Üretim parametrelerinin beton çeliklerinin özelliklerine etkisi

Abstract

İnşaat sektörü, kendi kullanım amaçlan için betonarme çeliklerindeki yüksek emniyet ve düşük maliyet gibi konularla çok yakından ilgilenmektedir. Bu yüzden yüksek mekanik özelliklere sahip betonarme çelikleri, son yıllarda teknolojideki gelişmelere paralel olarak büyük boyutlarda kullanılmaya başlanmıştır. Bu çalışmada termo-mekanik (Tempcore) işlemle üretilen nervürlü beton çeliğinde uygulanan termo-mekanik işlemin malzemenin iç yapı ve mekanik özelliklere etkisi incelenmiştir. Bunun yanında bu çeliklerin kısa ömürlü yorulma davranışlan da araştınlmıştır. AFNOR FeE400 S kalitesindeki nervürlü beton çeliklerine uygulanan mekanik deneyler(Sertlik ve çekme) ve metalografik incelemeler ile malzemenin mikroyapı- mekanik özellik ilişkisi irdelenmiştir. Yapılan metalografik incelemeler sonucunda kesitin en dış tabakasında martensit, iç kısımlara doğru beynit+ferrit+perlit, merkez bölgesinde ise ferrit+perlit yapılan tespit edilmiş olup kesitin mikrosertlik taramasında, malzemenin sertliğinin; dış yüzeyinde en yüksek, merkeze doğru gidildikçe azaldığı tespit edilmiştir. AFNOR FeE400 S kalitesindeki farklı çaplardaki(16, 20, 25 mm) nervürlü beton çeliklerinde yapılan çekme deneyleri sonucunda hepsinin ilgili standartta verilen [9] mekanik özelliklerini(min.400MPa akma dayanımı, min.480MPa çekme dayanımı, min.%14 kopma uzaması) sağladığı tespit edilmiştir. Kısa ömürlü yorulma deneyleri, birim şekil değişimi kontrollü koşulda yapılmış ve yorulma ömürleri yanında çevrimsel deformasyondaki sertleşme veya yumuşama davranışlan da incelenmiştir. Yorulma deneyleri sırasında sıcaklık kontrolü de yapılmış, deney sonucunda kırılma yüzeyleri de incelenmiştir. Kısa ömürlü yorulma deneyleri sırasında malzemenin sıcaklığının arttığı, deney sonucunda ise malzemenin sertliğinin azaldığı tespit edilmiştir. Kısa ömürlü yorulma deneyi öncesi ve sonrası yapılan deneylerde yüzeyden merkeze doğru sertlik değerlerinde düşüş gözlenmiştir. Bu düşüş deney sonrasında, yüzeyde ve yüzeye yakın bölgelerde homojen, merkez ve merkeze yakın bölgelerde ise uniform olarak tespit edilmiştir. Yorulma numuneleri kınk yüzeyleri incelendiğinde birim şekil değişimi genliğinin artması ile son kırılma bölgesi alanının da arttığı gözlenmiştir. Kısa ömürlü yorulma deneyleri sırasında ilk çevrimlerde (N=50) düşük birim şekil değişimi genliklerinde deformasyon yumuşaması, yüksek birim şekil değişimi genliklerinde ise deformasyon sertleşmesi gözlenmiştir. Yapılan kısa ömürlü yorulma deneyleri sonucunda AFNOR FeE400 S kalitesindeki nervürlü ve termo-mekanik(Tempcore) yöntemle üretilmiş betonarme çelik için kısa ömürlü yorulma sabitleri c:-0.36, b:-0.05, af':575, £f':11 olarak belirlenmiştir.

The building traders give an importance to the safety and low cost of reinforcement steel for their aim of usage. So that, the reinforcement steel bars which have the best mechanical properties are being used in a huge amount by the techological advance in the last years. In this thesis, the effection of termo-mechanical process to the microstructure and mechanical properties of the reinforcement steel bar that is produced by termo- mechanical(Tempcore) process was examined. In addition, low cycle fatigue properties of this steel was investigated. By the mechanical tests (Tensile and hardness) the correlation of the mechanical and microstructural properties of the reinforcement steel in the standart of AFNOR and in the quality of FeE400 S was studied. In the end metalografical research; as the outer part of section martensite, inside of section bainite+ferrite+perlite, the center part is in ferrite+perlite was determined and the decrease in hardness from outer part of section to the inside was also determined in the result of microhardnees test In the end of tensile tests which were made with the various diameters(16, 20, 25mm) of reinforcement steel bars in the standart of AFNOR and in the quality of FeE400 S, the stability in the numbers of mechanical properties(min.400 MPa yield strength, min 480 MPa tensile strength and 14%elongation [9] ) in all specimens of steel was supplied. The low cycle fatigue tests were made in the condition of constant deformation amounts. In these tests not only the fatigue life but also the cycling softening and the cycling hardening condition of material was investigated. The temperature control of the specimens was made during the experiments and after the experiments the fracture surface of the material was searched. The increase in the temperature of material during the experiments and also the increase in the hardness of material after the experiments were determined. The hardness values of material before fatigue test and after fatigue test was determined. The homogeneous hardness decrease near surface and uniform hardness decrease near centre was determined. While searching the fracture surface of specimens the increase in the area of the last part of fracture surface was determined as the deformation amounts were increased. During the low cycle fatigue tests, in low deformation amounts the cyclic hardening and in high deformation amounts cyclic hardening in the first 50 cycles were determined. After the experiments of low cyle fatigue tests the constants for reinforcement steel bars that were produced by termo-mechanical process in the standart of AFNOR and in the quality of FeE400 S were found as c:-0.36, b:-0.05, of':575, £f':1 1.