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。     

1960MPa级钢丝绳用高碳钢线材的开发

研究了用于1 960MPa级钢丝绳的C82D2热轧盘条的工业性试制,详细探讨了盘条的成分、组织、性能以及拉制钢丝的力学性能。结果表明:严格的精炼、偏析控制是炼钢的关键;盘条表面无脱碳层,索氏体化率达95%,片层间距134~168nm,σb平均值为1 167.6MPa;钢丝的强度、弯曲和扭转性能均符合标准要求,疲劳寿命平均值达9.0万次。     

0.88C-1.2Si-0.75Mn-2Al高强度电缆铠装钢用盘条的试制

采用中高碳成分添加低密度元素Si、Al进行轻量化的设计思路设计了试验钢的化学成分,试验钢采用50 kg真空感应炉冶炼。利用金相显微镜、SEM扫描电镜和力学性能检测设备对试制后的Φ6 mm盘条进行了显微组织观察、珠光体片层间距的测量和屈服强度、抗拉强度、延伸率的检验。结果表明:盘条在600℃等温2 h后的金相显微组织为铁素体+珠光体的混合组织,珠光体的片层间距为(126±5) nm,屈服强度大于1 183 MPa、抗拉强度大于1 425 MPa、延伸率大于10%,其力学性能满足电缆用铠装钢的技术要求。     

切割钢丝盘条的显微组织研究

为适应切割钢丝对盘条深加工性能的高要求,研究了大拉拔塑性变形条件下盘条显微组织中渗碳体片层间距对成品钢丝性能的影响,发现显微组织的渗碳体片层间距80 nm时会降低钢丝的拉拔加工硬化率,同时也会降低拉拔后钢丝的扭转性能。在工业化生产条件下,盘条显微组织控制在索氏体和珠光体范围内,比将显微组织控制在索氏体和屈氏体范围内更适合大压缩率的拉拔,即不能盲目追求高索氏体化率。盘条的屈强比参数可作为盘条显微组织索氏体化率的参考。     

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。     

大桥吊索绳用热浸镀锌-5%铝稀土合金钢丝的试制

针对大桥吊索绳用的要求,采用宝钢SWRH82B盘条,通过82.1%～84.4%的总压缩率和14.6%～15.8%的平均部分压缩率进行拉拔;分别通过降低控制氮气压力或提高DV值,相应提高不同规格的钢丝锌-铝合金重量,同时控制铝含量;结合镀层表面质量的控制,采用小于10%的压缩率进行先镀后拔,确保热镀锌-5%铝稀土合金镀层钢丝的成品力学性能和镀层质量达到1 770 MPa重要用途吊索绳丝的标准.     

Cr对超高强帘线钢LX82A工艺和力学性能的影响

利用JMatPro软件、金相显微镜、扫描电镜、拉伸性能测试等方法，研究了超高强帘线钢中Cr元素对LX82A盘条及拉拔钢丝组织和性能影响。结果表明：82级帘线钢通过降低Mn含量至0.18%，提高Cr含量至0.35%，钢的C曲线往右下移动，LX82A盘条强度从1 150 MPa提高至1 175 MPa，帘线镀铜钢丝强度从1 235 MPa提高至1 290 MPa，成品钢丝强度提高40 MPa，成品钢丝强度超过3 650 MPa。由于Cr的添加降低索氏体相变温度，同时细化片层间距，提高钢丝拉拔加工硬化能力，通过Cr元素的设计应用，提高钢丝拉拔硬化能力，提高了超高强帘线钢的强度，实现拉拔钢丝高强韧性要求。     

桥梁缆索热镀钢丝的应力腐蚀性能研究

作为大跨度桥梁的主要承载材料,桥梁缆索用热镀钢丝应具有良好的力学性能和抗应力腐蚀性能。钢丝强度不断提升,应力腐蚀敏感性也不断增加。热镀钢丝的抗应力腐蚀性能已成为影响高强度钢丝应用的关键参数之一。采用FIP试验和电化学方法,研究了强度等级和表面质量对热镀钢丝应力腐蚀敏感性的影响,并分析了应力腐蚀断口形貌。结果表明,1860 MPa级和2060 MPa级桥梁缆索用热镀钢丝的应力腐蚀断裂时间相当,但2060 MPa级钢丝的应力腐蚀时间更加离散;钢丝表面越粗糙,应力腐蚀敏感性越强;2060 MPa级钢丝表面采用800目砂纸打磨后,应力腐蚀断裂时间明显缩短。应力腐蚀断口形貌分为裂纹源区、裂纹扩展区和瞬断区,裂纹主要起源于表面。在现有成分体系和生产工艺条件下,2060 MPa级桥梁缆索用热镀钢丝应力腐蚀性能尚能满足应用要求,但更高强度钢丝的应力腐蚀性能有待于深入研究。     

