[發(fā)明專(zhuān)利]一種強(qiáng)度2400MPa級(jí)預(yù)應(yīng)力鋼絞線及生產(chǎn)工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010216248.7
• 申請(qǐng)日: 2020-03-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111321352A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇永華;胡所亭;石龍;牛斌;班新林;高策;周勇政;馬林;陳勝利;白鴻國(guó);蘇偉;趙體波;劉吉元;葛凱;高永彬;徐凱;周成順
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司;中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司鐵道建筑研究所;中國(guó)鐵路經(jīng)濟(jì)規(guī)劃研究院有限公司;中國(guó)鐵路設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司;青島特殊鋼鐵有限公司;浙錨科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C22C38/24
• 分類(lèi)號(hào): C22C38/24;C22C38/06;C22C38/04;C22C38/02;C21C5/28;C21C7/06;C21C7/064;C21C7/10;B22D11/04;B22D11/115;C21D8/06;C21D1/46;C23G3/02;C23C22/73
• 代理公司: 北京巨弘知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11673
• 代理人: 趙洋

本發(fā)明提供了一種強(qiáng)度2400MPa級(jí)預(yù)應(yīng)力鋼絞線及生產(chǎn)工藝，其化學(xué)成分按質(zhì)量百分比包括C：0.88～1.02％、Si：0.10～1.30％、Mn：0.30～0.90％、Cr：0.10～0.50％、P≤0.015％、S≤0.010％、Al：0.01～0.08％、V：0.01～0.10％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。通過(guò)鹽浴等工藝，消除風(fēng)冷盤(pán)條冷速偏低和不均而帶來(lái)的不良組織和通條性能差異過(guò)大問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)盤(pán)條快速冷卻和等溫相變，大大提高盤(pán)條強(qiáng)度和組織性能的均勻性。偏析為較低水平，組織性能更加均勻，無(wú)影響使用的網(wǎng)狀碳化物和馬氏體等淬火組織，在保證高強(qiáng)度的同時(shí)依然保持了良好的塑性。盤(pán)條經(jīng)拉拔、捻股、穩(wěn)定化處理后，絞線強(qiáng)度分別達(dá)到2300MPa或2400MPa以上，可用于生產(chǎn)2300MPa和2400MPa級(jí)超高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絞線。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶煉技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種預(yù)應(yīng)力鋼絞線。

背景技術(shù)

目前國(guó)家主流預(yù)應(yīng)力鋼絞線為1860MPa級(jí)，從九十年代開(kāi)始延續(xù)使用至今未進(jìn)行升級(jí)換代，且預(yù)應(yīng)力鋼絞線市場(chǎng)容量巨大，開(kāi)發(fā)前景廣闊。

2020年鐵道系統(tǒng)將完成高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絞線行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的修訂，大幅度提高預(yù)應(yīng)力鋼絞線的強(qiáng)度級(jí)別，預(yù)計(jì)鋼絞線設(shè)計(jì)級(jí)別可提高到2300MPa～2400MPa。提高鋼絞線強(qiáng)度的主要意義在于減少軌道梁用鋼量及水泥等相關(guān)材料的使用量，做到節(jié)能降耗，大大減輕軌道梁的重量，向輕量化發(fā)展。2019年全年鐵路投資總額增至8000億元，用于高鐵基建投資6000億元，高鐵通車(chē)?yán)锍淘?000～6000公里，該類(lèi)鋼使用巨大。

目前，主流1860MPa級(jí)別的預(yù)應(yīng)力鋼絞線所用盤(pán)條使用的是或規(guī)格YL82B，盤(pán)條強(qiáng)度在1160MPa左右。絞線級(jí)別由1860MPa提高到2300MPa～2400MPa，強(qiáng)度提高了440MPa～540MPa，相應(yīng)的原料盤(pán)條強(qiáng)度也需要大幅度提高，而對(duì)于大規(guī)格高碳鋼盤(pán)條，在大幅度提高強(qiáng)度的同時(shí)，還需要保證盤(pán)條良好的塑性和組織，生產(chǎn)難度極大。我國(guó)現(xiàn)有預(yù)應(yīng)力鋼絞線用盤(pán)條基本都是斯太爾摩冷卻方式的風(fēng)冷盤(pán)條，其索氏體化率不高且盤(pán)條冷卻時(shí)存在搭接點(diǎn)而造成組織性能不均勻，另一方面因風(fēng)冷的冷卻能力有限，很難將盤(pán)條強(qiáng)度再大幅度提高，因此，發(fā)明一種2300MPa～2400MPa級(jí)超高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絞線用盤(pán)條的生產(chǎn)方法勢(shì)在必行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中大規(guī)格高碳鋼盤(pán)條，在大幅度提高強(qiáng)度的同時(shí)，還需要保證盤(pán)條良好的塑性和組織，生產(chǎn)難度極大的問(wèn)題，提供了一種強(qiáng)度2400MPa級(jí)預(yù)應(yīng)力鋼絞線及生產(chǎn)工藝，解決了上述問(wèn)題。

本發(fā)明提供了一種強(qiáng)度2400MPa級(jí)預(yù)應(yīng)力鋼絞線，其化學(xué)成分按質(zhì)量百分比包括C0.88～1.02％、Si0.10～1.30％、Mn0.30～0.90％、Cr0.10～0.50％、P≤0.015％、S≤0.010％、Al0.01～0.08％、V0.01～0.10％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

C：是保證盤(pán)條強(qiáng)度和組織的化學(xué)元素，本發(fā)明中為保證產(chǎn)品強(qiáng)度，碳含量不低于0.88％，同時(shí)為控制連鑄坯偏析、控制組織和提高盤(pán)條塑性，碳含量不應(yīng)高于1.02％。

Si：在鋼中以固溶形態(tài)存在，具有極強(qiáng)的強(qiáng)化作用，同時(shí)Si具有抑制滲碳體的形成，因此添加0.15～1.30％的Si，以更好的保證盤(pán)條強(qiáng)度和控制組織。

Mn、Cr、V可提高鋼的淬透性，可細(xì)化盤(pán)條組織和片層結(jié)構(gòu)，提高強(qiáng)度和塑性。

Al是有效的脫氧元素，彌散細(xì)小的氧化鋁和細(xì)化組織，但粗大的氧化鋁會(huì)嚴(yán)重降低盤(pán)條拉拔和鋼絲疲勞性能。

P、S在鋼絞線用盤(pán)條中屬于有害元素，應(yīng)加以控制。

本發(fā)明所述的一種強(qiáng)度2400MPa級(jí)預(yù)應(yīng)力鋼絞線，作為優(yōu)選方式，鋼絞線直徑為13～14mm。

本發(fā)明提供了一種強(qiáng)度2400MPa級(jí)預(yù)應(yīng)力鋼絞線生產(chǎn)工藝，包括如下步驟：