Термомеханическая обработка

Термомеханическая обработка — это металлургический механической или пластической деформации, процесс, который сочетает в себе процесс такой как сжатие или ковка , прокатка и т. д., с термическими процессами, такими как термообработка , закалка водой , нагрев и охлаждение с различными скоростями, в единый процесс. ^{[ 1 ]}

Применение в арматурной стали

В процессе закалки получается высокопрочный пруток из недорогой низкоуглеродистой стали . В ходе процесса происходит закалка поверхностного слоя прутка, что создает давление и деформирует кристаллическую структуру промежуточных слоев, и одновременно начинается отпуск закаленных слоев с использованием тепла от сердцевины прутка.

Стальные заготовки площадью 130 мм² («карандашные слитки») нагреваются примерно до 1200–1250°C в печи повторного нагрева. Затем их постепенно прокатывают, чтобы уменьшить заготовки до окончательного размера и формы арматурного стержня . После последней прокатной клети заготовка проходит через закалочную камеру. Закалка превращает поверхностный слой заготовки в мартенсит и вызывает его усадку. Усадка оказывает давление на ядро, помогая сформировать правильные кристаллические структуры. Сердцевина остается горячей и аустенитной . Микропроцессор контролирует поток воды в закалочную камеру, чтобы управлять разницей температур в поперечном сечении стержней. Правильный перепад температур гарантирует, что все процессы протекают, а прутки обладают необходимыми механическими свойствами. ^{[ 2 ]}

Пруток выходит из закалочной камеры с градиентом температуры по поперечному сечению. По мере охлаждения стержня тепло течет от центра стержня к его поверхности, так что тепло и давление стержня правильно закаляют промежуточное кольцо мартенсита и бейнита .

Наконец, медленное охлаждение после закалки автоматически превращает аустенитный сердечник в феррит и перлит на охлаждающем слое.

Таким образом, эти прутки имеют различную микроструктуру в поперечном сечении, имея прочный, вязкий, отпущенный мартенсит в поверхностном слое прутка, промежуточный слой мартенсита и бейнита, а также очищенное, прочное и пластичное ферритное и перлитное ядро.

Когда обрезанные концы прутков ТМТ травятся в нитале (смесь азотной кислоты и метанола ), появляются три отдельных кольца: 1. Закаленное внешнее кольцо из мартенсита, 2. Полузакаленное среднее кольцо из мартенсита и бейнита и 3. Мягкое круглое ядро из бейнита, феррита и перлита. Это желаемая микроструктура для качественной строительной арматуры.

Напротив, арматура более низких сортов скручивается в холодном состоянии, поэтому их закаливают для увеличения прочности. Однако после термомеханической обработки (ТМО) прутки не нуждаются в дополнительной закалке. Поскольку во время ТМО нет скручивания, не возникает напряжения кручения, и поэтому напряжение кручения не может образовывать поверхностные дефекты в стержнях ТМО. Поэтому стержни ТМТ сопротивляются коррозии лучше, чем стержни холодного, скрученного и деформированного (CTD) характера.

После термомеханической обработки некоторые марки, которыми можно покрывать стержни TMT, включают Fe: 415/500/550/600. Они намного прочнее по сравнению с обычными стержнями CTD и придают бетонной конструкции до 20% больше прочности при том же количестве стали.

Ссылки

^ Дегармо, Э. Пол; Блэк, Джей Т.; Кохсер, Рональд А. (2003). Материалы и процессы в производстве (9-е изд.). Уайли. п. 388. ИСБН 0-471-65653-4 .
^ Новилл, Дж. Ф. (июнь 2015 г.). TEMPCORE, наиболее удобный процесс производства недорогой высокопрочной арматуры диаметром от 8 до 75 мм (PDF) . 2-й ЭСТАД – МЕТЕК. Дюссельдорф.

[1] Дегармо, Э. Пол; Блэк, Джей Т.; Кохсер, Рональд А. (2003). Материалы и процессы в производстве (9-е изд.). Уайли. п. 388. ИСБН 0-471-65653-4 .

[2] Новилл, Дж. Ф. (июнь 2015 г.). TEMPCORE, наиболее удобный процесс производства недорогой высокопрочной арматуры диаметром от 8 до 75 мм (PDF) . 2-й ЭСТАД – МЕТЕК. Дюссельдорф.

[ 1 ]

[ 2 ]