冷拔及退火工艺对高强度桥索钢丝组织和性能的影响
发布时间：2021-07-11 06:03
高强度热镀锌钢丝是大跨径桥梁缆索的主要材料,由原始盘条经过大应变拉拔和热镀锌等多道工序得到,拉拔应变量及热镀锌温度均会影响钢丝的微观组织,进而表现在宏观力学性能的好坏。本课题依托国家重点研发计划重点基础材料技术提升与产业化重点专项“高性能桥梁用钢”开展基础研究工作,论文选用450℃退火实验模拟生产中的热镀锌工艺,结合金相、SEM、TEM、XRD、DSC、拉伸实验、扭转实验和显微硬度实验等多种技术手段,较为系统地研究了拉拔及镀锌过程钢丝的组织和性能演变规律。通过对拉拔过程的研究得到如下结论:盘条由片层状珠光体组成,其排列具有各向异性。随着拉拔的进行,珠光体片层向拉拔方向偏转,对位错的阻碍作用减弱,珠光体片层间距快速减薄,晶粒逐渐变得细长呈纤维状,且应变量越大,显微组织直径越细小。拉拔过程中,位错密度逐渐增加,铁素体从单滑移过渡到多个滑移系同时开动的阶段,滑移方向逐渐转向拉拔方向,滑移的结果导致<110>织构强度逐渐增大;钢丝抗拉强度、屈服强度、显微硬度逐渐上升,但扭转性能下降。拉拔过程中的强化机制可用位错强化和界面强化模型解释。通过对退火过程的研究得到如下结论:随着退火时间的...
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
桥梁缆索用热镀锌钢丝制作流程图
缩率逐步减小，这样能保证顺利拉拔，获得优良的力学性能和良好的表面质量。然后选取材质适当、尺寸合适、一定表面粗糙度的拉拔模具，并选取合适种类的润滑剂，确定合适拉拔速度开始拉拔。由于加工硬化的作用，随着拉拔应变量的增加，拉拔难以进行。为了使拉拔能够顺利的进行，而钢丝不发生脆断，需要考虑钢丝的冷加工极限，其受盘条的化学成分、微观组织、织构以及工艺参数等的影响较大。当拉拔变形条件相同时，冷加工极限主要受盘条含碳量和微观组织的影响，钢丝的珠光体片层均匀、片层间距较小时，冷加工极限较大[21]。图1.2为拉拔模具示意图，图1.3为拉拔过程中钢丝所受外力示意图，图中拉拔力用P表示，正压力用N表示，摩擦力用T表示。图1.2拉拔模具示意图图1.3拉拔过程中钢丝所受外力示意图利用金属线材的加工塑性，在外力的作用下通过拉丝模逐步变形，可以获得最终客户需要的尺寸和力学性能。随着拉拔压缩率的增加，变形量增大，钢丝发生塑性变形。经拉拔之后的钢丝长度伸长，横截面积变校随着变形量的增加，钢丝的组织在与轴线平行的方向上增长，形成纤维状组织；拉拔过程中加工硬化的作用和错位密度的增加会使抗拉强度增大、韧性提高、伸长率和压缩率下降。另一方面晶界和渗碳体片层会阻碍位错运动，因此当片层间距较小，位错密度较大时，位错之间相互交错，使得强度增大。整体来说，经冷拔后的钢丝强度、韧性、弯曲性能和
に忱??危?竦糜帕嫉牧ρ??能和良好的表面质量。然后选取材质适当、尺寸合适、一定表面粗糙度的拉拔模具，并选取合适种类的润滑剂，确定合适拉拔速度开始拉拔。由于加工硬化的作用，随着拉拔应变量的增加，拉拔难以进行。为了使拉拔能够顺利的进行，而钢丝不发生脆断，需要考虑钢丝的冷加工极限，其受盘条的化学成分、微观组织、织构以及工艺参数等的影响较大。当拉拔变形条件相同时，冷加工极限主要受盘条含碳量和微观组织的影响，钢丝的珠光体片层均匀、片层间距较小时，冷加工极限较大[21]。图1.2为拉拔模具示意图，图1.3为拉拔过程中钢丝所受外力示意图，图中拉拔力用P表示，正压力用N表示，摩擦力用T表示。图1.2拉拔模具示意图图1.3拉拔过程中钢丝所受外力示意图利用金属线材的加工塑性，在外力的作用下通过拉丝模逐步变形，可以获得最终客户需要的尺寸和力学性能。随着拉拔压缩率的增加，变形量增大，钢丝发生塑性变形。经拉拔之后的钢丝长度伸长，横截面积变校随着变形量的增加，钢丝的组织在与轴线平行的方向上增长，形成纤维状组织；拉拔过程中加工硬化的作用和错位密度的增加会使抗拉强度增大、韧性提高、伸长率和压缩率下降。另一方面晶界和渗碳体片层会阻碍位错运动，因此当片层间距较小，位错密度较大时，位错之间相互交错，使得强度增大。整体来说，经冷拔后的钢丝强度、韧性、弯曲性能和
