工程用高强度钢拉杆的研制与应用

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1、工程用高强度钢拉杆的研制与应用 摘 要 通过对工程用高强度钢拉杆的研制，在材料选择、热处理工艺、力学性能检测上积累了丰富经验，做到了工艺、技术的创新，实现了国产化，满足了工程要求。关键词 钢拉杆 合金结构钢 热处理 高强度 力学性能 等强设计索具THEMANUFACTUREANDAPPLICATIONOFHIGHSTRENGTHSTEELTIERODFORENGINEERINGABSTRACT Accordingtotheresearch&manufactureofhighstrengthsteeltierodforengine

2、ering,piledupabundantexperienceatthechoiceofmaterials,heattreatmenttechnicsandexaminationofmechanicalproperty,alsomadeainnovationoftechnicsandtechnique,realizedtomakeinchina,mettherequestofengineering.KEY WORDS steeltierod alloystructuresteels heattreatment highstren

3、gth mechanicalproperty designofequalstrength sling    工程用高强度钢拉杆的研制，是为了满足国内众多工程对高强度钢拉杆的配套需求。在国内无该项产品，主要靠进口的情况下，为振兴民族工业并打破英国、法国、德国、卢森堡等少数国家对钢拉杆国际市场的垄断，使得国产化钢拉杆在国内市场得到应用并向国际市场进军。    高强度钢拉杆作为建筑工程中的主要受力部件，在国外各种类型的建筑工程中使用较为普遍。而国内高强度钢拉杆（主要是指Rel≥460Mpa以上的钢拉杆）全部依赖进口，只有一般强度的钢拉

4、杆（相对于Rel≥460Mpa的钢拉杆，主要是指Rel≥235Mpa、Rel≥345Mpa的钢拉杆）在国内少数厂家生产，缺乏竞争优势。   通过对高强度钢拉杆产品的开发，在材料选择、热处理工艺、锻造工艺、拉力试验等方面取得了重大突破，并创造了高强度钢拉杆的多项技术成果。研制成功的高强度钢拉杆的综合性能已达到和超过国际同类产品的先进技术水平。   1高强度钢拉杆的研制自1999年开始立项研究高强度钢拉杆时，国内没有钢拉杆定型产品和相关标准，仅在交通部建造船坞规范中有相关技术指标要求供参考。世界各国（公司）生产钢拉杆的生产规格、技术

5、参数也均有差异。而大规格Φ90mm（Rel≥460Mpa）船坞钢拉杆、Φ150mm（Rel≥550Mpa）建筑钢拉杆在国内则是空白。   1.1方案设计及论证通过对国外钢拉杆产品及技术参数的分析，并结合国内造船厂、钢结构厂、设计院、研究所等单位的使用、安装、设计的综合情况进行的调研。从方案设计论证入手，考虑到产品的结构及工艺性，确定研制方案技术攻关的重点内容：   1)钢拉杆整体结构必须突出该产品作为预应力连接件与结构连接配套的通用化、标准化和系列化，施工安装、调整方便，整体结构造型美观。   2)选择合适的材料，既要保证其具有

6、良好的可热处理性、可锻性，还要考虑材料的经济性。   3）确定适合的热处理工艺，加强热处理过程质量控制，保证材料综合力学性能指标要完全达到和超过国外同类产品的技术水平。  4）螺纹端要实现锻造镦粗,螺纹底径不小于杆体直径,达到等强设计要求.  5）成批生产质量稳定性的控制。  1.2技术攻关、样品试制及性能检测  直径Φ90mm（Rel≥460Mpa）的船坞钢拉杆和直径Φ150mm（Rel≥550Mpa）的建筑钢拉杆的生产制造在我国均属首次，而此前对直径Φ150mm大规格高强度钢拉杆进行锻造镦粗、调质热处理在我国还无先例。  通

7、过热加工工艺和冷加工工艺等多项工艺实验，参照EN10113/2欧洲标准，首先对Q460-D钢钢拉杆样品分别进行了热处理工艺、力学性能试验研究。由于Q460-D钢是低碳、低合金、低淬透性钢，按常规正火热处理后，屈服强度偏低，仅410Mpa左右，达不到460Mpa强度要求。因此必须进行调质（5151）处理，以获得金相组织较细的低碳马氏体，试验结果表明采用特殊定制的Q460-D钢可以基本满足高强度钢拉杆的力学性能要求。但我国大规格Q460-D钢炼钢技术尚不成熟、难以保证大批量生产质量的稳定性，制造成本高、用户难以接受。   鉴于此，优

8、选了一种合金结构钢，对其进行“非常规”热处理工艺技术试验——在工艺参数的范围内进行了两种细化工艺试验（较高的伸长率和较低屈服强度的细化工艺试验；较高屈服强度和较低伸长率的细化工艺试验）及钢拉杆螺纹部分的连接性能试验等。通过力学性能实验、金相检验、拉力试验均取得了