میلگرد ترمکس چیست + خواص مکانیکی و 6 مزیت

میلگردها یکی از مهم‌ترین و کاربردی‌ترین محصولات و مصالح ساختمانی چه در ایران و چه در کل دنیا به حساب می‌آیند. از ابتدای یک پروژه عمرانی که شامل بتن‌ریزی و غیره می‌شود تا مراحل انتهایی ساخت و ساز، از میلگردهای فولادی با هدف افزایش مقاومت یک سازه استفاده می‌شود.

میلگردها دارای انواع مختلفی هستند که در مقالات دانشنامه شاهین فلز سپاهان، به‌طور جامع این موارد را بررسی نموده‌ایم. یکی از فناوری‌های جدید ساخت میلگرد، فناوری ترمکس است. میلگرد تولید شده با این فناوری، میلگرد ترمکس نام دارد. در مقاله پیش رو قصد داریم این مقطع فولادی را بیش‌تر بررسی نماییم. با ما تا انتهای این مطلب کاربردی همراه شوید.

تکنولوژی QST چیست؟

تکنولوژی Quenched and Self-Tempered یا به اختصار QST به معنی فرونشسته یا خودآب‌دیده است. این تکنولوژی در سال‌های بین 1970 تا 1990 میلادی به درخواست مهندسان عمران برای افزایش استحکام میلگرد آجدار با هدف تسهیل ساخت آسمان خراش‌های بزرگ، اختراع شد.

این تکنولوژی، به ‌صورت یک فرآیند درون‌خطی در واحدهای نورد گرم میلگرد می‌باشد و هدف آن، رساندن مقاومت تسلیم میلگرد به 500 نیوتن بر متر مربع است. تکنولوژی QST سبب شده است تا برای تولید میلگردهایی با مقاومت تسلیم بالا احتایج به تغییر در ترکیب شیمیایی فولاد تولید شده نباشد؛ چراکه در صورت تغییر در ترکیب شیمیایی فولاد و افزایش درصد کربن و منگنز، مقاومت تسلیم میلگردِ تولیدی، افزایش پیدا می‌کند.

این تغییر ترکیب و افزایش درصد کربن، منجر به کاهش قابلیت جوشکاری میلگرد می‌شود و بنابراین استفاده از آن به‌عنوان آرماتور، چندان مناسب نیست. در نتیجه استفاده از فناوری QST در تولید میلگرد و عدم استفاده از آلیاژسازی برای تولید میلگرد مورد استفاده به ‌عنوان آرماتور، هزینه‌های آلیاژ سازی، نیروی انسانی و در کل، هزینه‌ی تولید فولاد مصرفی در تولید میلگرد، کاهش پیدا کرد.

تعریف ترمکس

پس از گسترش استفاده از فناوری QST در ساخت میلگرد، این روش، توسط کارخانه‌ای در کشور هند بهینه‌سازی و استانداردسازی شد و تحت نام تجاری  THERMEXبه‌صورت گسترده به کارخانه‌های فولاد سازی در جهان عرضه گشت. کارخانه‌های تولید میلگرد که تمایل دارند میلگرد ترمکس تولید نمایند، پس از اتمام کار خط نورد گرم، اقدام به دریافت لایسنس ترمکس می‌کنند و پس از جای‌گذاری تجهیزات مورد نیاز مربوط به فرآیند تولید، اقدام به تولید میلگرد ترمکس آزمایشی می‌کنند و پس از تولید، نمونه اصلی را به تولید می‌رسانند.

در صورتی ‌که مشخص شود میلگرد تولید شده، بدون مشکل به مقاومت تسلیم 500 نیوتون بر متر مربع رسیده است، کارخانه مجوز مربوطه را دریافت می‌نماید. کارخانه‌ها در سراسر جهان، میلگرد ترمکس را با حک کردن حرف T انگلیسی بر روی آن مشخص می‌کنند.

میلگرد ترمکس چیست و روش تولید آن به چه صورت است؟

میلگرد ترمکس به وسیله تکنولوژی QST که پیش‌تر آن را معرفی کردیم، ساخته می‌شود. در تولید میلگرد با این فناوری، میلگردها به ‌صورت یک عملیات درون خطی پس از مرحله نورد و به وسیله تکنولوژی ترمکس آبدهی شده، سطح آن سرد و سپس دمای درونی میلگرد به صورت طبیعی پایین آمده و میلگرد خنک می‌گردد.

