Processo Tempcore: Produção Avançada de Barras de Armadura TMT

O processo Tempcore para a produção de barra de armadura (vergalhão) é um processo patenteado no qual a barra laminada a quente é intensivamente temperada na superfície por água, imediatamente quando a barra emerge da última gaiola de laminação a quente do laminador e, durante o subsequente resfriamento ao ar, a camada externa temperada é revenida pela dissipação do calor retido do núcleo.

O processo Tempcore é um dos processos termomecânicos desenvolvido no início da década de 1970 pelo Centre de Recherches Métallurgiques (CRM), em Liège, Bélgica, para produzir vergalhões soldáveis de alto limite de escoamento a partir de lingotes de aço doce, sem prejudicar sua ductilidade e sem a adição de elementos de micro-liga.

Requisitos de Propriedades dos Vergalhões

A resistência junto com ductilidade, soldabilidade e conformabilidade são os requisitos de qualidade mais essenciais dos vergalhões. Assim, o limite de escoamento, junto com a resistência à tração, é o primeiro requisito para o aço de armadura em normas e o grau de aço é classificado de acordo com o limite de escoamento mínimo especificado. O uso de vergalhões de grau de aço mais alto é econômico, pois menos aço é necessário para a mesma condição de carga, e o custo total é reduzido. Quando o limite de escoamento garantido dos vergalhões é aumentado, o peso de vergalhões a ser usado para uma dada construção civil é reduzido e, consequentemente, os custos de armadura são reduzidos. Esta redução na quantidade também reduz o custo no transporte, manuseio e fixação das barras durante a construção civil.

Em muitas técnicas de montagem de vergalhões no canteiro de obras, a soldagem dos vergalhões é uma necessidade para garantir a precisão dimensional requerida. Em muitos casos, conexões amarradas não são fortes o suficiente enquanto emendas mecânicas nem sempre são aplicáveis. Por essas razões, a soldagem torna-se um requisito e uma quantidade considerável de soldagem de campo ocorre. Portanto, a soldabilidade dos vergalhões também é uma grande preocupação. É bem conhecido que a soldabilidade de vergalhões requer baixo teor de carbono (cerca de 0,25% ou mesmo cerca de 0,22% para o processo de resistência a pontos) e um equivalente de carbono baixo (cerca de 0,45%) nos aços. Vários tipos de métodos de soldagem podem ser usados, como soldagem a arco manual com eletrodo revestido (MMAW), soldagem a arco metálico com gás (GMAW), soldagem por faísca (FW) e soldagem por resistência (RW). Entre as várias técnicas de soldagem, soldagem sobreposta e cruzada são as mais sensíveis a trincas na zona afetada pelo calor devido à baixa entrada de calor e rápida dissipação de calor.

Dobrabilidade e Rebobinabilidade

Outra propriedade importante é a dobrabilidade. Vergalhões que exibem boa dobrabilidade tornam possível o uso de um projeto ótimo e, portanto, trazem uma redução adicional de custos. No caso da presença de armaduras de conexão, requer uma boa capacidade de redobramento. De fato, algumas normas prescrevem que os vergalhões devem ter sucesso em operações de dobra e redobramento e isso em mandris de pequeno diâmetro (até 3 ou 4 vezes o diâmetro do vergalhão) ou em clima frio (-20 °C).

Anteriormente, o projeto de uma construção de concreto baseava-se em um conceito de tensão, ou seja, na suposição de que as cargas que normalmente aparecem em serviço induzem apenas tensões elásticas no aço de armadura. Em tal caso, a segurança de uma construção pode ser definida em termos de uma razão de tensão, por exemplo, a razão entre a tensão de serviço e a tensão de escoamento do vergalhão (Figura 1a). No entanto, estudos recentes levaram à conclusão de que um cálculo de concreto armado baseado em tensão não é suficiente porque, em alguns casos, deformações plásticas locais de uma extensão dada têm que ser absorvidas sem falha dos vergalhões (por exemplo, quando ocorre adensamento). Em tais casos, a segurança de uma construção de concreto é expressa em termos de uma razão de deformação, por exemplo, a razão entre a deformação plástica local que pode ocorrer e o alongamento uniforme do vergalhão (Figura 1b). Tal forma de projeto é agora adotada em muitos países e requer vergalhões dúcteis e um alongamento uniforme garantido de até 4% é prescrito para vergalhões como recebidos e para vergalhões soldados.