【参考文献】：
期刊论文
[1]瑞典斯特罗姆桑德桥更换斜拉索[J]. 张妮. 世界桥梁. 2017(06)
[2]冷拔高碳钢丝的低温退火[J]. 龚淼,顾剑锋. 金属热处理. 2017(09)
[3]高碳冷拔钢丝的退火工艺研究[J]. 张培明. 热加工工艺. 2017(08)
[4]大跨度铁路斜拉桥换索方案设计与受力性能分析[J]. 张乃乐. 铁道标准设计. 2017(04)
[5]SWRS82B热镀锌钢丝力学性能不合格原因分析[J]. 张磊,孙建林,张芳,李兵. 塑性工程学报. 2016(05)
[6]Ф7.0mm 1770MPa级高韧性桥梁缆索用热镀锌钢丝生产工艺研究[J]. 王雅志. 金属制品. 2016(04)
[7]1960 MPa级钢丝加工及其在悬索桥主缆上的应用[J]. 叶觉明,张太科,鲜荣,姚志安. 金属制品. 2015(02)
[8]镀锌钢丝扭转试验异常断口分析[J]. 桂江兵,夏艳花,鲁修宇,周勇,吴超. 武汉工程职业技术学院学报. 2014(03)
[9]钢管表面酸洗工艺在防腐施工中的应用研究[J]. 熊刚,王铭浩,相政乐,赵利,贾振,李长春. 中国石油和化工标准与质量. 2014(03)
[10]热处理对高强度冷拉钢丝塑性影响的研究[J]. 姚赞,张忠铧. 上海金属. 2013(03)
博士论文
[1]桥梁缆索用冷拔珠光体钢丝微观组织表征及力学性能研究[D]. 郭宁.重庆大学 2012
硕士论文
[1]珠光体钢丝大应变冷拔过程中铁素体与渗碳体组织演变规律的研究[D]. 刘建敏.贵州大学 2016
[2]拉拔与热镀锌对输电电缆骨架用高强度钢丝组织与性能的影响[D]. 黄克.哈尔滨工业大学 2016
[3]桥梁缆索用超高强度热镀锌钢丝制备工艺研究[D]. 夏浩成.哈尔滨工业大学 2016
[4]大形变珠光体钢丝中微结构及位错组态研究[D]. 刘佩佩.东南大学 2015
[5]锌锅焊接接头在450°C铁饱和锌浴中长期浸泡下的腐蚀行为研究[D]. 朱井军.华南理工大学 2015
[6]宝钢某新建热镀锌机组张力控制系统研究[D]. 陈超.东北大学 2015
[7]冷拔钢丝扭转性能的研究[D]. 张文超.合肥工业大学 2010
[8]热浸锌生产线及自动控制系统设计[D]. 丁传勇.天津工业大学 2008
[9]苏通大桥主桥施工控制方法介绍和研究[D]. 王强.同济大学 2007
本文编号：3277490
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
桥梁缆索用热镀锌钢丝制作流程图
缩率逐步减小，这样能保证顺利拉拔，获得优良的力学性能和良好的表面质量。然后选取材质适当、尺寸合适、一定表面粗糙度的拉拔模具，并选取合适种类的润滑剂，确定合适拉拔速度开始拉拔。由于加工硬化的作用，随着拉拔应变量的增加，拉拔难以进行。为了使拉拔能够顺利的进行，而钢丝不发生脆断，需要考虑钢丝的冷加工极限，其受盘条的化学成分、微观组织、织构以及工艺参数等的影响较大。当拉拔变形条件相同时，冷加工极限主要受盘条含碳量和微观组织的影响，钢丝的珠光体片层均匀、片层间距较小时，冷加工极限较大[21]。图1.2为拉拔模具示意图，图1.3为拉拔过程中钢丝所受外力示意图，图中拉拔力用P表示，正压力用N表示，摩擦力用T表示。图1.2拉拔模具示意图图1.3拉拔过程中钢丝所受外力示意图利用金属线材的加工塑性，在外力的作用下通过拉丝模逐步变形，可以获得最终客户需要的尺寸和力学性能。随着拉拔压缩率的增加，变形量增大，钢丝发生塑性变形。经拉拔之后的钢丝长度伸长，横截面积变校随着变形量的增加，钢丝的组织在与轴线平行的方向上增长，形成纤维状组织；拉拔过程中加工硬化的作用和错位密度的增加会使抗拉强度增大、韧性提高、伸长率和压缩率下降。另一方面晶界和渗碳体片层会阻碍位错运动，因此当片层间距较小，位错密度较大时，位错之间相互交错，使得强度增大。整体来说，经冷拔后的钢丝强度、韧性、弯曲性能和
