新日鐵《橋梁纜索用高強(qiáng)度鍍鋅鋼絲》

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1、解讀新日鐵《橋梁纜索用高強(qiáng)度鍍鋅鋼絲》張正基張偉君孫金茂(上海申佳金屬制品有限公司200090)摘要通過(guò)對(duì)新日鐵《橋梁纜索用高強(qiáng)度鍍鋅鋼絲》文章的分析，指出提高碳含量，添加鉻和釩，發(fā)展盤條的索氏體化技術(shù)，以取得高強(qiáng)度的素氏體化盤條為基礎(chǔ)，通過(guò)先進(jìn)的鋼絲制造技術(shù)進(jìn)行加工，可以確保鋼絲韌塑性指標(biāo)同時(shí)，滿足鋼絲強(qiáng)度在橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。同時(shí)對(duì)新日鐵的一些數(shù)據(jù)提出質(zhì)疑。關(guān)扭詢索氏體化盤條;橋梁纜索;鍍鋅鋼絲;新日鐵線材制品的生產(chǎn)工藝技術(shù)，各國(guó)都作為制造企業(yè)的“Know-how"，不予公開。中國(guó)由于歷史原因，這類知識(shí)產(chǎn)

2、權(quán)在近期才逐步被重視。日本是非常關(guān)注這類技術(shù)的國(guó)家，除非為商務(wù)原因，一般工藝技術(shù)不予發(fā)布。原文為介紹新日鐵的《橋梁纜索用高強(qiáng)度鍍鋅鋼絲》，是為尋求用戶信任而推出的一篇文章。其主要內(nèi)容，正如其摘要所述;“為防止鋼絲扭轉(zhuǎn)裂紋，提高索氏體化盤條強(qiáng)度比增加拉拔的總變形量更為有效。硅和鉻兩種可提高索氏體化盤條強(qiáng)度和減少鍍鋅過(guò)程中強(qiáng)度損失?；谶@些發(fā)現(xiàn)，高強(qiáng)度鍍鋅鋼絲得以成功研制”。其中也介紹了一些工藝技術(shù)。作為商務(wù)宣傳，當(dāng)然一般只講長(zhǎng)處，回避不足，筆者謹(jǐn)以(解讀》形式，提出看法，供同仁和橋梁建設(shè)者參考。原文可從國(guó)際橋

3、梁和工程結(jié)構(gòu)聯(lián)合會(huì)(IABSE)的雜志(StructuralEngi-neerignlnternatioal3/2002)檢索。本文按原文順序，摘錄有關(guān)內(nèi)容，隨后“解讀”有關(guān)條款，圖表都按原文譯制，謹(jǐn)此說(shuō)明?！驹摹硰?qiáng)化途徑(Methodsforstrengthening)本文介紹提高橋梁纜索用鍍鋅鋼絲強(qiáng)度的方法，敘述直徑為5mm，強(qiáng)度1960MPa和直徑7mm，強(qiáng)度1770MPa鍍鋅鋼絲的力學(xué)性能。鋼絲生產(chǎn)過(guò)程包括盤條熱處理(對(duì)高碳鋼盤條加熱或奧氏體化，立即浸于500--600℃鉛池或鹽池中急冷)或索氏體

4、化、冷拔和450'C鍍鋅。強(qiáng)化途徑可用如下之一:(1)提高索氏體化盤條的強(qiáng)度;(2)增加鋼絲冷拔的總變形量;(3)增加鋼絲冷拔期間的加工硬化率;(3)降低鍍鋅過(guò)程的強(qiáng)度損失。選擇不同措施以最大限度減少韌性損失很重要。雖然平行鋼絲纜索中鋼絲并不扭曲，多年來(lái)，因?yàn)榉奖阋仔?，常以扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)測(cè)試鋼絲韌性，并且該試驗(yàn)在BS(英國(guó)),DIN(德國(guó)).JIS(日本)標(biāo)準(zhǔn)中都有規(guī)定。圖1是索氏體化盤條與出現(xiàn)裂紋時(shí)冷拉鋼絲強(qiáng)度的關(guān)系。這也表明，提高索氏體化盤條強(qiáng)度在提高鋼絲強(qiáng)度同時(shí)，防止裂紋產(chǎn)生，比提高冷拉總壓縮率有效。提高索

