高强度大桥缆索用盘条生产现状分析

最近5年,大桥缆索用镀锌钢丝抗拉强度有了大幅提高,从1 770 MPa级、1 860 MPa级、1 960 MPa级到目前的2 000 MPa及以上级别,扭转指标有了颠覆性的改变,从之前的几转到目前的十几转、二十几转。论述了国内外钢铁企业生产大桥缆索镀锌钢丝用盘条的不同现状。从成分设计、生产工艺流程、盘条韧化处理方式和组织特点等方面进行阐述,讨论了国内外不同生产工艺特点及发展趋势,为中国大桥缆索镀锌钢丝用盘条的生产提供理论支持。     

变形量对冷拉拔低碳镀锌钢丝力学性能的影响

冷拉拔低碳镀锌钢丝以良好的耐蚀性能、焊接性能、与力学性能协同匹配的良好综合性能和低廉的价格广泛应用于轻工业及建筑行业,其中变形量是影响其力学性能、生产成本及良品率的关键因素。通过显微组织分析、力学性能测定、断口观察,研究了Q235冷拉拔低碳镀锌钢丝不同变形量下的加工硬化过程,并分析了断丝及钢丝表面出现箭头状裂纹的原因。结果表明：真应变从0增加到2.41的过程中,抗拉强度、横纵截面硬度随应变量增加呈抛物线状增加,抗拉强度从586.8 MPa增加到1 157.1 MPa,横截面硬度比纵截面增加了5.8 HV。塑性变形初期,加工硬化率最大,为364.7 MPa。真应变从0增加到1.91过程中,加工硬化率从364.7 MPa降低到162.2 MPa,真应变从1.91增加到2.41的过程中,加工硬化率又增加到了172.0 MPa。钢丝中存在CaO夹杂物是导致钢丝出现断丝和表面箭头状裂纹的主要原因。     

知识讲座

一 预应力钢丝的分类 1 按表面状态分为: 光面钢丝和规律变形(如刻痕等)钢丝 2 按加工方法分为: 冷拉钢丝、矫直回火钢丝、稳定化处理钢丝、冷轧成型钢丝、调质热处理钢丝 3 按横截面形状分为: 圆形钢丝和异形钢丝 4 按强度分为: 低强钢丝:——其抗拉强度为800MPa以下 中强钢丝:——其抗拉强度为1000—1300MPa 高强钢丝:——其抗拉强度为1470MPa以上 5 按松弛级别分为: 普通松弛级钢丝(Ⅰ级松弛) 低松弛级钢丝(Ⅱ级松弛)     

漫谈不锈录井钢丝（下）

因为奥氏体不锈钢丝固溶处理后屈服强度和抗拉强度均比较低，不锈录井钢丝主要依靠冷加工强化。冷加工过程中随着减面率加大，钢丝抗拉强度上升，而塑性和韧性则平稳下降，成品钢丝要保留一定的韧性，冷加工减面率不宜太大，也就是说其抗拉强度也不宜选得太高。     

2000 MPa级以上超高强预应力钢绞线组织性能调控研究现状

随着国家高速公路、铁路等公共设施逐渐扩展,对钢绞线力学性能的要求也在不断提高,目前应用普遍的1 860 MPa级预应力钢绞线已无法满足使用要求。使用超高强钢绞线具有高效、节能、经济、低碳等优势。国内诸多钢铁企业正在尝试开发2 000 MPa级以上超高强预应力钢绞线,但由于缺乏对钢绞线产品明确的组织性能控制目标,无法同时兼顾其各项性能,而且无法进行批量生产和投入使用。综述了超高强预应力钢绞线的发展趋势,从珠光体片层的晶界强化、铁素体内的位错强化、渗碳体溶解的固溶强化等方面深入探讨了其强化机理;提出高碳钢原料盘条的成分设计优化和组织调控方向,可为超高强预应力钢绞线最终组织性能的保证奠定基础;而控制钢绞线深加工过程中拉拔模具角度、拉拔变形量分配、稳定化处理温度与张力等参数,可以进一步改善其组织性能;最后针对超高强钢绞线研究及产业化过程中的瓶颈问题进行总结,围绕未来钢绞线产品综合性能提高的迫切需求,提出超高强钢绞线开发的发展趋势,旨在为2 000 MPa级以上超高强预应力钢绞线的产业化提供方向。     

82B盘条常见缺陷问题分析

82B盘条是生产高强度低松弛预应力混凝土结构用PC钢丝和PC钢绞线的主要原料。82B盘条在拉拔过程中,往往因为各种质量缺陷给用户造成不必要的损失。82B盘条表面最常见的缺陷是折叠。内部最常见的缺陷是中心网状渗碳体,其次为边部局部增碳,这两者对82B盘条拉拔危害最大。     

