Frage:
Wie wird beim Anbringen von Vorheiznieten mit dem Anlassen von Stahl umgegangen?
sharptooth
2015-03-14 18:08:37 UTC
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AFAIK Wenn Sie ein Stück Stahl auf hohe Temperatur erwärmen und es langsam abkühlen lassen (im Gegensatz zur Schockkühlung, indem Sie es beispielsweise in Wasser tauchen), wird Stahl weicher - das nennt man Tempern. Stahl, der weicher wird, bedeutet, dass er weniger Last tragen kann, ohne sich zu verformen.

Angenommen, wir verbinden Teile des Stahlwolkenkratzers mit Stahlnieten. Wir erhitzen sie im Feuer und stecken sie dann in Löcher und verformen ihre Schwänze. Während der Niet in eine ziemlich kühle umgebende Konstruktion eingeführt wird (und deformiert wird), kühlt er ab, was mehr oder weniger dem Temperierprozess ähnelt.

Es sieht also so aus, als ob die Installation von Nieten sie temperiert und daher eher weich und anfällig macht Verformung.

Wie wird dieser Prozess, bei dem Nieten weicher und "schwächer" werden, erklärt?

Hoffentlich springt jemand mit mehr Erfahrung in der Metallurgie ein, aber wie ich verstehe, gilt das Anlassen nur für Stahl, der zuerst (durch Abschrecken) gehärtet wurde. Die meisten Baustähle werden nicht abgeschreckt und befinden sich daher bereits in einem relativ weichen Zustand. Dies liegt daran, dass einer der großen Vorteile von Stahl als Baustoff seine Duktilität ist, die mit steigender Härte abnimmt. Einige hochfeste Schrauben werden abgeschreckt und angelassen und sind daher anfällig für Beschädigungen durch hohe Temperaturen.
Richtig, das Anlassen gilt nur für zuvor abgeschreckte martensitische Stähle. Das Tempern ist eine Wärmebehandlung, die die inneren Spannungen abbaut, die mit der schnellen martensitischen Phasenumwandlung und der damit verbundenen Volumenänderung verbunden sind. Das Tempern ermöglicht die Wiederherstellung einer beträchtlichen Duktilität bei minimalem Festigkeitsverlust in martensitischen Stählen, wenn dies korrekt durchgeführt wird.
Zwei antworten:
#1
+5
hazzey
2015-03-15 00:48:48 UTC
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ASTM A502 deckt Nieten für strukturelle Situationen ab. Die verknüpfte Version des Standards stammt aus dem Jahr 1976, aber es ist wahrscheinlich anzunehmen, dass sich die Niettechnologie seitdem nicht wesentlich geändert hat. Der neueste Standard ASTM A502 stammt jedoch aus dem Jahr 2009.

Die Nieten bestehen zunächst aus typischem Baustahl. Dies bedeutet, dass verwitterte Nieten der Klasse 3 aus ASTM A588 Stahl hergestellt werden. A588 ist eine gebräuchliche Bezeichnung für Baustahl mit atmosphärischer Korrosionsbeständigkeit.

Der eigentliche Niet wird nicht auf eine Temperatur erwärmt, die ausreicht, um die Stahlstruktur zu verändern, wie in diesem Artikel über Nieten angegeben :

Nieten wurden laut Handbüchern auf 950 ° F - 1050 ° F erhitzt. Dies ist nicht heiß genug für einen austenitischen Übergang, daher muss es nur zur Verursachung von Wärmeausdehnung gewesen sein ...

Wenn all dies zusammengefügt wird, beginnen die Nieten mit den Materialeigenschaften des Standards Baustahl und sind nicht erhitzt genug, um diese Eigenschaften zu ändern.

Um es explizit auszudrücken: Die A3-Kurve im Fe-C-Diagramm liegt über 727 ° C und 1050 ° F über 570 ° C. Um Austenit zu bilden, muss die A3-Temperatur überschritten werden, sodass sich die Eigenschaften der Nieten nicht wesentlich ändern sollten, außer bei einer Rekristallisation von Ferrit. Die Abkühlzeiten sind wahrscheinlich so niedrig, dass das Kornwachstum nicht in nennenswertem Maße auftritt, solange die Nieten nicht in einem stark kaltverformten Zustand erhalten wurden. Gute Antwort!
#2
+1
Chris Johns
2016-02-06 03:15:58 UTC
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Baustahl ist normalerweise nicht zur Wärmebehandlung vorgesehen.

Bei der Wärmebehandlung wird der Stahl über eine kritische Temperatur (typischerweise um 850 ° C) hinaus erhitzt und dann schnell abgekühlt, um seine Kristallstruktur zu ändern. Dies führt zu einer "beanspruchten" Struktur, die dazu neigt, die Zugfestigkeit und Härte auf Kosten der Zähigkeit und Duktilität zu erhöhen. Der Temperprozess beinhaltet das Wiedererhitzen von gehärtetem Stahl auf eine sehr spezifische Temperatur (typischerweise im Bereich von 180 bis 300 ° C), um diesen Prozess teilweise mit der spezifischen Tempertemperatur umzukehren, die eine Feinsteuerung des Gleichgewichts zwischen Härte und Zähigkeit ermöglicht.

Wenn der Stahl jedoch überhaupt nicht abgeschreckt wurde, hat das Erhitzen und langsame Abkühlen keinen großen Einfluss auf seine mechanischen Eigenschaften.

Anders ausgedrückt Anlassen und Glühen kehren den Effekt des Abschreckhärtens um, erweichen jedoch nicht gehärteten Stahl nicht.

Im Allgemeinen sind Baustähle so konstruiert, dass sie in einem nicht wärmebehandelten Zustand eine gute Zugfestigkeit und Duktilität aufweisen.

Es hat eindeutig wenig Sinn, Nieten für die Warm- oder Kaltumformung zu härten. Sobald sie abgekühlt sind, kehren sie einfach in den Zustand zurück, in dem sie sich vor dem Erhitzen befanden.



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