Wytrzymałość zmęczeniowa

Dodatkowe wymagania związane są ze specyfiką konstrukcji różnych cięgien i ich zakotwień oraz specyfiką tych cięgien. Próba przeginania jest również sposobem badania plastyczności, ale przy zginaniu. Próba ta polega na parokrotnym zagięciu pod kątem prostym pojedynczego drutu lub pręta na wałku średnicy kilkakrotnie większej od ich średnicy (program uprawnienia budowlane na komputer).

Dobra przyczepność do betonu, wynikająca z właściwości powierzchniowych warstw stali oraz z kształtu cięgien, jest cechą szczególnie istotną dla zakotwień przyczepnościowych, ale ma znaczenie we wszystkich konstrukcjach, w których cięgna mają stały kontakt z betonem lub zaczynem iniekcyjnym. Odporność na wielokrotne obciążenia, czyli wysoka wytrzymałość zmęczeniowa, ma szczególne znaczenie dla cięgien w konstrukcjach poddanych dużym obciążeniom zmiennym (belki podsuwnicowe, podkłady kolejowe itp.) (program uprawnienia budowlane na ANDROID).

Odporność na skrajni temperatury jest związana z warunkami pracy cięgien w elementach poddanych działaniu wysokich lub niskich temperatur, wynikających z przemysłowych procesów technologicznych lub warunków klimatycznych (uprawnienia budowlane).

Cięgna sprężające, stosownie do omówionych wymagań, wykonuje się ze stali wysokiej wytrzymałości.

Pod względem składu chemicznego i technologii obróbki wyróżnia się dwie grupy stali sprężających:

• stal wysokowęglowa przeciągana na zimno (druty),
• stal wysokostopowa walcowana na gorąco (pręty) (program egzamin ustny).

W każdej grupie wyróżnia się różne gatunki, zależnie od uzupełniającej obróbki termicznej oraz domieszek chemicznych. Stale wysokowęglowe mają w składzie chemicznym do 1% zawartości węgla, a ponadto celowe domieszki manganu, krzemu, chromu, niklu, miedzi oraz niekorzystne, trudne do wyeliminowania zanieczyszczenia, takie jak siarka i fosfor (opinie o programie). Zwiększenie zawartości węgla wpływa na wzrost wytrzymałości stali, lecz kosztem zwiększenia kruchości. Domieszki metali, a zwłaszcza manganu, wpływają na zwiększenie odporności na przeginanie i obciążenia wielokrotne.

W naszym kraju stosuje się stal wysokowęglową klasy D-II gatunków DB88 i DB92 w postaci drutów przeciąganych z materiału wyjściowego, jaki stanowi walcówka średnicy 8*M0 mm. Liczby za symbolem DB wskazują zawartości węgla (0,88 i 0,92%). Walcówka poddawana jest wstępnej obróbce termicznej, tzw. patentowaniu, polegającej na nagrzewaniu do 850-950°C i gwałtownym ochłodzeniu w kąpieli ołowiowej do 450-500°C. Po tym zabiegu prowadzi się zasadniczą operację przeciągania w kolejnych ciągadłach zmniejszających pole przekroju każdorazowo o 15-20%, aż do uzyskania wymaganej średnicy. Im więcej kolejnych operacji przeciągania, tym wyższa wytrzymałość drutu, ale tym mniejsze odkształcenie graniczne przy zerwaniu (segregator aktów prawnych).

Stale wysokowęglowe mogą być ulepszane, co polega na końcowej obróbce termicznej (tzw. odpuszczaniu), w kąpieli olejowej w temperaturze 350-380 C, i powolnym studzeniu po wyjęciu zltąpieli. Usuwa się w ten sposób wewnętrzne naprężenia pozostałe po przeciąganiu. W Polsce ulepszania stali sprężających nie stosuje się.

Wysokostopowe stale prętowe cechuje wyraźnie niższa wytrzymałość niż stale wysokowęglowe, ale bardzo korzystne inne właściwości wpływają na ich szerokie rozpowszechnienie w świecie. Główne zalety tych stali to technologiczna możliwość uzyskania prętów o większych średnicach, znacznie wyższa odporność na korozję, większa plastyczność, większa odporność na podwyższone temperatury i możliwość obróbki mechanicznej (promocja 3 w 1). Pod względem składu chemicznego stale te wyróżnia niewielka zawartość węgla, natomiast stosunkowo duże domieszki krzemu, manganu i chromu. Ilości tych domieszek są zróżnicowane; przykładowo stal stopowa klasy 110/135 typu Sigma (firma Krupp, RFN) zawiera: 0,3% C, 1,5% Si, 0,3% Cr, 0,7% Mn, a japońska stal Ulbon (firma Neturen) zawiera: 0,32% C, 1,54% Si i 0,79% Mn.