に忱??危?竦糜帕嫉牧ρ??能和良好的表面质量。然后选取材质适当、尺寸合适、一定表面粗糙度的拉拔模具，并选取合适种类的润滑剂，确定合适拉拔速度开始拉拔。由于加工硬化的作用，随着拉拔应变量的增加，拉拔难以进行。为了使拉拔能够顺利的进行，而钢丝不发生脆断，需要考虑钢丝的冷加工极限，其受盘条的化学成分、微观组织、织构以及工艺参数等的影响较大。当拉拔变形条件相同时，冷加工极限主要受盘条含碳量和微观组织的影响，钢丝的珠光体片层均匀、片层间距较小时，冷加工极限较大[21]。图1.2为拉拔模具示意图，图1.3为拉拔过程中钢丝所受外力示意图，图中拉拔力用P表示，正压力用N表示，摩擦力用T表示。图1.2拉拔模具示意图图1.3拉拔过程中钢丝所受外力示意图利用金属线材的加工塑性，在外力的作用下通过拉丝模逐步变形，可以获得最终客户需要的尺寸和力学性能。随着拉拔压缩率的增加，变形量增大，钢丝发生塑性变形。经拉拔之后的钢丝长度伸长，横截面积变校随着变形量的增加，钢丝的组织在与轴线平行的方向上增长，形成纤维状组织；拉拔过程中加工硬化的作用和错位密度的增加会使抗拉强度增大、韧性提高、伸长率和压缩率下降。另一方面晶界和渗碳体片层会阻碍位错运动，因此当片层间距较小，位错密度较大时，位错之间相互交错，使得强度增大。整体来说，经冷拔后的钢丝强度、韧性、弯曲性能和
【参考文献】：
期刊论文
[1]瑞典斯特罗姆桑德桥更换斜拉索[J]. 张妮. 世界桥梁. 2017(06)
[2]冷拔高碳钢丝的低温退火[J]. 龚淼,顾剑锋. 金属热处理. 2017(09)
[3]高碳冷拔钢丝的退火工艺研究[J]. 张培明. 热加工工艺. 2017(08)
[4]大跨度铁路斜拉桥换索方案设计与受力性能分析[J]. 张乃乐. 铁道标准设计. 2017(04)
[5]SWRS82B热镀锌钢丝力学性能不合格原因分析[J]. 张磊,孙建林,张芳,李兵. 塑性工程学报. 2016(05)
[6]Ф7.0mm 1770MPa级高韧性桥梁缆索用热镀锌钢丝生产工艺研究[J]. 王雅志. 金属制品. 2016(04)
[7]1960 MPa级钢丝加工及其在悬索桥主缆上的应用[J]. 叶觉明,张太科,鲜荣,姚志安. 金属制品. 2015(02)
[8]镀锌钢丝扭转试验异常断口分析[J]. 桂江兵,夏艳花,鲁修宇,周勇,吴超. 武汉工程职业技术学院学报. 2014(03)
[9]钢管表面酸洗工艺在防腐施工中的应用研究[J]. 熊刚,王铭浩,相政乐,赵利,贾振,李长春. 中国石油和化工标准与质量. 2014(03)
[10]热处理对高强度冷拉钢丝塑性影响的研究[J]. 姚赞,张忠铧. 上海金属. 2013(03)
博士论文
[1]桥梁缆索用冷拔珠光体钢丝微观组织表征及力学性能研究[D]. 郭宁.重庆大学 2012
硕士论文
[1]珠光体钢丝大应变冷拔过程中铁素体与渗碳体组织演变规律的研究[D]. 刘建敏.贵州大学 2016
[2]拉拔与热镀锌对输电电缆骨架用高强度钢丝组织与性能的影响[D]. 黄克.哈尔滨工业大学 2016
[3]桥梁缆索用超高强度热镀锌钢丝制备工艺研究[D]. 夏浩成.哈尔滨工业大学 2016
[4]大形变珠光体钢丝中微结构及位错组态研究[D]. 刘佩佩.东南大学 2015
[5]锌锅焊接接头在450°C铁饱和锌浴中长期浸泡下的腐蚀行为研究[D]. 朱井军.华南理工大学 2015
[6]宝钢某新建热镀锌机组张力控制系统研究[D]. 陈超.东北大学 2015
[7]冷拔钢丝扭转性能的研究[D]. 张文超.合肥工业大学 2010
[8]热浸锌生产线及自动控制系统设计[D]. 丁传勇.天津工业大学 2008
[9]苏通大桥主桥施工控制方法介绍和研究[D]. 王强.同济大学 2007
本文编号：3277490
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