بنابراین، به میلگردی که توسط فرآیند خاموش کردن و  یا Self-tempering در مراحل نهایی نورد تولید شده باشد، میلگرد ترمکس می‌گویند.  در روش ساخت میلگرد ترمکس، میلگرد فولادی تولید شده در فرآیند نورد گرم را از آب می‌گذرانند.

عملیات خنک کاری آبی پس از نورد میلگرد به روش معمولی، سبب افزایش سختی سطح این نوع میلگرد آجدار می‌شود. به علت سرعت بالا در خنک کاری، ساختار سطح میلگرد تغییر یافته و بسیار سخت و شکننده می‌گردد. در حالی که مرکز میلگرد، همچنان نرم و منعطف می‌باشد.

در ادامه به علت گرمی مرکز میلگرد و سردی سطح آن، گرما از مرکز به سطح انتقال پیدا می‌کند و سطح بیرونی میلگرد، خود به خود دوباره گرم می‌شود. طی شدن این مراحل منجر به آن می‌شود که در نهایت، ساختار کریستالی سطح میلگرد که در ابتدا سخت و شکننده شده بود، تغییر نماید و شکنندگی جای خود را به چقرمگی بالا دهد.

نحوه تشخیص میلگرد ترمکس

برای شناخت میلگرد ترمکس، کافی است به کد نشانه گذاری یا حروف اختصاری حک شده بر روی میلگرد توجه کنید. وجود حرف T در حروف اختصاری، نشان دهنده تولید میلگرد به روش ترمکس است. به طور مثال حروف CT و JT به صورت زیر تعریف می شود:

• علامتCT : معنی میلگرد A3 یا آج 400 که به روش ترمکس تولید شده است.
• علامتHT: به معنی میلگرد A3 یا آج 420 که به روش ترمکس تولید شده است.

خواص مکانیکی میلگرد ترمکس

خواص مکانیکی این میلگردهای فولادی شامل موارد زیر است:

شاخص	مقدار	مزیت ایجاد شده
استحکام تسلیم	۵۰۰ نیوتن بر متر (۴۵۰ تا ۵۵۰)	استحکام بالاتر
درصد کربن	۰.۱۵٪	مقاومت بهتر در برابر حرارت
درصد ازدیاد طول	۱۶ تا ۲۳ درصد	مقاومت بهتر در برابر زلزله و سایر خطرات طبیعی
نسبت استحکام کششی به حداقل تنش تسلیم	۱/۱۲ (TS/YS)	استحکام بالاتر
سختی در جداره	بیش از ۲۶۰ ویکرز	استحکام بالاتر
سختی در مرکز	۱۵۰ تا ۱۶۰ ویکرز	انعطاف‌پذیرتر

مراحل تولید میلگردهای ترمکس چیست؟

خصوصیات و استحکام بالای میلگرد ترمکس، آن را برای بسیاری از صنایع مهم کرده است. فرآیند تولید میلگرد ترمکس، شامل مجموعه‌ای از فرآیندهای نورد، کوئنچ کردن، عملیات حرارتی تمپر کردن و خنک سازی است. این مراحل به شرح زیر می‌باشد:

Quenching  (کوئنچ کردن یا فرآیند خنک کردن): در این مرحله، میله‌ها پس از خروج از خط نورد گرم وارد سیستم اسپری آب می‌شوند که به سیستم ترمکس معروف می‌باشد. در این سیستم، پوسته بیرونی به سرعت خنک و سخت می‌گردد. به آن معنا که در حالی که هسته میلگرد، گرم و آستنیتی باقی می‌ماند، یک پوسته مارتنزیتی تشکیل می‌شود.

آستنیتی کردن به معنای حرارت دادن آهن یا آلیاژهای پایه آهن تا رسیدن به دمای تغییر ساختار کریستالی از فریت به آستنیت است. آستنیتی کردن فولاد، اغلب اولین مرحله عملیات حرارتی است که برای یکنواخت کردن غلظت کربن در کریستال‌های آستنیت لازم می‌باشد.

Self Tempering (خود تلطیفی): عملیات تمپر کردن یا تمپرینگ، یعنی انجام یک عملیات حرارتی روی فولاد که طی آن خواص فیزیکی و شیمیایی فولاد تغییر می‌یابد. افزون بر آن در این مرحله، سختی کاهش و شکل‌پذیری افزایش پیدا می‌کند.

