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La présente invention est relative à un procédé de fabrication d'aciers à béton de haute qualité (aciers d'arma- ture) présentant une limite d'allongement d'au moins 50 kg/mm2, une résistance d'au moins 60 kg/mm2 et un allongement (pour 1 =
10 d), d'au moins 8 %.
Les procédés connus pour fabriquer des aciers à béton de haute qualité, par augmentation de la limite d'allongement et de la résistance, à l'aide d'une déformation à froid, con- sistent à étirer, à laminer à froid, à allonger et à torsader les aciers. Le procédé d'étirage n'est approprié que pourdes petites dimensions et lorsqu'on désire des surfaces lisses.
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Des aciers à béton de haute qualité doivent toutefois présen- ter une surface rugueuse, le plus possible profilée, afin d'adhé- rer mieux dans le béton. On obtient de telles surfaces lors d'un laminage à chaud en entaillant des profiléscorrespendants dans les calibres, ainsi qu'on le fait de préférence. Si ce profilage, doit par contre être obtenu par laminage froid, on utiliser alors à cet effet des forces très élevées et la matière d'oeuvre est soumise à de fortes contraintes.
Compte non tenu des lour-. des et coûteuses unités mécaniques qui sont nécessaires et qui sont soumises à une forte usure, seules les matières d'oeuvre de haute qualité,résistantes au vieillissement, sont relative, ment appropriées à cet effet, Autrement les tensions creuses dans l'acier, qui peuvent donner lieu à des criques, doivent être rendues non nuisibles par des traitements thermiques coû- teux. Dans le procédé d'allongement, il subsiste encore un ris- que de contrainte dans la barre, lorsqu'il est nécessaire par ce procédé d'obtenir une forte augmentation de la limite d'allon- gement.
Finalement, on a également fait connaître comme pro- cédé de fabrication d'aciers à béton, la torsion à froid des barres. d'acier. Ce,procédé paraît être très favorable du fait que les machines nécessaires ne sont pas coûteuses et ne sont pas soumises à une usure notable, Le procédé de torsion à froid présente aussi l'avantage d'améliorer la matière d'oeuvre très ,...uniformément et sans que l'augmentation de la limite d'allonge* 'ment soit la cause de contraintes sur toute la longueur de la barre.
Il est vrai qu'on peut, ainsi que cela a déjà été pro- posés dans le cas de la torsion à froid, utiliser avantageuse- ment une matière d'armature très bon marché qui possèdeune limite d'allongement élevée, tout en économisant de façon nota- ble du poids et des frais dans ce cas le degré de torsion doi
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présenter un pas de 15 à 5 fois le diamètre.
Toutefois, il s'est avéré dans la pratique que les hautes valeurs nécessaires dans ce cas pour la limite d'allongement et la résistance d'un acier à béton, par suite des degrés de torsion nécessaires, ne sont possibles que dans le cas des aciers Siemens-Martin coûteux, résistant au vieillissement et plus mous, ou ne sont possibles, avec des degrés moindres de torsion, que dans le cas des aciers davantage,alliés et par suite également coûteux.
Dans le cas des qualités d'acier bon marché qui, comme telles sont particu- lièrement appropriées pour l'utilisation en série comme aciers à béton, on ne peut pas, par suite du vieillissement, attein- dre les valeurs élevées de résistance et de limite à l'allonge- ment, 'par suite des apparitions de criques survenant lors d'une torsion très forte.
La présente invention a pour objet la fabrication d'un acier à béton (acier d'armature) qui présente une limite d'allongement d'au moins 50 kg/mm, une résistance d'au moins
60 kg/mm2 et un allongement de rupture (1 = 10 d) d'au moins
8 %, et appartient dans ce cas aux qualités d'acier bon marché qui sont pratiquement appropriées pour l'utilisation en série d'aciers à béton.
On part, dans ce cas, du fait que l'on utilise le procédé très approprié et très favorable de revenu, notamment la torsion à froid des aciers.
Conformément à l'invention, on propose d'utiliser des 'barres d'acier Thomas d'une teneur en carbone de 0,03 à 0,25 % qui ont été tordues à froid avec un pas de 3 à 12 fois le dia- mètre, auquel cas le degré de torsion, le diamètre de la barre 'et la teneur en carbone se trouvent en dépendance mutuelle.
'Il s'est avéré, qu'on peut, conformément à l'inven- tion et avec un avantage particulier, utiliser, pour la prépa-
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ration de cet acier à béton de haute valeur, un acier Thomas légèrement carburé, calmé ou non oalmé, sans qu'on ait besoin d'augmenter trop fortement le degré de torsion.
