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大跨度桥梁缆索用SWRS82B热轧盘条的组织与钢丝扭转性能研究

徐忠良  
【摘要】: SWRS82B热轧盘条是制造大跨度桥梁缆索用镀锌钢丝的原材料。目前,国产SWRS82B盘条生产的镀锌钢丝,其抗拉强度等指标已达到相关标准和使用要求,但扭转性能仍不能满足使用要求,因此,SWRS82B盘条仍然依赖进口。 利用SEM对镀锌钢丝扭转断口进行了观察与分析,并将其分成三种类型:第一类是平断断口,断口光滑平整,扭转值通常大于20圈,属于材料达到剪切应力极限而破坏的正常切断;第二类是台阶状断口,断口呈现小的台阶状,扭转值通常在10~18圈,主要是由材料内部的带状组织(马氏体)引起的异常断裂;第三类称为斜楔状断口,断面和钢丝轴线成小于45℃的夹角,扭转值一般在10圈以下,主要是钢丝表面的缺陷造成的。研究了钢丝表面裂纹的形式和尺寸对扭转性能的影响,结果表明:钢丝表面横向裂纹对扭转性能的影响最为严重,裂纹走向和变形走向垂直的次之,裂纹走向和变形走向一致的影响最小。 钢丝镀锌后扭转值发生明显降低,研究结果表明,钢丝镀锌前处理对扭转性能基本没有影响,热镀锌过程是造成钢丝扭转性能降低的主要因素。盘条在冷拉拔变形过程中,片状渗碳体发生部分断裂或碎化。采用DSC研究了钢丝在加热过程中能量的变化情况,结果表明:在DSC曲线上400~500℃的温度范围内,出现了转变峰,峰值对应钢丝热镀锌的温度450℃。通过SEM观察了镀锌后渗碳体的形态,结果表明,部分渗碳体由原来的片状转变成了球状。因此钢丝在加热过程中出现了转变峰。 通过盘条生产工艺和化学成分的调整:添加合金元素钒以细化晶粒,轧后采用强冷的方式,以提高珠光体转变的过冷度,从而减小珠光体的片层间距。盘条质量改进后,珠光体片层间距由原来的0.14μm减小到0.12μm;盘条的抗拉强度略有提高,面缩率由原来的37%增加到41%;钢丝对表面裂纹的敏感性也有所降低,横向裂纹的临界尺寸由原来的0.05mm提高到0.15mm;镀锌钢丝的平均扭转值由20圈提高到25圈。DSC结果表明,盘条质量改进后生产的钢丝,其加热过程中DSC曲线上出现转变峰的温度明显推迟,由原来的400~500℃推迟至450℃~550℃的范围,说明盘条组织的细化,有利于减少拉丝过程中形变能的储存,从而提高渗碳体球化转变的温度。SEM观察结果表明,镀锌后渗碳体球化的程度有所降低。 通过试制SWRS82B热轧盘条生产工艺和化学成分的改进,采用小方坯连铸连轧工艺生产的SWRS82B热轧盘条,可以生产出满足性能要求的镀锌钢丝。


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