改进预应力混凝土 （PC）钢棒生产工艺的探讨

凹螺纹高强度预应力钢筋（也称阴螺纹钢筋或PC钢律,以下称PC钢律）,以中低碳低合金热轧盘圆为原材料,经少许冷拔或冷轧加工后进行调质处理,得到高的强韧性,其破断强度可以达到1470MPa以上。与高碳预应力钢丝相比,PC钢律还具有和混凝土的握裹力大、良好的点焊性、端头加工性和便     

Φ7.0mm 2000MPa级桥梁缆索用热镀锌铝合金钢丝的研制

通过对高碳高硅盘条的合金化成分设计、离线索氏体化处理、低损伤拉拔技术和热浸镀锌铝等工艺过程的优化,成功试制出Φ7.0mm 2000MPa桥梁缆索用热镀锌铝钢丝,钢丝的性能指标均符合桥梁缆索用热镀锌铝钢丝的要求。     

提高YL82B盘条同圈强度均匀性实践

针对YL82B盘条同圈抗拉强度波动大的问题,以Φ13 mm YL82B盘条为研究对象,从控制冷却工艺角度,对影响盘条抗拉强度的因素进行分析,并对盘条同圈性能在圆周上的分布进行检测,发现其强度分布规律与佳灵装置的调整有对应关系。通过优化调整,使YL82B盘条同圈强度标准偏差由15.4 MPa降低到10.64 MPa,满足了用户需求,减少了质量损失。     

桥梁缆索用无粘结镀锌预应力钢绞线的研制生产

为满足鞍座式斜拉索的特殊要求,研制生产了Φ15.20 mm系列1 860 MPa桥梁缆索用无粘结热镀锌钢绞线。通过采用原料微合金化和镀锌、稳定化处理特殊过程控制等综合优化技术方案,使该类产品具备较高的强度、韧性和抗弯曲疲劳性能。     

超高强韧油井管合金设计与高强韧机制

 为了揭示1 000 MPa级低碳加铌钒钛微合金钢的高强韧机制,研究了S1(w(C)=0.09%)与S2(w(C)=0.17%)两种合金成分的油井管钢成分-工艺-组织-性能关系。试验表明,两种成分试验钢经水淬后的组织分别为板条贝氏体加少量马氏体和马氏体加少量贝氏体的复相组织。两种成分钢经过450~600 ℃、30 min的中温回火后,组织中均出现碳化物析出,且S1试验钢回火后的屈服强度基本不变,抗拉强度下降了约70 MPa,S2试验钢回火后的屈服强度与抗拉强度迅速升高170 MPa左右。溶度积公式的计算结果表明,两种钢的水淬组织中铌、钛元素析出彻底且析出物的体积分数都很小,因此回火铁素体基体中的VC析出强化对S1试验钢回火后屈服强度保持不变以及S2试验钢回火后屈服、抗拉强度提高起到重要作用。     

含银Al-4.5Zn-1.0Mg-0.5Cu合金的强化固溶行为

采用拉伸力学性能测试、金相显微观察、扫描电镜及透射电镜等分析手段,研究了Al-4.5Zn-1.0Mg-0.5Cu-0.4Ag合金的强化固溶行为。结果表明:经强化固溶处理后,合金固溶态的抗拉强度和屈服强度以及伸长率分别较常规固溶的低15 MPa、16 MPa和1.7%;峰值时效态的抗拉强度和屈服强度较常规固溶的分别高62 MPa和68 MPa,伸长率低0.8%。;强化固溶可使Al-4.5Zn-1.0Mg-0.5Cu-0.4Ag合金固溶后的第二相粒子减少,但使其时效后的强化相数量增多,密度增大。     

高强高焊接性7A52铝合金的淬火特性

采用末端淬火技术和力学性能测试、X射线衍射、透射电子显微分析,研究了高强高焊接性7A52铝合金的淬火特性。结果表明,常温水淬条件下,7A52合金的淬透层深度为28mm;合金适宜的固溶-时效制度为470℃/1h水淬,之后进行120℃/24h时效。在此条件下合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为487MPa、431MPa和9.3%。     

不同冷却气体压力对4340M低合金超高强度钢力学性能和变形量的影响

通过对4340M钢力学性能和变形量的测定,研究了不同冷却气体压力对4340M低合金超高强度钢力学性能和变形量的影响。结果表明,零件在871℃加热气淬并经302℃两次回火条件下,气淬时的冷却气体压力选择3×10~5 Pa或4×10~5 Pa为最佳,其热处理后屈服强度和抗拉强度分别高于1 590 MPa和1 910 MPa,延伸率大于13.7%,断面收缩率大于41.5%,零件变形量小于0.5 mm。     