Outro aspecto importante para a segurança de construções de concreto é prevenir a perda de ductilidade após redobramento. Isso novamente enfatiza a necessidade de uma boa capacidade de redobramento. Além disso, o uso de vergalhões de aço de alto limite de escoamento também pode permitir uma redução na largura de vigas principais ou no tamanho de pilares em edifícios altos, reduzindo assim o custo de concreto e manuseio. Ductilidade adequada é necessária durante a fabricação por considerações de segurança. Isso é particularmente importante para estruturas onde a possibilidade de terremotos faz parte da consideração de projeto. Do ponto de vista da fabricação, onde dobra e redobramento de vergalhões estão ocorrendo, boa ductilidade é muito importante. A preocupação com a ductilidade é refletida em todas as normas, e normalmente o diâmetro mínimo do mandril para dobra de 180 graus e o alongamento total são geralmente especificados.

Outros requisitos incluem resistência à fadiga, propriedades em altas e baixas temperaturas, propriedades de impacto, resistência à corrosão, mas estes geralmente não são especificados por várias normas nacionais, embora a preocupação esteja aumentando.

Portanto, pode-se ver que, dos requisitos dos vergalhões e do ponto de vista do usuário, as propriedades importantes que o vergalhão deve ter são: (i) alto limite de escoamento, (ii) boa soldabilidade, (iii) boa dobrabilidade e rebobinabilidade, e (iv) ductilidade.

Processos de Produção para Vergalhões

Existem vários processos convencionais que podem ser usados para a produção de vergalhões soldáveis de alta resistência. Esses métodos podem ser classificados em duas categorias distintas:

1. Vergalhões podem ser usados na condição laminada após resfriamento lento ao ar. Para a produção desses vergalhões, o limite de escoamento é aumentado modificando a composição química, mas os teores de carbono e manganês devem ser mantidos baixos para evitar uma diminuição significativa na soldabilidade. Isso é feito por micro-liga, ou seja, adicionando quantidades apropriadas de elementos de micro-liga, como nióbio ou vanádio.
2. Vergalhões podem ser produzidos submetendo-os a encruamento após laminação a quente, por exemplo, por deformação a frio. Para tais barras, o limite de escoamento pode ser aumentado aumentando a extensão do encruamento. Este método permite a produção de vergalhões soldáveis de alta resistência a partir de aços de baixo carbono e manganês. Exemplo de tais vergalhões são vergalhões torcidos a frio, popularmente conhecidos como vergalhões CTD.

Processo Tempcore

No laminador que produz vergalhões, lingotes de aço são aquecidos a cerca de 1150 °C em forno de reaquecimento e laminados através de uma sequência de fios de laminação que reduzem progressivamente os lingotes ao tamanho e forma final das barras de armadura. Ao sair do último fio, um resfriamento controlado é aplicado de forma que a barra sofre três transformações metalúrgicas em estágios, como mostrado por um diagrama típico de transformação de resfriamento contínuo (CCT) na Figura 3. Conforme mostrado no diagrama CCT, o processo Tempcore depende de temperatura e tempo.

Uma característica importante do processo Tempcore é sua grande versatilidade. As propriedades do vergalhão para um dado diâmetro e composição de aço podem ser variadas em grande extensão escolhendo corretamente a duração do primeiro estágio (tempo de resfriamento) e a vazão de água na instalação de têmpera (intensidade de resfriamento). Aplicado corretamente, o processo permite um aumento do limite de escoamento de 150 MPa a 230 MPa sem uma diminuição proibitiva e significativa na ductilidade. Graus de alta resistência (soldáveis) e ganho na resistência do aço são alcançados nos vergalhões de aço Tempcore sem qualquer adição de elementos de liga.

