Физико-механические свойства стали
Свойства арматуры зависят от химического состава, способа производства и обработки. В состав арматурной стали обычно входят углерод в количестве 0,2…0,8% и легирующие добавки. Увеличение количества углерода приводит к повышению прочности при одновременном снижении деформативности и свариваемости. Изменение свойств стали может быть достигнуто введением легирующих добавок. Марганец, хром повышают прочность без существенного снижения деформативности. Кремний, увеличивая прочность, ухудшает свариваемость.Химический состав стали определяется маркой. Например, в марке 25Г2С первое число обозначает содержание углерода в сотых долях процента (0,25%), буква Г — сталь легирована марганцем, цифра 2 — его содержание в процентах, С — наличие в стали кремния. Присутствие других химических элементов, например в марках 20ХГ2Ц, 23Х2Г2Т, обозначается буквами: X — хром, Ф — титан, Ц — цирконий.
Прочностные и деформативыые свойства сталей характеризуются диаграммой «γ — ε», полученной путем испытаний на растяжение стандартных образцов. Все арматурные стали по характеру диаграммы подразделяются на два вида: 1) мягкие, обладающие явно выраженной площадкой текучести; 2) твердые, с неявно выраженной плошадкой текучести. Основной характеристикой прочности стали Rs для сталей вида 1 является физический предел текучести уsy; для сталей вида 2 — условный предел текучести у0,2, принимаемый равным напряжению, при котором остаточные деформации составляют 0,2%. Помимо этого характеристиками диаграмм являются предел прочности уsw (временное сопротивление) и предельное удлинение при разрыве εsu, характеризующее пластические свойства стали. Малые предельные удлинения могут послужить причиной хрупкого обрыва арматуры под нагрузкой и разрушения конструкции; высокие пластические свойства сталей создают благоприятные условия работы железобетонных конструкций (перераспределение усилий в статически неопределимых системах; при интенсивных динамических нагрузках).
Повышение прочности арматурных сталей может быть достигнуто термическим упрочнением и механической вытяжкой. При термической обработке вначале осуществляется нагрев арматуры до 800 °С и быстрое охлаждение в масле, а затем нагрев до 300...400 °С с постепенным охлаждением. При механической вытяжке арматуры на 3...5% вследствие структурных изменений кристаллической решетки — наклепа — сталь упрочняется. При повторной вытяжке (нагрузке) диаграмма деформирования будет отличаться от исходной.