绿色低碳高效超高强度桥梁缆索钢用线材的研发及应用

桥梁缆索的高强化和轻量化要求,对于缆索用钢制造提出了更高层次的要求,兴澄特钢从材料的力学性能实现原理出发,设计了2000 MPa级超高强度缆索钢的成分、组织目标及其配套的生产工艺路径.应用浇注钢水物性控制、搅拌-冷却-轻压下配合技术,降低铸坯偏析指数至0.95-1.05,基于钢种的应变-相转变及温度-相变等材料基础研究,优化盘条控制轧制,应用自主研发的在线水浴技术(XDWP-Xingcheng Direct Water Patenting),轧后890±10℃水浴至650-680℃,绿色高效地实现盘条在相变区缓慢冷却索氏体化等温韧化处理,结合优化设计的冷拉减面率位错密度控制技术,得到成分均匀、组织均匀、力学性能良好的盘条,实现盘条索氏体含量≥90％,索氏体片层间距100-150 nm,抗拉强度＞2000MPa,断面收缩率＞25％.通过材料、工艺设计及生产过程优化控制,直径Φ7.0 mm 2000 MPa级超高强度桥梁缆索钢强度、抗扭转性能稳定达到大型桥梁建设要求,应用于沪苏通跨长江公铁两用斜拉大桥.     

高强度桥梁缆索用钢研究现状和发展趋势

概述了国内外桥梁缆索用钢的发展历史；介绍了桥梁缆索用钢丝强度、扭转性能、耐腐蚀性等重要性能的研究现状；并从成分设计、盘条控冷工艺等方面论述了桥梁缆索用钢不同生产工艺的特点及未来发展的方向，为新型桥梁缆索用钢的研发提供借鉴。     

超高强度预应力钢丝及钢绞线用盘条的开发研究

设计和研究了两种超高强度预应力钢丝及钢绞线用盘条87A和90A,通过Gleeble热模拟试验、拉伸试验、金相及扫描电镜观察等分析手段研究了小钢锭、盘条及成品钢丝的组织与力学性能。结果表明,开发的两种高碳钢盘条强度与拉拔性能可以满足2 200及2 300 MPa级预应力钢丝及钢绞线的使用要求,通过对小钢锭生产与工业生产82B及87A盘条组织和力学性能的对比分析,预测工业生产与小钢锭生产90A的性能相当,并根据控冷实践,提出了90A盘条降Si增Mn、Cr及V的合金成分优化想法。     

MT级钢帘线用盘条均匀性关键技术及应用

通过增加碳含量及Cr合金化的方式提高帘线钢的强度，设计了MT级钢帘线用盘条C97D2-E的化学成分；采用Scheil-Gulliver凝固微观偏析理论建立新凝固传热模型，指导C97D2-E的连铸工艺，解决了连铸坯中心偏析、疏松和内裂等缺陷，优化后半成品的碳偏析指数可控制在1.05以内；采用特殊设计的风口喷嘴配合斯太尔摩风机的“佳灵”装置，进行风冷工艺优化，优化后盘条索氏体片层间距明显减小，索氏体片更加平直，索氏体片层间距控制在89 nm，珠光体团晶粒度更加均匀细小，珠光体团大小控制在20μm；成品钢丝抗拉强度达到4 089 MPa，扭转过程中无分层，捻制5 000 m无断丝，可满足2×0.30MT规格钢帘线的要求。     

Si在高碳钢盘条开发中的应用

研究了Si对高碳钢盘条珠光体相变及钢丝热稳定性的影响。研究表明,Si含量的增加可以明显地提高珠光体相变温度,且在高碳钢中增加相同含量的Si,不同相变温度下盘条硬度的增加值基本保持不变;三维原子探针分析结果表明,在高碳钢中添加一定量的Si可以减小盘条铁素体片层中C原子的偏聚程度,有利于提高C原子分布的均匀性;同时Si可以明显地提高渗碳体片层的球化温度,有利于钢丝热稳定性的提高。     

盐浴等温热处理对超高强硬线钢100Si组织和性能的影响

通过测定100Si钢Φ14 mm盘条等温TTT曲线和设计盐浴热处理工艺实验对100Si钢盘条强塑性进行工艺技术研究。结果表明：100Si钢的鼻尖温度为580℃左右，对应等温转变孕育期最短时间为5 s左右，且100Si钢等温相变行为对温度十分敏感；随盐浴等温温度（510～580℃）的升高，盘条抗拉强度以及断面收缩率呈降低趋势；随离线奥氏体化温度升高，100Si钢盘条的珠光体球团尺寸增加；与热轧盘条相比，盐浴热处理条件下盘条的索氏体片层间距分布比较集中，且索氏体片层间距随着盐浴温度的降低而减小；温度低于920℃时，100Si钢中的V将以VC的形式在奥氏体中析出，且VC在铁素中的析出发生在珠光体转变之后；在较低的奥氏体化温度以及较低的盐浴温度下盘条中析出的VC粒子质量分数较少，会减弱析出强化；920℃离线奥氏体化、530℃盐浴等温的热轧盘条具有最好的索氏体相强化效果与析出强化效果之间的平衡，其较好的力学性能为抗拉强度1 650 MPa，断面收缩率32.5%。     