O processo Tempcore é capaz de produzir vergalhões de aço soldáveis de alta resistência com baixos teores de carbono e manganês sem qualquer adição de elementos de micro-liga caros, como vanádio ou nióbio. Como a mesma composição de lingote pode ser usada para diferentes graus de aço e diâmetros, uma racionalização significativa pode ser feita na planta. O tratamento de têmpera a água e auto-revenimento é aplicado diretamente em linha após a gaiola de acabamento sem qualquer redução da velocidade de laminação ou perda de produtividade. Por uma combinação criteriosa de tratamento Tempcore e química de micro-liga, novos graus mais altos (limite de escoamento superior a 700 MPa e resistência à tração superior a 800 MPa) podem ser produzidos, especialmente para vergalhões de grande diâmetro (até 75 mm).

Estágios do Processo Tempcore

O processo Tempcore para a produção de vergalhões tem três estágios:

1. Têmpera da camada superficial;
2. Auto-revenimento da martensita;
3. Transformação do núcleo.

O processo, aplicado corretamente, leva a um aumento do limite de escoamento dos vergalhões e este aumento depende da intensidade de resfriamento.

No primeiro estágio, o vergalhão saindo da última gaiola do laminador a quente passa por uma seção especial de resfriamento a água. A eficiência de resfriamento desta instalação é tal que a camada superficial do vergalhão é temperada em martensita enquanto o núcleo permanece austenítico. O tratamento de têmpera é interrompido quando uma espessura determinada de martensita foi formada sob a pele (parte externa da seção do vergalhão caindo abaixo da temperatura de início da transformação martensítica Ms).

No segundo estágio, o vergalhão deixa a seção de resfriamento intenso e um gradiente de temperatura é estabelecido em sua seção transversal, o que faz com que o calor seja liberado do centro para a superfície. Este aumento da temperatura da camada superficial resulta no auto-revenimento da martensita. O nome Tempcore foi escolhido para ilustrar o fato de que a camada martensítica é REVENIDA (TEMP) pelo calor deixado no NÚCLEO (CORE) no final do estágio de têmpera.

Finalmente, no terceiro estágio, durante o resfriamento lento do vergalhão no leito de resfriamento, o núcleo austenítico se transforma em ferrita e perlita ou em bainita, ferrita e perlita. Portanto, um vergalhão de aço Tempcore é essencialmente um material composto consistindo de uma camada externa dura disposta concêntricamente e um núcleo macio com uma camada intermediária que é intermediariamente endurecida. Com teor de carbono relativamente baixo, os vergalhões de aço Tempcore fornecem alta resistência, excelente ductilidade e soldabilidade, entre outras vantagens.

Modelos de Processo e Otimização

Dois modelos de processo foram desenvolvidos para o processo Tempcore pelo CRM. Ambos são continuamente usados e aprimorados com os resultados de comissionamento de novas instalações. O primeiro modelo é usado para o projeto de instalações. Ele calcula o tempo de têmpera necessário para obter o grau a produzir o limite de escoamento mínimo (ou seja, limite de escoamento + margem de segurança) a partir de: (i) dados do vergalhão (diâmetro, temperatura de acabamento), (ii) pela seleção do diâmetro interno dos bicos de resfriamento, e (iii) a vazão específica de água. O segundo modelo vincula as propriedades mecânicas à composição química do aço e com o diâmetro do vergalhão.

A otimização de cada nova instalação Tempcore leva em conta as restrições do laminador, a retidão do vergalhão e a controlabilidade do processo, e um melhor compromisso é alcançado entre: (i) comprimento total do equipamento, (ii) vazão total de água de resfriamento (à pressão nominal de 1,2 MPa), e (iii) número de faixas de bicos de resfriamento necessárias para cobrir toda a faixa de diâmetros de vergalhões.

Outro ponto importante é reduzir o tempo e a mão de obra necessários durante mudanças de diâmetro ou para produzir produtos não Tempcore. Quando o espaço disponível é suficiente, uma caixa coletora de água lateralmente móvel é escolhida. Para linha de resfriamento longa, uma segmentação em duas ou três caixas de água (cada uma individualmente lateralmente móvel) também é possível, como foi feito em uma instalação recente para grande diâmetro (até 75 mm) de vergalhão. É a instalação Tempcore mais longa de 54 m de comprimento (3 seções de 18 m cada). É equipada com válvula de liga/desliga remota em cada bico de resfriamento. Quando o espaço disponível (largura, nível da linha de passe) é a principal restrição, a caixa coletora de água pode ser fixa com uma faixa de bicos de resfriamento.

