橋梁纜索用SWRS82B鍍鋅鋼絲扭轉(zhuǎn)性能及其影響因素的研究.pdf

1、隨著橋梁跨度的增大，對橋梁纜索用SWRS82B鍍鋅鋼絲的性能提出了更高的要求。不僅要求鍍鋅鋼絲具有超高的強度，還對扭轉(zhuǎn)性能等韌塑性指標有較高要求。以如何提高鋼絲的扭轉(zhuǎn)性能為目標，主要研究了三個方面的內(nèi)容:鋼絲扭轉(zhuǎn)裂紋觀察與分析，鋼絲生產(chǎn)過程中溫度對扭轉(zhuǎn)性能的影響以及合金元素對鋼絲扭轉(zhuǎn)性能的影響。
　　 利用慢扭轉(zhuǎn)實驗配合金相顯微鏡尋找異常斷裂的裂紋起源，發(fā)現(xiàn)裂紋起源于1/4直徑附近，而不是切應(yīng)力最大的鋼絲表面。主要原因是鋼絲內(nèi)部

2、的殘余應(yīng)力改變了扭轉(zhuǎn)時應(yīng)力的分布情況，使最大應(yīng)力出現(xiàn)在鋼絲1/4直徑附近。通過SEM觀察裂紋發(fā)現(xiàn)鋼絲扭轉(zhuǎn)分層裂紋在鐵素體內(nèi)擴展，而裂紋附近并無異常組織。
　　 研究了拉絲時溫升及鍍鋅時間對扭轉(zhuǎn)性能的影響。低溫時效能夠?qū)е屡まD(zhuǎn)分層現(xiàn)象的產(chǎn)生。低溫時效導(dǎo)致鋼絲分層的機制是C原子的擴散引起的時效硬化，C原子從間隙位置和滲碳體分解后從滲碳體擴散至鐵素體位錯中。在扭轉(zhuǎn)時C原子釘扎位錯從而導(dǎo)致應(yīng)力集中，最后導(dǎo)致裂紋過早萌生。故認為鐵素體內(nèi)的

3、碳原子濃度過高是導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)分層的原因。
　　 鋼絲在450℃下保溫，珠光體的球化程度隨著時間的增加而變大。450℃下短時間保溫可以使C原子擴散，時效硬化機制起作用而使鋼絲扭轉(zhuǎn)出現(xiàn)分層，與低溫時效的效果類似;長時間保溫可以導(dǎo)致滲碳體球化，即時效軟化機制開始起作用。而滲碳體球化能導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)斜劈斷，對扭轉(zhuǎn)性能的惡化影響很大。
　　 為了研究合金元素對鋼絲扭轉(zhuǎn)性能的影響，設(shè)計了三種不同成分的盤條，進行重新索氏體化處理，然后經(jīng)不連續(xù)拉

4、拔成鋼絲。用3DAP表征了合金元素在高碳鋼中的分布，V元素絕大部分存在于滲碳體中，Si元素在滲碳體和鐵素體的界面處有偏聚現(xiàn)象。V元素的加入提高了盤條的抗拉強度和面縮率，Si元素的加入則以提高抗拉強度為主。V，Si元素均細化了盤條的片層間距且均提高鋼絲的加工硬化率。
　　 DSC實驗結(jié)果表明，合金元素V的添加增加了滲碳體的穩(wěn)定性，抑制了滲碳體的分解。但是V的加入?yún)s加大了第二個放熱峰的熱效應(yīng)，原因是1.87應(yīng)變下S82B鋼絲滲碳體嚴

5、重碎化為滲碳體的球化提供了便利。而Si元素的加入消除了第一個放熱峰，且推遲了第二個放熱峰的出現(xiàn)溫度。合金元素Si的加入增加了滲碳體的穩(wěn)定性，不僅抑制了滲碳體的分解，還抑制了滲碳體的球化，與Si元素在相界面處的偏聚有關(guān)。
　　 在應(yīng)變量為1.56時，S82B鋼絲內(nèi)沒有出現(xiàn)滲碳體碎化現(xiàn)象。V元素的加入提高了鋼絲鍍鋅前后的扭轉(zhuǎn)性能，而Si元素對鍍鋅后鋼絲扭轉(zhuǎn)性能下降有一定的抑制作用。在高應(yīng)變量為1.87時，V元素的加入降低了鋼絲鍍鋅前