一種1860MPa級橋梁纜索鍍鋅鋼絲用盤條及其制造方法，其成分重量百分比為：C：0.81-0.90％，Si：0.70-1.60％，Mn：0.60-0.90％，Ni：0.02-1.20％，W：0.00-0.25％，Al：0.015-0.030％，Cr：0.00-0.70％，V：0.00-0.15％，Ca：0.002-0.006％，P≤0.015％，S≤0.015％，其余為Fe和不可避免的雜質，雜質元素的總量低于0.05％。本發明專利技術盤條及其制備方法，無須鹽浴處理，可采用常規拉拔工藝生產，經拉拔、鍍鋅后的成品鋼絲強度高于1860MPa，扭轉值達到14次，可以適應特大跨度橋梁建設需要。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及高碳鋼盤條生產技術，特別涉及，該盤條經拉拔、鍍鋅、穩定化處理后強度可達1860MPa以上，同時具有良好的強韌性配合，可用于生產大跨徑橋梁纜索。
技術介紹
懸索橋和斜拉索橋是目前跨越海灣、峽谷、大江、大河的大跨度橋梁設計的首選形式。懸索橋指的是以通過索塔懸掛并錨固于兩岸(或橋兩端)的纜索作為上部結構主要承重構件的橋梁，從纜索垂下許多吊桿，吊住橋面。斜拉索橋由拉索、索塔、主梁和橋面組成，橋面荷載經主梁傳給拉索、再由拉索傳到索塔。隨著社會和技術的發展，懸索橋和斜拉索橋跨度不斷增加，世界上已建成的懸索橋跨徑接近2000米，而斜拉索橋的跨徑也已超過1000米。隨著橋梁跨徑的增加，對橋梁纜索用關鍵原材料鍍鋅鋼絲提出了更高的性能要求，研究超高強度橋梁纜索用鍍鋅鋼絲已成為人們關注的重點。目前橋梁纜索用鍍鋅鋼絲強度等級由1670MPa發展到目前廣泛應用的1770MPa，并逐步向1860MPa級別推進。現有鍍鋅鋼絲如中國專利CN101376951A和CN101311288B提供的成分合金只能滿足1670和1770MPa橋梁纜索用鍍鋅鋼絲生產，無法達到1860MPa的強度要求。為使成品鋼絲強度達到更高的等級，常用的辦法是添加Nb、V、Cr、Zr、B等合金化元素或者是提高盤條中Si元素含量，通過元素固溶、碳氮化物析出和細化晶粒的途徑強化材料。雖然通過以上方法有利于提高橋梁纜索用鍍鋅鋼絲的強度，但將使得鋼絲的另一重要指標扭轉值無法保證。目前改善高強度鍍鋅鋼絲扭轉性能的方法主要有以下幾種I、熱軋后對高硅盤條進行整卷的鹽浴淬火處理，使盤條通條具有均勻一致的索氏體組織，從而改善成品鋼絲的扭轉，如美國專利US20060137776A1、US20090229711A1和日本專利JP60208463A所述合金盤條。2、對盤條拉拔工藝進行改進，增加中間鉛浴熱處理工序，對盤條進行兩次拉拔生產鍍鋅鋼絲，如韓國專利KR20080051671中所述。3、通過控制合金中P元素含量到0. 01 %以下，并防止其凝固過程中的偏析，降低P對鋼絲扭轉性能的嚴重破壞，如中國專利CN101565797B中所述。 然而上述方案均存在較大的不足，主要表現為鹽浴處理過程將對環境和工人健康造成極大的危害，且設備投資太大。對盤條采用兩次拉拔工藝，并進行中間鉛浴熱處理將增加鋼絲生產難度和時間，導致能耗和成本升高，同時還存在鉛污染的問題。控制合金中P元素含量到0. 01%以下，將極大地增加煉鋼的難度，降低成材率,增加材料成本
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供，無須鹽浴處理，可采用常規拉拔工藝生產，經拉拔、鍍鋅后的成品鋼絲強度高于1860MPa，扭轉值達到14次，可以適應特大跨度橋梁建設需要。為達到上述目的，本專利技術的技術方案是一種1860MPa級橋梁纜索鍍鋅鋼絲用盤條，其成分重量百分比為C :0. 81-0. 90%, Si 0. 70-1. 60%, Mn :0. 60-0. 90%, Ni :0. 02-1. 20%, Al :0. 015-0. 030%，Ca 0. 002-0. 006%,P ^ 0. 015%, S ( 0. 015%，其余為Fe和不可避免的雜質，雜質元素的總量低于0. 05%。進一步，還包含W、Cr、V 中的一種以上，W :0. 00-0. 25%, Cr :0. 00-0. 70%, V 0. 