در این مرحله از تولید میلگرد ترمکس، زمانی که میله‌ها از مرحله کوئنچینگ ترمکس خارج می‌شوند، به علت آن‌که هسته میلگرد همچنان داغ است، گرما از هسته به سطح جریان پیدا می‌کند و باعث تلطیف لایه بیرونی می‌شود؛ در نتیجه ساختاری به نام مارتنزیت تمپر شده تشکیل می‌گردد.

مارتنزیت (martensite) : به ساختار سخت حاصل از سرد کردن سریع فولادهای کربنی اطلاق می‌شود. مارتنزیت از سرد کردن سریع آستنیت به وجود می‌آید.

خنک کننده اتمسفر ( Atmospheric Cooling): هنگامی که سلف تمپرینگ یا خود تلطیفی به اتمام رسید، میله‌ها برای خنک سازی آماده می‌شوند. این کار در بستر خنک کننده در دمای معمولی انجام می‌گردد. در این مرحله، هسته آستنیتی به صورت ساختار فریت-پرلیت تبدیل می‌شود. این به آن معناست که ساختار نهایی میلگرد از لایه بیرونی قوی با هسته‌ای انعطاف پذیر تشکیل می‌شود. این فرآیند، استحکام کششی میلگرد را نیز افزایش می‌دهد و آن را بسیار انعطاف پذیر و جوش پذیرتر می‌کند.

مزایای استفاده از میلگرد ترمکس چیست؟

فرآیندی که برای تولید این میلگرد بکار می‌رود، سبب می‌شود تا سطح خارجی آن‌ها محکم و بخش داخلی آن‌ها نرم شود و مقاومت کششی و قابلیت چکش‌خواری این میلگردها افزایش یابد. همچنین، این فرآیند منجر به آن می‌شود که میلگردهای به کار گرفته‌ شده در سازه‌های عظیم، همچون سدها، برج‌ها و پل‌ها، توانایی بالاتری در برابر فشار زیاد و ناگهانی داشته باشند.

در صورتی که ریزساختار میلگرد، به این ترتیب سازماندهی شود، مقاومت میلگرد در برابر فشار افزایش یافته و هزینه ساخت نیز کاهش می‌یابد.

توان و قدرت میلگردهای ترمکس در برابر فشار، بسیار بالاتر از سایر میلگردهای رایج است و برای ساخت یک سازه نیز، در مقایسه با میلگردهای رایج و با توان پایین‌تر، به تعداد کم‌تری از میلگردهای ترمکس نیاز است که همین امر، سبب کاهش هزینه‌ها می‌گردد. میلگردهای ترمکس برای طراحی‌های مدرن نیز گزینه‌ی بسیار مناسبی هستند؛ به علت آن‌که انعطاف‌پذیری و دوام بالایی دارند.

تفاوت میلگرد ترمکس با میلگرد TMT در چیست؟

این دو میلگرد در حقیقت هیچ تفاوتی با یک‌دیگر ندارند. میلگرد TMT در واقع، همان میلگردی است که طی فرآیند QST تولید می‌شود. اما این میلگرد، تحت لایسنس Thermex تولید نشده است و مورد تایید و طبق استاندارد این برند نیست. به‌طور کلی می‌توان گفت که از نظر فرآیند انجام کار، هیچ تفاوتی بین فرآیند تولید میلگرد TMT و میلگرد ترمکس وجود ندارد.

اگرچه به علت آن‌که روش ترمکس، کاملا روش مهندسی‌ شده و استانداردی می‌باشد، ممکن است میلگردهای TMT که بدون استاندارد این برند تولید می‌شوند، از نظر کیفیت نهایی و یا خواص فیزیکی با میلگردهای ترمکس، برابر نباشند.

جمع بندی

میلگرد ترمکس به وسیله تکنولوژی QST ساخته می‌شود. برای تولید این میلگرد، میلگرد فولادی تولید شده در فرآیند نورد گرم را از آب می‌گذرانند. در تعریف دیگر به میلگردی که توسط فرآیند خاموش کردن در مراحل نهایی نورد تولید می‌شود، میلگرد ترمکس گفته می‌شود. این میلگرد نسبت به نوع معمولی از مقاومت قابل توجهی برخوردار است و انعطاف‌پذیری بالایی دارد.

منبع (Resource): Things To Know About Thermex Technology TMT Bar

سوالات متداول