2000mpa超高强度低松弛预应力混凝土用钢绞线研制

摘要：根据生产高强度低松弛预应力混凝土用钢绞线的实践经验，利用现有大生产产条件研制成功了2000Mpa超高强度钢绞线，为我国预应力技术发展提供可靠的材料。
主题词：超高强度、预应力钢绞线、预应力技术的发展。
1 产品的技术条件
目前国内外有关低松弛预应力混凝土用钢绞线的产品标准中，规定钢绞线的最高强度为1860Mpa，如国标GB/T5224-1995,美标ASTMA416-94a，英标BS5896-1980等等。因此在本研制前先确定超高强度钢绞线的技术条件是必须的。近年来国内大量采用美标ASTMA416 1860Mpa（270级）的钢绞线，常用规格为15.24mm，12.70mm少量应用。公司生产的15.24mm 1860Mpa钢绞线占钢绞线总量的89%，12.70mm 1860Mpa占2%。因此超高强度的钢绞线设计强度组别2000Mpa（290级），其它性能指标均按ASTMA416,同时对本公司的企业标准Q/HYANO1-94进行修订，增加超高强度组别的钢绞线。在此需说明，钢绞线强度提高，钢绞线的直径、公称面积未增加，钢绞线的破断力提高了7.4%，预应力钢材的效率相应得到了提高。2000Mpa超高强度钢绞线技术条件如下：
级别
公称抗拉强度Mpa
公称直径mm
直径偏差mm
公称面积m㎡
公称重量g/m
最小破断力kn
屈服力
kn
延伸率
%
松弛率
%
290
2000
12.70
+0.66
-0.15
98.7
775
197.4
177.7
≥3.5
≤ 205
290
2000
15.24
140.0
1102
280.0
252.0
2、研制工艺设计
根据超高强度低松弛预应力钢绞线的技术要求，在工艺设计中要考虑在保证成品强度的前提下，同时保证钢绞线具有好的延伸率和低的松弛率，要求选择优质的高碳热轧控冷盘条作为原料，在冷拔时保证单丝抗拉强度的同时，必须具有一定的韧性，在钢绞线捻制和稳定化过程中，配以一定的张力和加热温度来保证钢绞线的各项性能符合技术要求。
2.1工艺流程
盘条表面处理拉丝打轴捻制稳定化处理手卷分盘检验包装入库
2.2盘条的选择
用于生产1860 Mpa高强度低松弛预应力钢绞线的常用原料是82B热轧控冷盘条，一般抗拉强度在1100 Mpa左右，根据不同规格的钢绞线（常用规格为12.7mm和15.24mm），可采用11.5～13.0mm的盘条。但要生产2000 Mpa以上的钢绞线，选用以上性能的盘条是难以保证钢绞线的性能全部合格，尤其是抗拉强度。通常提高钢丝的抗拉强度的两条途径：一是增加拉拔总压缩率—增大盘条直径；二是提高盘条的原始强度。经验告诉我们，第一条途径是不可行的，当总压缩率超过88%，刚性韧劲变差，脆性趋势增加，从而影响钢绞线成品性能。第二条途径选择较高强度的盘条，即82B基础上，添加微量合金元素（Cr，V等），提高盘条的原始强度，同时增加施工硬化程度。其原理是从冶炼开始，添加微量合金元素，以提高其奥氏体稳定化程度，提高淬透性，充分发挥斯太尔摩冷却作用，该类盘条的抗拉强度可达1200Mpa以上。经过筛选，本研制使用德国（SAARSTAHL）SWRH 82B盘条11.0mm和13.0mm，具体性能如下：
规格
（mm）
化学成分（%）
力学性能
C
Mn
Si
S
P
Cr
Cu
V
抗拉强度
断面收缩率
11.0
0.80~
0.84
0.70~
0.90
0.15~
0.25
≤0.025
0.20~
0.30
≤0.20
0.04～
0.08
1170～
1270
≥28
13.0
2.3盘条的表面准备：
盘条的表面工序为：
盘条酸洗冲洗磷化冲洗涂硼砂液烘干
盘条表面准备以去除氧化皮和涂润滑载体为目的，为下一道顺利拉拔创造条件。本工艺由15～20%盐酸去除氧化皮后，进行磷酸二氢锌为主液的磷化处理，然后清涂90—100%p硼砂溶液，最后进行100度左右的烘烤。
2.4钢丝的拉拔
钢丝拉拔是盘条逐步减径的加工硬化过程，为确保要求强度的同时又有好的韧性，必须控制总变形量的变形系数的分配、模具孔型、润滑和冷却条件。................（待续）