00-0. 15%，重量百分比計。 本專利技術鋼的成分設計中C，是保證盤條及鍍鋅鋼絲高強度所必需的化學成分，盤條在高溫軋制后的控冷過程中將形成以索氏體為主的顯微組織，該組織中滲碳體片層將起到強化材料的作用。在該合金成分體系下，當盤條碳含量低于0. 81%時材料的強度將無法達到要求。提高合金碳含量將有利于控冷過程中盤條中形成更大體積分數的滲碳體，從而使得材料強度提高。但當鋼中碳含量過高時將導致合金凝固過程中成分偏析加劇，材料韌性惡化。因此，C含量的范圍選擇為0. 81-0. 90%。Si，冶煉過程中Si元素常作為脫氧劑加入鋼中，同時固溶于鐵素體相中的Si將起到強化材料的作用。此外，盤條冷卻相變過程中Si元素還將在鐵素體相和滲碳體相界面富集，經過大減面率拉拔的鋼絲在鉛浴脫脂和熱鍍鋅過程中，Si元素在相界面的富集將減緩大變形滲碳體片層的分解，減小鋼絲強度的損失。但過高的Si將增大C的石墨化傾向，同時降低鋼的韌性。為使得鍍鋅鋼絲具有高的強韌性配合，需將合金中Si元素含量控制在0. 70-1. 50%。Mn，在煉鋼過程也常作為脫氧劑添加，同時Mn易與鋼中的有害元素S結合形成MnS，降低其危害。此外，Mn還是鋼中常用的強化元素，主要起到固溶強化的作用，但當Mn含量過高時將增大鋼晶粒粗化的和成分偏析傾向，因此選擇Mn的范圍在0. 60 0. 90%。Ni，通過添加Ni元素，控制盤條熱軋后斯太爾摩空冷過程中奧氏體組織轉變，提高盤條索氏體含量至95%以上，同時細化滲碳體片層結構，改善盤條拉拔性能，防止鋼絲早期拉拔過程中出現顯微缺陷降低成品扭轉值。此外，細化的片層結構可以降低鋼絲扭轉過程微觀應力集中，提高扭轉性能。但過高的Ni將增加材料合金成本，因此將Ni含量控制在0.02 I. 20%范圍。W，添加有利于提高鋼的淬透性和強度，同時還可防止拉拔鋼絲在450°C左右鉛浴和鍍鋅過程中有害元素在晶界和片層相界面的富集使材料脆化降低扭轉性能，因此鋼中添加 0. 00-0. 25% W。Al，是煉鋼過程中最有效的脫氧元素，同時彌散分布的Al2O3顆粒將阻礙加熱過程中合金奧氏體晶粒的長大，有利于細化盤條晶粒。但當鋼中Al含量過高時，將形成粗大的Al2O3夾雜，將顯著降低盤條的拉拔性能，因此Al選擇的范圍為0. 015 0. 03%。P、S元素含量過高將顯著降低成品鍍鋅鋼絲的扭轉性能，因此需要在煉鋼過程中加以控制，為改善成品鋼絲的韌性將P、S含量控制在0. 015%以下。Ca，鋼中脆性夾雜物的存在將極大的降低鋼絲扭轉值，扭轉測試初期就將在夾雜物處形成裂紋，造成材料非正常斷裂。通過添加Ca元素對鋼中脆性夾雜物進行改性，降低其熔點，使其易于在煉鋼過程中上浮除去。同時還有利于細化盤條中夾雜物尺寸，提高盤條的拉拔性能和成品鋼絲扭轉值。當鋼中Ca元素含量過低時，無法充分發揮其作用，過高則會增加成本，因此Ca元素優選的控制范圍為0. 002-0. 006%。此外，進一步添加Cr元素將有利于提高鋼的奧氏體穩定性，細化盤條的索氏體片層結構，提高盤條及成品鋼絲的強度。微合金化的V元素在熱軋過程主要固溶于奧氏體中，將在后續冷卻過程中以VN和VC的形式沉淀析出強化盤條。因此選擇Cr元素的范圍為0.00-0. 50%, V 元素的范圍為 0. 00-0. 15%。本專利技術1860MPa級橋梁纜索鍍鋅鋼絲用盤條的制造方法，包括如下步驟I)冶煉，盤條的化學成分重量百分比為C 0. 81-0. 90%, Si :0. 70-1. 60%,Mn 0. 60-0. 90%, Ni :0. 02-1. 20%, W :0. 00-0. 25%, Al :0. 015-0. 030%,Cr 0. 00-0. 70%, V :0. 00-0. 15%, Ca :0. 002-0. 006%, P 0. 015%本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：姚贊，宋洪偉，萬根節，張弛，蔡海燕，
申請(專利權)人：寶山鋼鐵股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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