром 5,0–12,0 мм производили на правильно-отрезных станках ро- торного типа . Испытания образцов арматуры про- водили в соответствии с требованиями стандартов B 4707:2010, ISO 15630–1:2010, ISO 6892:2009 на разрывной машине ВТ1-FR250SN . А4K после тер- мообработки при 100 °C в течение 1 ч . Полное от- носительное удлинение при максимальной нагруз- ке (Agt) измеряли с использованием экстензометра на базе 100 мм . Геометрические параметры опре- деляли на профилометре типа RM 201 . Результаты испытаний арматуры диаметром 12,0 мм, выпрям- ленной ручным и механическим способом, приве- дены в табл . 2 . После механической правки арматуры диаметром 12,0 мм в сравнении с ручной правкой происходит падение полного относительного удлинения при мак- симальной нагрузке до 1,5 %, повышение показателя σв/σ0,2 и падение относительной площади смятия на 10–12% . Аналогичные результаты были получены и на других типоразмерах арматуры . Так как потребители используют механиче- скую правку для выпрямления арматуры, то знание и понимание процессов и закономерностей изме- нения ее пластических и прочностных свойств при данном способе воздействия на сталь − крайне важная задача . Падение относительной площади смятия связано с деформацией ребер, которая не- избежно возникает при механической правке . При металлографическом исследовании отличий микро- структуры арматуры после механической и ручной правки не зафиксировано . Вероятнее всего, изме- нение пластических свойств связано с накоплени- ем напряжений в местах сопряжения тела и ребер арматуры при ее знакопеременном изгибе, а также с процессами, возникающими на поверхности ар- матуры при ее трении о правящий инструмент . Очевидно, что степень изменения параметров ар- матуры в процессе механической правки суще- ственно зависит от настройки и типа правильно- отрезных станков . Анализ статистических данных качественных характеристик арматуры показал, что при исполь- зовании катанки разработанных на БМЗ марок ста- ли существует вероятность невыполнения требо- вания ONÖRM B 4707:2010 по условному пределу Т а б л и ц а 2 . Качественные характеристики арматуры диаметром 12,0 мм после ручной и механической правки Параметры 1* 2* Вид правки ручная механическая ручная механическая Предел прочности σв, Н/мм2 625–627 626 628–640 637 736–739 738 746–749 748 Предел текучести σ0,2, Н/мм2 589–598 593 585–602 593 651–657 654 629–634 632 Отношение временного сопротивления к условному пределу текучести σв/σ0,2 1,057–1,060 1,058 1,069–1,079 1,074 1,12–1,14 1,13 1,17–1,19 1,18 Относительное удлинение d5, % 10,5–10,9 10,7 9,3–9,8 9,5 11,9–13,4 12,7 12,0–12,4 12,2 Полное относительное удлинение при максимальной нагрузке Agt, % 5,3–5,6 5,5 3,6–4,5 4,1 2,8–3,0 2,9 2,4–2,6 2,5 Относительная площадь смятия Fr 0,075 0,068 0,071 0,062 * Разработанные на БМЗ марки стали для производства холоднодеформированной арматуры . 3 (72), 2013 178 / текучести и/или полного относительного удлине- ния при максимальной нагрузке . На основании результатов исследований пла- стических и прочностных свойств арматуры после механической правки и имеющемся опыте в про- изводстве холоднодеформированной арматуры на БМЗ была разработана технология выплавки и проката катанки с оптимизированным химическим составом и физико-механическими свойствами для производства арматурной стали в соответствии со стандартом ONÖRM В 4200-7 . На примере результатов испытания арматуры диаметром 12,0 мм, изготовленной из катанки с оптимизированным химическим составом, рассмо- трим влияние механического способа правки на ее качественные характеристики (табл . 3, 4) . Как видно из таблиц, изменение пластических свойств и геометрических параметров арматуры по- сле механической правки коррелирует с данными, полученными при предварительных испытаниях . В отличие от использовавшихся ранее разработанная марка стали позволяет стабильно получать все проч- ностные и пластические свойства арматуры в соот- ветствии с требованиями ONÖRM B 4707:2010 . Таким образом, разработанная технология из- готовления катанки с оптимизированным химиче- ским составом позволяет изготавливать арматур- ную сталь класса B550A в соответствии с требова- ниями ONÖRM B 4707:2010 с учетом изменения ее качественных характеристик после механиче- ской правки и сертифицировать данную продук- цию по данному стандарту . Т а б л и ц а 3 . Результаты испытания арматуры трехстороннего периодического профиля диаметром 12,0 мм выпрямленной ручным способом Параметры Требования ONÖRM B 4707:2010 Среднее СКО Минимальное Максимальное Относительная площадь смятия мин . 0,040 0,086 0,0087 0,065 0,098 Временное сопротивление разрыву, Н/мм2 мин . 600 652 7,9 635 665 Условный предел текучести, Н/мм2 мин . 550 600 10,2 576 622 Отношение временного сопротивления разрыву к условному пределу текучести мин . 1,05 1,088 0,0093 1,079 1,102 Полное относительное удлинение при максимальной нагрузке Agt, % 2,5 5,0 0,98 3,8 7,0 Линейная плотность, кг/м 0,888±0,027 0,891 0,0080 0,872 0,910 Т а б л и ц а 4 . Результаты испытания арматуры трехстороннего периодического профиля диаметром 12,0 мм выпрямленной механическим способом (роторная правка) Параметры Требования ONÖRM B 4707:2010 Среднее СКО Минимальное Максимальное Относительная площадь смятия мин . 0,040 0,076 0,002 0,072 0,079 Временное сопротивление разрыву, Н/мм2 мин . 600 659 6 648 670 Условный предел текучести, Н/мм2 мин . 550 588 6,59 574 599 Отношение временного сопротивления разрыву к условному пределу текучести мин . 1,05 1,12 0,0076 1,11 1,13 Полное относительное удлинение при максимальной нагрузке Agt, % 2,5 3,8 0,176 3,5 4,1 Линейная плотность, кг/м 0,888±0,027 0,896 0,0046 0,889 0,903 Литература 1 . Физические основы рабочих процессов машин для изготовления арматуры железобетонных конструкций / С . А . Волков . Санкт-Петербург, 2001 .