新日铁《桥梁缆索用高强度镀锌钢丝》

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1、解读新日铁《桥梁缆索用高强度镀锌钢丝》张正基张伟君孙金茂(上海申佳金属制品有限公司200090)摘要通过对新日铁《桥梁缆索用高强度镀锌钢丝》文章的分析，指出提高碳含量，添加铬和钒，发展盘条的索氏体化技术，以取得高强度的素氏体化盘条为基础，通过先进的钢丝制造技术进行加工，可以确保钢丝韧塑性指标同时，满足钢丝强度在桥梁设计中的应用。同时对新日铁的一些数据提出质疑。关扭询索氏体化盘条;桥梁缆索;镀锌钢丝;新日铁线材制品的生产工艺技术，各国都作为制造企业的“Know-how"，不予公开。中国由于历史原因，这类知识产

2、权在近期才逐步被重视。日本是非常关注这类技术的国家，除非为商务原因，一般工艺技术不予发布。原文为介绍新日铁的《桥梁缆索用高强度镀锌钢丝》，是为寻求用户信任而推出的一篇文章。其主要内容，正如其摘要所述;“为防止钢丝扭转裂纹，提高索氏体化盘条强度比增加拉拔的总变形量更为有效。硅和铬两种可提高索氏体化盘条强度和减少镀锌过程中强度损失。基于这些发现，高强度镀锌钢丝得以成功研制”。其中也介绍了一些工艺技术。作为商务宣传，当然一般只讲长处，回避不足，笔者谨以(解读》形式，提出看法，供同仁和桥梁建设者参考。原文可从国际桥

3、梁和工程结构联合会(IABSE)的杂志(StructuralEngi-neerignlnternatioal3/2002)检索。本文按原文顺序，摘录有关内容，随后“解读”有关条款，图表都按原文译制，谨此说明。【原文〕强化途径(Methodsforstrengthening)本文介绍提高桥梁缆索用镀锌钢丝强度的方法，叙述直径为5mm，强度1960MPa和直径7mm，强度1770MPa镀锌钢丝的力学性能。钢丝生产过程包括盘条热处理(对高碳钢盘条加热或奥氏体化，立即浸于500--600℃铅池或盐池中急冷)或索氏体

4、化、冷拔和450'C镀锌。强化途径可用如下之一:(1)提高索氏体化盘条的强度;(2)增加钢丝冷拔的总变形量;(3)增加钢丝冷拔期间的加工硬化率;(3)降低镀锌过程的强度损失。选择不同措施以最大限度减少韧性损失很重要。虽然平行钢丝缆索中钢丝并不扭曲，多年来，因为方便易行，常以扭转实验测试钢丝韧性，并且该试验在BS(英国),DIN(德国).JIS(日本)标准中都有规定。图1是索氏体化盘条与出现裂纹时冷拉钢丝强度的关系。这也表明，提高索氏体化盘条强度在提高钢丝强度同时，防止裂纹产生，比提高冷拉总压缩率有效。提高索

5、氏体盘条强度的机理主要有:(1)改善珠光片状间距。提高C(碳)含量、添加Cr(%);(2)片状铁素体的固溶硬化和沉淀硬化。添加Si(硅)和V("Il,);(3)提高渗碳体的百分含量。增加C(碳)的含量。[解读〕冬冷拉钢丝的塑性指标和韧性指标冷拉钢丝的塑性和韧性指标是两类不同性质的参数。塑性指标与其他钢材一样，用伸长率或断面收缩率来表示，在法国标准中，除伸长率有明确指标)3.5%(标距)100mm)外，对断面收缩率，仅定性观察塑性断口(具有明显缩颈)，在有争议时才考核芬25%。我国以考核最严格的标距为250m

6、m的断后伸长率)4%。能做到该指标的钢丝断口，必定是塑性断口。日本明石大桥企业标准也仅有标距为250mm的伸长率231李4.0%的要求，但其最大载荷伸长还是断后伸长未加明确。原文也有断面收缩率的相应研制参数。冷拉钢丝的韧性指标，一般都以反复弯曲，缠绕和扭转三个指标来衡量，随钢丝的实际受力状态作适当选择。鉴于桥梁索用钢丝本身不受扭曲，法国NFA35-035，中国GB/T17101，建设部标准CJ3077-1998《建设缆索用钢丝》，CJ3508-1986(塑料护套平行钢丝拉索》，都选择反复弯曲和缠绕两个指标。

7、至于日本企标中不作“应力松弛”考核野，而迫求“扭转“之间的关系，将另行分析。科叶科L赫增加冷坦总变形奋3以‘~~~~~~~~~~‘~~~~~~~~~目‘‘~~~一一-‘一~r户--曰二1⋯~1左扣1肛旧2仪阅2之J-12M1300-索氏体化盘条强度/Mpa镀锌钢丝强度/MPa图1索氏体化盘条强度对裂纹的影响图2直径为5mm和7mm镀锌钢丝强度与疲劳应力的关系2盘条强度与出现(扭转)裂纹时冷拉钢丝强度的关系原文图1表明了“提高索氏体化盘条的强度，在提高钢丝强度同时，防止裂纹产生，比提高冷拉总压缩率有效”。但是

8、，与钢丝纤维组织有关的韧性指标，随着变形程度的提高基本呈抛物线的变化，对高碳钢丝而言，扭转次数的峰值约在80%总压缩率范围(随生产条件不同而有一定差异)。因而过低的总压缩率反而会导致扭转裂纹提前出现。并且图1与桥梁缆索镀锌钢丝制造实践不符。该图纵座标为钢丝强度，“O’’点为2200MPa，若以SWS82B中13mm，抗拉强度为1100MPa盘条，拉拔到明.9mm镀锌前光面钢丝，其总压缩率为85.8%，抗拉强度约为