新日铁缆索规范

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1、解读新日铁《桥梁缆索用高强度镀锌钢丝》按语：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》，寻求用户信任而推出的一篇文章。其主要内容，正如“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”。其中也叙述了一些工艺技

2、术。作为商务宣传，当然一般只讲长处，回避不足，本公司谨以《解读》形式，提出我们的看法，供我国同仁和桥梁建设者参考。原文可从国际桥梁和工程结构联合会(IABSE)的杂志（StructuralEngineerignlnternatioal3/2002）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

3、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）或索氏体化、冷拔和450℃镀锌。强化途径可用如下之一：--提高索氏体化盘条的强度：--增加钢丝冷拔的总变形量--增加钢丝冷拔期间的加工硬化率--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

4、时，防止裂纹产生，比提高冷拉总压缩率有效。提高索氏体盘条强度的机理主要有：--改善珠光片状间距：提高C（碳）含量、添加Cr（铬）。--片状铁素体的固溶硬化和沉淀硬化：添加Si（硅）和V（钒）--提高渗碳体的百分含量：增加C（碳）的含量。.1.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3：直径为5mm和7mm镀锌钢丝强度与疲劳应力的关系[解读]1．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

5、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≥25%。我国以考核最严格的标距为250mm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≥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CJ3

6、077-1998《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。至于日本企标中不作“应力松弛”考核，而追求“扭转”之间的关系，将另行分析。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，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。

7、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∮13mm，抗拉强度为1100MPa盘条，拉拔到∮4.9mm镀锌前光面钢丝，其总压缩率为85.8%，抗拉强度约为2000MPa。在图1座标上已“无地自容”了。而该图的最高强度为2800MPa，并由盘条直接拉拔，与本钢丝制造实践相差甚远。3．索氏体化盘条强化途径3.1Patent的含义自铅淬火取得的金相组织成为最佳冷拉组织以后，该专利(Patent)也就作为钢丝制造业的铅淬火代名词。世界能源危机和熔铅高温污染，使盘条制造业利用盘条轧制成

8、形后的余热对冷却后取得相当铅淬火组织作了大量研究和实践。这种高碳钢的最佳冷拉组织是细化珠光体，亦称索氏体（Sorbite）。由于钢奥氏体冷却转变的CCT曲线在珠光体转变时有较宽的区.2.域，按其片层组织的粗