Resumen de Efecto de modificaciones del tratamiento de estabilizado sobre el comportamiento en relajación y corrosión bajo tensión de alambres de pretensar

José Miguel Atienza Riera, Luis Caballero Molano, Manuel Elices Calafat

• español

  Los alambres de acero de pretensar se producen por el proceso de trefilado. Esta técnica de procesado en frío genera una intensa deformación plástica y un alto nivel de tensiones residuales, por lo que los alambres requieren un tratamiento de alivio de tensiones para estabilizar y optimizar sus propiedades mecánicas previamente a su puesta en obra.

  El “estabilizado” es en la actualidad el tratamiento utilizado para los alambres comerciales. Consiste en un calentamiento (del orden de 400ºC), mientras el alambre es sometido a una fuerza de tracción (del orden del 50% de su carga de rotura), durante un corto periodo de tiempo (del orden de segundos). Tras el tratamiento, los alambres estabilizados exhiben unas buenas propiedades mecánicas, habiendo mejorado su límite elástico y, especialmente, su comportamiento en relajación, por lo que se suelen denominar “alambres de baja relajación”.

  El estabilizado es, por tanto, un tratamiento muy efectivo, pero los valores específicos de tiempo, temperatura y carga aplicados durante el tratamiento suelen ser información privada de los fabricantes, y existen muy pocos estudios sobre cómo pueden influir cambios en estos parámetros en las propiedades finales de los alambres.

  El objetivo de este trabajo ha sido estudiar la posibilidad de optimizar las propiedades de los alambres de pretensado modificando los parámetros del estabilizado. Para ello, se produjeron especialmente para esta investigación cinco grupos de alambres con diferentes tratamientos de estabilizado, combinando tres temperaturas diferentes (330, 400, 460ºC) y tres niveles de carga (38, 50 y 64% de la carga de rotura).

  Se han realizado ensayos de tracción, de relajación y de corrosión bajo tensión sobre los cinco tipos de alambres. También se midieron las tensiones residuales utilizando técnicas difractométricas. Los resultados muestran que modificaciones en la temperatura y el nivel de carga durante el tratamiento cambian de forma significativa las propiedades finales de los alambres, y pueden ser utilizadas para optimizar su comportamiento en función de sus condiciones de trabajo.

• English

  Prestressing steel wires are produced by cold drawing. During this mechanical process, an intense plastic deformation and some deleterious residual stresses are generated in the wires. Some additional treatment is necessary to stabilize and optimize the as-drawn wire properties as yield stress or stress relaxation.

  “Stabilizing” is now the usual stress relieving treatment for commercial wires and consists in heating them for a short time and, simultaneously, stressing in the plastic regime (stretching). “Stabilized” wires exhibit higher proportional limit (elastic limit) in the stress-strain curve and, even more important, very good stress relaxation properties.

  However, the specific values of the time, stress and temperature to be used in the treatment are normally private information of the manufacturer. And there is scarce information in the literature on the effects of the changes of these parameters on the properties of prestressing wires.

  Stabilizing has proved to be a very effective tool to produce “low relaxation” wires, but it is recognized that changes in temperature or stretching during “stabilizing” have also a significant influence on the final properties of the wires. The object of this work is to provide original data on the possibilities of optimizing the properties of prestressing wires, not only strength, elastic limit and relaxation but also hydrogen embrittlement. To this end, five rod batches with different stabilizing treatments were specially produced for this research. Five industrial treatments have been studied combining three temperatures (330, 400, 460 ºC) and three stretching levels (38, 50 and 64% of the rupture load). Tensile, stress relaxation and hydrogen embrittlement tests were performed, and residual stresses at the surface were also measured by X-ray diffraction.

  The effect of temperature and stretching level, in the range of the commercial stress-relieving treatments of prestressing steel wire, has been discussed in order to improve the mechanical properties of the wires depending on their specific applications.