水淬入口温度对冷轧马氏体钢组织性能的影响

以C-Mn-Si系冷轧马氏体钢为研究对象,通过光学电镜、扫描电镜及透射电镜对不同水淬入口温度的试验钢进行组织观察,研究分析不同水淬入口温度对马氏体钢微观组织及力学性能的影响.试验发现,水淬入口温度直接影响成品带钢的马氏体生成量,随着水淬入口温度的升高,马氏体生成量增加,屈服强度及抗拉强度升高,延伸率降低.不同水淬入口温度下试验钢拉伸试样均为韧性断裂,750℃时可得到组织为全马氏体的马氏体钢,抗拉强度可达到1500 MPa以上.     

φ5.35mm-2100MPa桥梁用锌铝钢丝的工艺与组织性能

 为了制备更高强度级别的桥梁缆索用热镀锌铝钢丝，通过对高碳钢盘条的成分设计、低损伤拉拔技术以及热浸镀锌铝等工艺过程的优化，成功试制出?5.35 mm-2 100 MPa级桥梁缆索用热镀锌铝钢丝。设计的SWRS92Si盘条主要成分为（质量分数）：C 0.90%～0.95%，Si 0.8%～1.1%，Cr 0.20%～0.30%。试制结果表明，?13 mm-SWRS92Si盘条经铅浴处理后，珠光体层片平均尺寸从120下降至90 nm，盘条强度上升约260 MPa。经冷拉拔与热镀锌铝后，层片宽度约40 nm的珠光体层片未明显球化，可制备出2 100 MPa级直径5.35 mm的桥梁缆索用热镀锌铝钢丝。钢丝的平均抗拉强度为2 128 MPa，平均断后伸长率为5.4%，扭转圈数平均值为22圈，断口均为平断口，镀层较均匀致密；其他性能指标均优于交通部标准JT/T 1104—2016《桥梁用热镀锌铝合金钢丝》中的要求。     

液压支架活柱用水淬贝氏体钢的开发

为提高液压支架活柱用材料的淬透性,开发了液压支架活柱用水淬贝氏体钢,并进行了工业试制。开发的水淬贝氏体钢,不含昂贵合金元素,淬透性好,强韧性高,加工性能优良,能满足300 mm以下活柱的淬透性要求。300 mm的活柱经水淬后,获得了粒状贝氏体组织,经低温回火后,300 mm活柱的屈服强度大于620 MPa,抗拉强度大于850 MPa,-20℃冲击韧度AKU>65 J。     

子午线轮胎钢帘线用钢丝的工艺现状

 随着汽车轻量化的发展,对增强子午线轮胎钢帘线用钢丝的强度要求不断提高。目前,4 000 MPa级子午线轮胎钢帘线用钢丝已经商业化并成为强度最高的工业材料。介绍了子午线轮胎钢帘线用钢丝的极限强度强化方法、强化机理以及在拉拔变形过程中的组织演变,还介绍了其微观组织控制技术和通过二次加工改善子午线轮胎钢帘线用钢丝延性的技术。     

钢丝拉拔过程损伤模型及模拟计算

  为研究材料拉拔成型过程中的损伤问题,以1860MPa级PC钢绞线为研究对象,运用损伤力学理论分析了钢丝拉拔成形过程,采用ABAQUS软件建立了钢丝拉拔成形过程的材料损伤有限元模型,并利用该有限元模型计算了拉拔形变过程中材料损伤的演化规律。计算结果表明,钢丝经单道次拉拔形变后,材料损伤值呈周期性分布,其损伤最大值始终出现在某几个节点上。随着形变量增加,钢丝损伤值也逐渐增加,从第1道次的0.0034逐渐增加到第8道次的0.0136,但增加的幅度逐渐减小。对于模具顶角为8°钢丝拉拔,单道次压缩率为16%～18%,损伤分布也较均匀,最大损伤值也较小。     

小方坯连铸连轧生产1 860 MPa级PC钢绞线用高碳热轧盘条的研究

通过对小方坯连铸连轧工艺的调整，有效控制了高碳热轧盘条的显微组织、纯净度、表面质量和成分偏析等，生产出了满足1860MPa级PC钢绞线用Ф13．0mm热轧盘条，使其抗拉强度高于1100MPa，断面收缩率大于35％，拉丝断丝率低于1．25次／100t。