5、氏體盤條強(qiáng)度的機(jī)理主要有:(1)改善珠光片狀間距。提高C(碳)含量、添加Cr(%);(2)片狀鐵素體的固溶硬化和沉淀硬化。添加Si(硅)和V("Il,);(3)提高滲碳體的百分含量。增加C(碳)的含量。[解讀〕冬冷拉鋼絲的塑性指標(biāo)和韌性指標(biāo)冷拉鋼絲的塑性和韌性指標(biāo)是兩類不同性質(zhì)的參數(shù)。塑性指標(biāo)與其他鋼材一樣，用伸長(zhǎng)率或斷面收縮率來(lái)表示，在法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中，除伸長(zhǎng)率有明確指標(biāo))3.5%(標(biāo)距)100mm)外，對(duì)斷面收縮率，僅定性觀察塑性斷口(具有明顯縮頸)，在有爭(zhēng)議時(shí)才考核芬25%。我國(guó)以考核最嚴(yán)格的標(biāo)距為250m

6、m的斷后伸長(zhǎng)率)4%。能做到該指標(biāo)的鋼絲斷口，必定是塑性斷口。日本明石大橋企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也僅有標(biāo)距為250mm的伸長(zhǎng)率231李4.0%的要求，但其最大載荷伸長(zhǎng)還是斷后伸長(zhǎng)未加明確。原文也有斷面收縮率的相應(yīng)研制參數(shù)。冷拉鋼絲的韌性指標(biāo)，一般都以反復(fù)彎曲，纏繞和扭轉(zhuǎn)三個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量，隨鋼絲的實(shí)際受力狀態(tài)作適當(dāng)選擇。鑒于橋梁索用鋼絲本身不受扭曲，法國(guó)NFA35-035，中國(guó)GB/T17101，建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)CJ3077-1998《建設(shè)纜索用鋼絲》，CJ3508-1986(塑料護(hù)套平行鋼絲拉索》，都選擇反復(fù)彎曲和纏繞兩個(gè)指標(biāo)。

7、至于日本企標(biāo)中不作“應(yīng)力松弛”考核野，而迫求“扭轉(zhuǎn)“之間的關(guān)系，將另行分析?？迫~科L赫增加冷坦總變形奮3以‘~~~~~~~~~~‘~~~~~~~~~目‘‘~~~一一-‘一~r戶--曰二1?~1左扣1肛舊2儀閱2之J-12M1300-索氏體化盤條強(qiáng)度/Mpa鍍鋅鋼絲強(qiáng)度/MPa圖1索氏體化盤條強(qiáng)度對(duì)裂紋的影響圖2直徑為5mm和7mm鍍鋅鋼絲強(qiáng)度與疲勞應(yīng)力的關(guān)系2盤條強(qiáng)度與出現(xiàn)(扭轉(zhuǎn))裂紋時(shí)冷拉鋼絲強(qiáng)度的關(guān)系原文圖1表明了“提高索氏體化盤條的強(qiáng)度，在提高鋼絲強(qiáng)度同時(shí)，防止裂紋產(chǎn)生，比提高冷拉總壓縮率有效”。但是

8、，與鋼絲纖維組織有關(guān)的韌性指標(biāo)，隨著變形程度的提高基本呈拋物線的變化，對(duì)高碳鋼絲而言，扭轉(zhuǎn)次數(shù)的峰值約在80%總壓縮率范圍(隨生產(chǎn)條件不同而有一定差異)。因而過(guò)低的總壓縮率反而會(huì)導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)裂紋提前出現(xiàn)。并且圖1與橋梁纜索鍍鋅鋼絲制造實(shí)踐不符。該圖縱座標(biāo)為鋼絲強(qiáng)度，“O’’點(diǎn)為2200MPa，若以SWS82B中13mm，抗拉強(qiáng)度為1100MPa盤條，拉拔到明.9mm鍍鋅前光面鋼絲，其總壓縮率為85.8%，抗拉強(qiáng)度約為