A instalação Tempcore também pode ser projetada com 4 linhas de resfriamento paralelas para laminação fendida (slit-rolling) de vergalhões de 8 mm a 12 mm de diâmetro. Esta linha tem uma caixa coletora de água compacta, equipada em cada fio com controle individual de comprimento de resfriamento e vazão de água. Alguns outros recursos específicos também são usados, como a proteção dos bicos de resfriamento não usados contra superaquecimento (principalmente na entrada da linha de resfriamento) por bicos de cone completo externos, ou por meio de jaquetas de água ao longo dos tubos de resfriamento downstream com água passando por dois bicos de cone completo para resfriar o injetor. Um dispositivo anti-sucção é usado na frente do bico de resfriamento (para diâmetros de vergalhão a partir de 25 mm) para evitar sucção de ar pelos bicos e evitar a correspondente diminuição na eficiência de resfriamento na extremidade frontal dos lingotes.

Controle do Processo Tempcore

O procedimento de controle baseia-se nas relações limite de escoamento/temperatura de revenimento, obtidas a partir dos resultados dos ensaios de comissionamento. Se houver variação da espessura da camada de martensita versus o limite de escoamento, então a potência de resfriamento das linhas de têmpera deve ser ajustada para obter o valor requerido para o limite de escoamento (YS do grau + margem de segurança).

Os pirômetros são o coração do controle do processo. A localização do pirômetro de revenimento é de importância primordial para obter medições o mais próximo possível da temperatura máxima de recuperação (máxima atingida pela superfície). O pirômetro localizado na entrada da caixa Tempcore também é importante para medir a variação da temperatura de acabamento ao longo do lingote ou entre lingotes sucessivos. Uma variação de 50 °C da temperatura de acabamento corresponde a uma variação de cerca de 8% do comprimento de resfriamento a vazão específica de água igual, e, portanto, a variação das propriedades de tração após o tratamento.

As duas variáveis de controle fáceis de ajustar e poderosas no processo Tempcore são a vazão de água e o tempo de têmpera. O controle da potência de resfriamento de uma linha Tempcore é realizado em duas etapas. Na primeira etapa (controle principal), o comprimento da linha de têmpera (ou seja, o número de bicos em uso) é ajustado. Para realizar um controle eficiente e manter uma boa homogeneidade do resfriamento, os bicos a serem desligados são os upstream. Na segunda etapa (ajuste fino), a vazão de água é ajustada atuando na válvula moduladora principal.

O comprimento de resfriamento e o tempo de têmpera estão ligados pela velocidade de laminação na gaiola de acabamento. Esta velocidade deve ser mantida constante ao longo do lingote durante sua travessia do equipamento de têmpera, e mais particularmente quando a cauda do lingote está saindo da gaiola de acabamento. Isso é assumido pelo rolo de pinça localizado entre a saída da caixa Tempcore e a tesoura divisora. Sem usar este rolo de pinça, quando a cauda sai da gaiola de acabamento, diâmetros pequenos de vergalhões são desacelerados pela água enquanto os maiores diâmetros são acelerados.

Para um dado diâmetro, os parâmetros de entrada (comprimento de resfriamento, vazão de água, temperatura de acabamento e composição química do aço) influenciam o parâmetro de saída do processo (temperatura de revenimento, limite de escoamento, resistência à tração e razão TS/YS).

