El procesamiento termomecánico es un proceso metalúrgico que combina procesos de deformación mecánica o plástica como compresión o forjado , laminado , etc. con procesos térmicos como tratamiento térmico , enfriamiento con agua, calentamiento y enfriamiento a varias velocidades en un solo proceso. [1]
El proceso de enfriamiento produce una barra de alta resistencia a partir de acero económico con bajo contenido de carbono . El proceso enfría la capa superficial de la barra, lo que presuriza y deforma la estructura cristalina de las capas intermedias, y simultáneamente comienza a templar las capas enfriadas utilizando el calor del núcleo de la barra.
Los tochos de acero de 130 mm² ("lingotes de lápiz") se calientan a aproximadamente 1200 °C a 1250 °C en un horno de recalentamiento. Luego, se laminan progresivamente para reducir los tochos al tamaño y forma finales de barra de refuerzo . Después del último tren de laminación, el tocho pasa a través de una caja de enfriamiento. El enfriamiento convierte la capa superficial del tocho en martensita y hace que se contraiga. La contracción presuriza el núcleo, ayudando a formar las estructuras cristalinas correctas. El núcleo permanece caliente y austenítico . Un microprocesador controla el flujo de agua hacia la caja de enfriamiento, para gestionar la diferencia de temperatura a través de la sección transversal de las barras. La diferencia de temperatura correcta garantiza que se produzcan todos los procesos y que las barras tengan las propiedades mecánicas necesarias. [2]
La barra sale de la caja de enfriamiento con un gradiente de temperatura a través de su sección transversal. A medida que la barra se enfría, el calor fluye desde el centro de la barra hacia su superficie, de modo que el calor y la presión de la barra templan correctamente un anillo intermedio de martensita y bainita .
Finalmente, el enfriamiento lento después del enfriamiento templa automáticamente el núcleo austenítico a ferrita y perlita en el lecho de enfriamiento.
Por lo tanto, estas barras exhiben una variación en la microestructura en su sección transversal, teniendo martensita templada, fuerte y tenaz en la capa superficial de la barra, una capa intermedia de martensita y bainita, y un núcleo de ferrita y perlita refinado, tenaz y dúctil.
Cuando los extremos cortados de las barras TMT se graban en Nital (una mezcla de ácido nítrico y metanol ), aparecen tres anillos distintos: 1. Un anillo exterior templado de martensita, 2. Un anillo medio semitemplado de martensita y bainita, y 3 Un núcleo circular suave de bainita, ferrita y perlita. Esta es la microestructura deseada para barras de refuerzo de construcción de calidad.
Por el contrario, las varillas de refuerzo de menor calidad se tuercen cuando están frías, lo que las endurece para aumentar su resistencia. Sin embargo, después del tratamiento termomecánico (TMT), las barras no necesitan más endurecimiento por trabajo. Como no hay torsión durante el TMT, no se produce tensión de torsión y, por lo tanto, la tensión de torsión no puede formar defectos superficiales en las barras de TMT. Por lo tanto, las barras TMT resisten mejor la corrosión que las barras frías, torcidas y deformadas (CTD).
Después del procesamiento termomecánico, algunos grados en los que se pueden cubrir las barras TMT incluyen Fe: 415/500/550/600. Son mucho más fuertes en comparación con las barras CTD convencionales y brindan hasta un 20% más de resistencia a la estructura de concreto con la misma cantidad de acero.