C'est ainsi, par exemple, que'pour un essai à la trac- tion effectué dans le cas d'un acier Thomas'non calmé compor- tant : 0,19 % de carbone 0,061 % de phosphore 0,42 % de manganèse 0,039 % de soufre on a, pour différentes dimensions de l'acier à barre et pour différents degrés de torsion à froid (pas), déterminé les va- leurs suivantes
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Limite "d'allongement en kg/RUI 2
EMI4.2
---------------------------------------------------------------
EMI4.3
<tb> pas <SEP> Dimensions <SEP> du <SEP> 0 <SEP> en <SEP> mm.
<tb>
<tb>
12 <SEP> 16 <SEP> 20 <SEP> 24 <SEP> . <SEP> 28 <SEP> 32
<tb>
EMI4.4
-----------------------------------------------------------------
EMI4.5
<tb> 6 <SEP> x <SEP> d <SEP> 57,1 <SEP> 56,2 <SEP> 56,0 <SEP> 54,5 <SEP> 53,5 <SEP> 52,0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 8 <SEP> x <SEP> d <SEP> 53,6 <SEP> 53,5 <SEP> 52,5 <SEP> 53,5 <SEP> 51,0 <SEP> 50,3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Résistance <SEP> en <SEP> kg/mm2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 6 <SEP> x <SEP> d.
<SEP> 69,0 <SEP> 66,0 <SEP> 66,5 <SEP> 66,5 <SEP> 65, <SEP> 64,5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 8 <SEP> x <SEP> d <SEP> 66,5 <SEP> 65,5 <SEP> 66,0 <SEP> - <SEP> 64,8 <SEP> 64,5 <SEP> 62,8
<tb>
EMI4.6
----------------------------------------------------------------
EMI4.7
<tb> Allongement <SEP> (1 <SEP> 10 <SEP> x <SEP> d) <SEP> en <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb> 6 <SEP> x <SEP> d <SEP> 10,8 <SEP> 10,8 <SEP> 9,6 <SEP> 8,4 <SEP> 8,4 <SEP> 9,4
<tb>
<tb>
<tb> 8 <SEP> x'd <SEP> 11,8 <SEP> 12,0 <SEP> 11,4 <SEP> 9,6 <SEP> 9,6 <SEP> la <SEP> ,1 <SEP>
<tb>
EMI4.8
---------------L------------é---é--------------------------------- ---------------------- !-------------------------------------------- De même lors d'un essai de traction effectué de la
EMI4.9
mgme manière qu> =-. r-l-,2,ne 19 3.s d'#'1 !1':!:
l9r Ther-'1s oa3 comportant
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0,16% de oarbone 0,038 % de phosphore
0,20% de silicium 0,039% de soufre 0,31 % de manganèse 0,035 % d'aluminium on a trouvé les valeurs suivantes :
EMI5.1
Limite d'allongement kA/mm Limite d'allongement en kg/mm2
EMI5.2
------------------------------------------------------------------
EMI5.3
<tb> pas <SEP> Dimensions <SEP> du <SEP> / <SEP> en <SEP> mm.
<tb>
<tb> 12 <SEP> 16 <SEP> 20 <SEP> 24 <SEP> 28 <SEP> 32
<tb>
EMI5.4
----------------------------------------------------------------.
EMI5.5
<tb>
6 <SEP> x <SEP> d <SEP> 55,0 <SEP> 57,0 <SEP> 52,0 <SEP> 54,5 <SEP> 54,8 <SEP> 52,8
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 8 <SEP> x <SEP> d <SEP> 54,7 <SEP> 51,8 <SEP> 51,5 <SEP> 52,0 <SEP> 52,7 <SEP> 51,4
<tb>
EMI5.6
-----------------------------------------------------------------
EMI5.7
<tb> Résistance <SEP> en <SEP> kg/mm2
<tb>
<tb>
<tb> 6 <SEP> x <SEP> d <SEP> 66,0 <SEP> 66,5 <SEP> 65,3 <SEP> 64,5 <SEP> 65,3 <SEP> 63,5 <SEP> ' <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 8 <SEP> x <SEP> d <SEP> 65,0 <SEP> 64,3 <SEP> 62,7 <SEP> 62,8 <SEP> 62,5 <SEP> 61,3
<tb>
EMI5.8
-------------------------------------------------------------------
EMI5.9
<tb> Allongement <SEP> (1 <SEP> = <SEP> 10 <SEP> d) <SEP> en <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb> 6 <SEP> x <SEP> d <SEP> 9,4 <SEP> la,3 <SEP> Il,0 <SEP> Il,7 <SEP> 9,4 <SEP> la,6
<tb>
<tb> 8 <SEP> x <SEP> d <SEP> 12,1 <SEP> Il,4 <SEP> 12,
0 <SEP> la <SEP> ,8 <SEP> 10,0 <SEP> la,7
<tb>
EMI5.10
---------------------------------------------------------------¯.