Uso Adequado da Instalação Tempcore

Para obter um tratamento homogêneo, a intensidade do resfriamento (dada pela vazão de água por metro de linha) deve ser alta o suficiente para obter um anel externo de martensita completo e regular, constante ao longo do comprimento do lingote. A boa retidão dos vergalhões é obtida com tratamento Tempcore homogêneo. Se o anel de martensita estiver aberto, barras onduladas são observadas no leito de resfriamento. Alguns pontos importantes que não devem ser feitos para o uso adequado da instalação Tempcore são:

• Quando vergalhões de diâmetro muito pequeno são tratados através de bico de resfriamento muito grande, o coeficiente de enchimento F é muito baixo. Isso leva a um anel de martensita aberto. Este fenômeno também é observado quando os bicos de resfriamento têm desgaste excessivo, frequentemente devido a desalinhamento destes bicos.
• Ao usar o comprimento total de resfriamento disponível com baixa vazão de água por metro, a intensidade de resfriamento é muito baixa.
• O método anterior é mais marcante quando o comprimento de resfriamento projetado é mais que o dobro do necessário.
• Usar um bico de resfriamento ativo sempre na entrada da linha de resfriamento seguido por alguns bicos fechados e finalmente um dado comprimento de resfriamento ativo até o stripper é útil. Então a taxa de resfriamento é interrompida e se torna muito baixa para obter uma camada de martensita uniforme.
• O método errado anterior é frequentemente usado para proteger os bicos de resfriamento fechados do superaquecimento no caso de barra quente (cerca de 1000 °C) na entrada, leva a vazamentos de água. Portanto, um projeto correto deve estar lá para apresentar uma proteção séria destes bicos para evitar queima das gaxetas.
• Entupimento parcial ou completo de alguns bicos de resfriamento pode causar resfriamento irregular ao redor do produto.
• Entupimento parcial ou completo dos strippers pode causar super-resfriamento do vergalhão porque o resfriamento não é parado na saída da instalação. Água nos guias downstream também pode afetar a detecção da fotocélula que aciona o rolo de pinça ou a tesoura.
• Localização errada do pirômetro de revenimento pode resultar em nenhuma visibilidade para controlar o processo.
• Caso não haja manutenção do pirômetro (proteção eletrônica por resfriamento, limpeza periódica da lente, verificação periódica na frente de um forno de corpo negro), isso causa deriva de temperatura e então os vergalhões produzidos são rejeitados.
• Se não houver rolo de pinça na saída da linha de têmpera, ou houver pinçamento/ajuste de velocidade errado, isso leva a grandes variações de propriedades mecânicas ao longo do comprimento do lingote.

Propriedades Características do Vergalhão de Aço Tempcore

Tipo de Aço

Aços para vergalhões Tempcore são basicamente aços de baixo carbono simples especificados para limite de escoamento, ductilidade, carbono ou equivalente de carbono e razão escoamento-tração. O teor máximo e mínimo de carbono especificado visa garantir soldabilidade e endurecibilidade. Com teor de carbono muito baixo, a endurecibilidade do aço geralmente não é suficiente e, portanto, têmpera mais severa é necessária, o que afeta o projeto do laminador, por exemplo, velocidade do laminador, bem como comprimento e eficiência da câmara de resfriamento. Aço carbono com teor de carbono na faixa de 0,13% a 0,24% e equivalente de carbono (CE) inferior a 0,45% provou ser o melhor equilíbrio para satisfazer as considerações acima.

Fases Metalúrgicas e Microestrutura

Martensita revenida na forma de pacotes de lâminas finas com morfologia martensítica caracteriza a camada endurecida. Uma mistura de bainita e ferrita poligonal está na camada intermediariamente endurecida e ferrita poligonal e perlita se desenvolvem no núcleo.

A microestrutura é geralmente fina devido a um resfriamento relativamente rápido no núcleo e por causa do tratamento termomecânico envolvido no processo Tempcore, por exemplo, grãos de ferrita poligonal na região do núcleo podem ser tão pequenos quanto 8 micrômetros de diâmetro e até 3 micrômetros de diâmetro quando temperatura de revenimento mais baixa é usada. No entanto, conglomerado grosseiro de ferrita pseudo-eutetoide e Widmanstätten no núcleo também são possíveis resultados do processo.

Às vezes, ferrita Widmanstätten é formada devido à temperatura de equalização mais alta. É possível que alta temperatura de acabamento e talvez também deformação de laminação insuficiente sejam as principais razões para a formação deste tipo de microestrutura. Alta temperatura de acabamento e deformação de laminação insuficiente resultam em grãos austeníticos grandes no final da laminação, e assim martensita grossa e bainita se desenvolvem na camada endurecida e na camada intermediariamente endurecida durante a têmpera subsequente. Grande tamanho de grão de austenita no núcleo impede o impedimento de ferrita de contorno de grão, permitindo assim que a ferrita Widmanstätten cresça.