高强度螺栓用非调质钢的研制与应用

为了开发高强度高韧性且具有良好加工性能的节能型非调质冷镦钢,采用"转炉-LF精炼-连铸-控轧控冷"工艺试制了高强度螺栓用非调质钢,并对试制产品的组织性能及拉拔、稳定化处理工艺进行了研究。结果表明,试验工艺条件下试验钢的显微组织为细晶铁素体+珠光体,抗拉强度均值为739 MPa,断后伸长率均值为22.2%;热轧盘条拉拔减面率为15%~25%时,可满足9.8级螺栓的抗拉强度要求,热轧盘条拉拔减面率为30%~40%时,可满足10.9级螺栓的抗拉强度要求;在保温1 h条件下,在150~450℃范围内,随温度提升,样品强度和硬度呈先增加后降低趋势,在250℃时强度、硬度最高;在250℃保温0~2 h条件下,拉拔样的强度、硬度随保温时间延长而增加;当拉拔减面率为40%时,压缩后高度比为24.6%时仍未开裂。     

弹性挡圈用C75S碳素弹簧钢热轧盘条的研发与生产

通过工艺流程：100 t电弧炉→LF→RH-→220~300 mm²连铸方坯→450 mm x 150 mm轧坯→ϕ5.5 ~ 25 mm 线材盘条,成功开发生产C75S 弹簧钢(/%：0.72~0.74C,0.29~0.32Si,0.73~0. 77Mn,0.006～0.010P,0.002～0.005S)热轧盘条,盘条10μm以下的夹杂比例约92%,索氏体含量达到95% ,铁素体和渗碳体两相交替的片层平均间距为0.1~0.2μm,盘条Rm为1022 MPa,A为17.5%。     

变形温度对弹簧钢55SiCrA组织和性能的影响

通过Gleeble-1500热/力模拟试验机,采用光学、电子显微技术及力学测试等方法,研究了800～950℃变形温度对汽车悬架用弹簧钢55SiCrA(%:0.56C、1.42Si、0.68Cr)组织和性能的影响。结果表明,随着变形温度的提高,相变开始温度和相变结束温度均逐渐下降,珠光体片层间距逐渐减小,变形温度为850～900℃时,珠光体片层间距为130～140 nm,抗拉强度为1 075～1 090 MPa,断面收缩率43.5%～44.0%,综合力学性能最佳。     

宽厚板立轧非均匀塑性变形机制

摘要：为探索高碳硅镇静钢中失效夹杂物的检测方法,通过大量分析切割钢丝拉拔断口明确了失效夹杂物类型,同时利用失效指数验证金相观察法、电镜分析法、极值统计法、电解法、盘条拉伸法等评价夹杂物的有效性。结果表明,以帘线钢、切割钢丝用钢为代表的高洁净度高碳硅镇静钢,失效夹杂物以高铝夹杂物为主,尺寸集中在10～40μm。断口分析是失效夹杂物的最直接评价方法,但耗时长。金相制样法评价失效夹杂物往往与实物质量不符。有机溶物电解法可以用来分析冶炼过程高铝夹杂物变化,为失效夹杂物控制提供方向。未时效盘条拉伸实验,可快速检测出高碳钢盘条中大尺寸夹杂物。     

镀锌铝合金钢丝镀层中主要元素分析

为了准确控制镀锌铝合金层中主要添加元素的含量,本文设计采用电感耦合等离子发射光谱法检测镀锌铝合金钢丝镀层中的铝、铁含量,分别测定了2个规格共6根桥梁缆索用热镀锌钢丝的镀层中的铝、铁含量(铝含量4.71~7.05%,铁含量0.01~0.02%)。该方法线性好,分别为铝0.999957、铁0.999855;检出限低,分别为铝20g·L^-1、铁11g·L^-1;相对标准偏差分别为铝1.0~1.4%之间,铁2.1~4.8%之间,由此得出该检测有效可行的结论。     

PC钢丝用盘条W77MnA的试制

介绍了PC钢丝用W77MnA高碳钢盘条的试制过程,对采用200 mm×200 mm连铸坯直接轧制大规格盘条的实物质量进行了检验,给出了试制结果,分析了试制中出现的问题,并提出了改进措施.试制结果表明,该钢种试制工艺路线正确,产品性能达到要求,满足了用户生产1 570 MPa级钢丝的需要.