Il s'est en outre avéré, lors des essais, que ces ' aciers supportaient bien les essais usuels de cintrage (mandrin de cintrage 2 x d, angle de cintrage 180 ) et ne présentaient pas de fissures superficielles. De même, ,pour que les barres, ...lors d'essais de cintrage en arrière, rescrits dans les très 'récentes conditions imposées pour les aciers nervurés à béton.
(diamètre du galet 8 d, angle de cintrage 45 , ébullition 1/2' heure dans l'eau, angle de cintrage en arrière 22 , 30'), res- 'tent sans fissures, on met avantageusement en oeuvre, pour des forces inférieures à 22 mm de 0, des aciers Thomas non calmés et pour des forces supérieures à 20 mm de , des aciers Thomas
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calmés. A l'état non torsadé les aciers utilisés pour les essais présentaient des résistances'de 44 à 50 kg/mm2, Le torsadage à froid d'un acier Thomas faiblement carburé fournit donc un acier à béton de haute qualité satisfaisant à toutes les exigences.
Comme autres exemples dans les séries d'essais qui ont été exécutés, on citera ceux des essais de traction qui ont été effectués avec un acier Thomas normal de la composition suivante : 0,06 % de carbone 0,050 % de phosphore
0,30 % de manganèse 0,029 % de soufre
0,012% d'azote
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<tb>
<tb> Dimen- <SEP> pas <SEP> : <SEP> Limite <SEP> :Résistance <SEP> : <SEP> Rapport <SEP> :Allonge-. <SEP> Contraintes
<tb>
EMI6.2
sion : :d'allon- : en :d 1 a11on- : ment
EMI6.3
<tb> en <SEP> mm <SEP> : <SEP> : <SEP> gement <SEP> kg/mm2 <SEP> gement <SEP> : <SEP> 10 <SEP> x <SEP> d <SEP> : <SEP>
<tb>
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<tb> :en <SEP> kg/mm <SEP> 2: <SEP> en <SEP> % <SEP> : <SEP> en <SEP> % <SEP>
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#..
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5 <SEP> 0 <SEP> :4 <SEP> x <SEP> d: <SEP> 56,1 <SEP> 64,0 <SEP> 87,5 <SEP> : <SEP> 14,0 <SEP> 62,0
<tb>
<tb> :5 <SEP> x <SEP> d: <SEP> 54,8 <SEP> : <SEP> 52,7 <SEP> 87,4 <SEP> 15,0 <SEP> 62,5
<tb> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> :
<tb> :6 <SEP> x <SEP> d: <SEP> 53,8' <SEP> 61,8 <SEP> 87,0 <SEP> : <SEP> 17,0 <SEP> : <SEP> 62,3
<tb> : <SEP> non <SEP> : <SEP> :
<tb> :tordu: <SEP> 22,8 <SEP> 37,7 <SEP> 60,5 <SEP> 33,0 <SEP> 70,2
<tb>
<tb> 60 <SEP> :4 <SEP> x <SEP> d <SEP> 61,1 <SEP> 65,1 <SEP> 94,0 <SEP> 11,7 <SEP> 58,4
<tb>
<tb> :5 <SEP> x <SEP> d: <SEP> 58,3 <SEP> 64,3 <SEP> 90,8 <SEP> : <SEP> 13,3 <SEP> 62,4
<tb>
<tb> 6 <SEP> x <SEP> d: <SEP> 57,6 <SEP> . <SEP> 64,6 <SEP> 89,2 <SEP> 14,2 <SEP> : <SEP> 62,4
<tb> .: <SEP> non <SEP> : <SEP> :
<tb> :tordu: <SEP> 26,6 <SEP> :
<SEP> 41,4 <SEP> 64,3 <SEP> 32,4 <SEP> 73,4
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L'invention est encore complétée par le fait qu'une modi- fication de la teneur en manganèse, en phosphore et en azote fait .varier de façon correspondante le degré de torsion nécessaire.
Cela signifie qu'en dehors du choix d'une teneur en car- bone déterminée, la valeur de la limite d'allongement, de la résistance et de l'allongement se trouve influencée en dépendance au degré de torsion et du diamètre de la barre.
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En utilisant l'idée de l'invention, on peut ainsi, d'une , manière économique, fabriquer un acier à béton de haute.qualité présentant une limite d'allongement minimum de 50 kg/mm2, une résistance minimum de 60 kg/mm2 et un allongement minimum de 8 %.
REVENDICATIONS
1) Procédé de fabrication d'aciers à béton de haute qualité (aciers d'armature) présentant une limite d'allongement d'au moins 60 kg/mm2 et un allongement (1 = 10 d) d'au moins 8 %, caractérisé par le fait qu'on utilise des barres en acier Thomas d'une teneur en carbone de 0,03 à 0,25 % qui ont été tordues à froid avec un pas de 3 à 12 fois le diamètre, le degré de tor- sion, le diamètre de la barre et la teneur en carbone étant en dépendance mutuelle.