Efeitos dos Parâmetros de Processo e Composição do Aço

Os parâmetros de processo e composições de aço desempenham papel nas propriedades finais. Normalmente, se a camada de martensita for mais grossa, o calor retido é menor e, portanto, o revenimento é mais modesto, de modo que o vergalhão mostra maior limite de escoamento e menor alongamento. Maior tempo de têmpera, temperatura de acabamento mais baixa e maior intensidade de têmpera resultam em camada martensítica mais grossa e menor temperatura de revenimento. Maior teor de carbono e manganês aumenta a endurecibilidade do aço, e, portanto, mais martensita é formada. Além disso, a resistência da martensita revenida aumenta à medida que o teor de carbono aumenta.

Os modelos descrevem a relação entre limite de escoamento e todos os parâmetros influentes. O modelo foi originalmente usado para o projeto de instalações. Embora a temperatura de revenimento não apareça neste modelo diretamente, a temperatura de acabamento, tempo de têmpera, diâmetro da barra e vazão de água relacionam-se a ela fortemente. O alongamento de vergalhões de aço Tempcore tem uma correspondência praticamente linear com o limite de escoamento.

Propriedades de Tração

O processo Tempcore pode aumentar a tensão de escoamento para uma dada composição em 150 MPa a 200 MPa sem perder muito alongamento. As propriedades de tração das barras dependem dos parâmetros de processo e composição do aço. A faixa típica de limite de escoamento de vergalhão de aço Tempcore está entre 415 MPa a 550 MPa e alongamento em comprimento de base 5d é de 30% a 25% na mesma ordem. As características da curva tensão-deformação típica mostram: (i) módulo elástico é 200.000 MPa, (ii) a barra tem ponto de escoamento marcado e um tipo Luders de escoamento e, portanto, a tensão de prova de 0,01% coincide com a tensão de prova de 0,2%, (iii) a razão da tensão de escoamento para resistência à tração é cerca de 0,85, e (iv) a barra tem grande alongamento (25% a 30%), grande deformação de Luders e grande deformação uniforme.

O vergalhão de aço Tempcore tem duas características principais quando as propriedades de tração são comparadas com as de barra de aço convencional: (i) maior razão de limite de escoamento para resistência à tração, 0,85 versus 0,65 no caso de barra convencional, e (ii) maior alongamento, 25% versus 4,5% a 22% no caso de barra de aço convencional.

Conformabilidade

Outra propriedade notável do vergalhão de aço Tempcore é que ele tem excelentes propriedades de dobra e redobramento. Apesar da camada externa endurecida, o diâmetro mínimo de dobra para uma dobra simples de 180 graus é especificado como 1d para barras de 12 mm a 28 mm de diâmetro e 2d para barras de 32 mm e 36 mm de diâmetro.

Alguns dos vergalhões Tempcore (20 mm e 28 mm de diâmetro) podem até ser dobrados sem mandril. As barras também podem suportar todos os testes de dobra e redobramento após envelhecimento, satisfazendo os requisitos das normas. Além disso, a operação de dobra requer menos energia quando comparada com outros tipos de vergalhões devido à baixa razão resistência à tração/limite de escoamento. Estima-se que 10% a 20% de energia é economizada na dobra.

Soldabilidade

A soldabilidade do aço é muito sensível à composição química, especialmente ao teor de carbono e equivalente de carbono (CE). Duas fórmulas populares são usadas: uma seguida pelo Instituto Internacional de Soldagem (IIW) e a outra dada por Ito e Besseyo, cobrindo as faixas alta e baixa de carbono, respectivamente.

A fórmula IIW é CE = C + (Mn + Si)/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Cu + Ni)/15 para carbono superior a 0,18%, enquanto a fórmula de Ito e Besseyo é CE = C + Si/30 + (Mn + Cu + Cr)/20 + Ni/60 + Mo/15 + V/10 + 5B para carbono inferior a 0,18%. A fórmula de equivalente de carbono IIW mostra menos tolerância a elementos de liga substitucionais do que a equação Ito-Besseyo. Para a soldabilidade de vergalhões de aço, normalmente a fórmula IIW ou fórmula IIW simplificada (CE = C + Mn/6) é usada por causa do teor de carbono.

Com a fórmula IIW, quando CE é inferior a 0,45%, o aço é considerado soldável com técnicas modernas. O CE dos vergalhões de aço Tempcore está bem abaixo do valor crítico de 0,45% e, portanto, novamente é superior a outros tipos de vergalhões.

A excelente soldabilidade dos vergalhões de aço Tempcore é bem demonstrada pelo teste de dobra em uma solda cruzada. Não há sinal de trinca na ZAC na solda de uma barra de 20 mm de diâmetro quando ela é dobrada em um ângulo de 180 graus em um mandril de 3d. Os vergalhões de aço Tempcore em baixa temperatura e/ou em estado úmido mostram soldabilidade notável. Nenhum pré-aquecimento e nenhum pós-aquecimento é necessário.

A excelente soldabilidade também é demonstrada pelas propriedades de tração obtidas após soldagem. Em solda topo a topo alinhada, nenhuma diminuição no limite de escoamento é geralmente notada com a fratura localizada fora da solda. Também se vê que sob diferentes processos de solda e soldagem, não ocorrem trincas na solda.

Outras Propriedades

Além de alta resistência à tração, excelente ductilidade e notável soldabilidade, os vergalhões de aço Tempcore mostram boa tenacidade em baixa temperatura, menor sensibilidade a danos de superfície, e a resistência à fadiga e sensibilidade ao calor também são muito competitivas. Foi demonstrado que a -60 °C um vergalhão de 20 mm de diâmetro com um corte de 1 mm de profundidade absorveu 190 calorias em teste de peso de queda sem quebrar. Testes de peso de queda em vergalhões Tempcore de 12 mm, 16 mm e 20 mm de diâmetro danificados por arco mostram que não há fratura a -75 °C. Similarmente, barras danificadas por entalhe e envelhecidas por deformação sobrevivem em teste de peso de queda a -60 °C.

Um número limitado de testes de fadiga foi conduzido nos vergalhões de aço Tempcore. Estes testes indicam que as propriedades de fadiga dos vergalhões de aço Tempcore atendem aos requisitos das normas. Um teste de fadiga conduzido em vergalhão Tempcore de 12 mm de diâmetro mostrou propriedades de fadiga superiores sobre barras trabalhadas a frio. Investigações também foram realizadas sobre as propriedades de fadiga dos vergalhões de aço Tempcore com interesse nos efeitos da galvanização. Todos os resultados dos testes sugeriram que a resistência à fadiga dos vergalhões de aço Tempcore é tão boa quanto a de outros tipos de vergalhões de aço com limite de escoamento equivalente.

Propriedades de resistência ao calor dos vergalhões de aço Tempcore são importantes devido à possibilidade de danos por incêndio. Esta resistência foi avaliada de duas formas: (i) perda de resistência à tração à temperatura ambiente após aplicação prévia de calor, e (ii) perda de resistência à tração a temperatura elevada. Mostrou-se que após aquecimento em condições de laboratório a temperaturas entre 250 °C e 900 °C por meia hora, a resistência à tração à temperatura ambiente aumenta ligeiramente com pré-aquecimento até 500 °C e queda significativa ocorre acima dessa temperatura. Esta propriedade é tão boa quanto vergalhões torcidos a frio e melhor que a mostrada por algumas barras laminadas a quente. Vergalhões trabalhados a frio começam a perder resistência a 300 °C a 400 °C. Barras de aço laminado a quente perdem resistência considerável a partir de 350 °C e vergalhões de aço de baixo carbono micro-ligado laminado a quente começam a mostrar perda de resistência a partir de 600 °C. Resistência à tração de vergalhões Tempcore a temperatura elevada é similar a vergalhões trabalhados a frio e micro-ligados com redução de 20% e 40% no limite de escoamento a 300 °C e 500 °C, respectivamente.