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世界最高强度2000兆帕桥梁缆索钢开发成功

时间:2019-06-15 16:45 来源:金属导报 作者:雅延 点击:
伴随着我国道路交通桥梁建设的飞速发展,轮胎子午线用钢帘线和桥梁缆索等硬线品种也快速朝着高强化、资源节约型方向升级。中信泰富特钢集团兴澄特钢凭借自身强大的科研能力,在产品研发方面不断突破和创新,成功开发了高强度、高韧性匹配的系列高端硬线产品:特高强度帘线钢、超高强度缆索钢。为满足我国桥梁建设向大跨度和超高强度发展需求,兴澄特钢加强技术研
伴随着我国道路交通桥梁建设的飞速发展,轮胎子午线用钢帘线和桥梁缆索等硬线品种也快速朝着高强化、资源节约型方向升级。中信泰富特钢集团兴澄特钢凭借自身强大的科研能力,在产品研发方面不断突破和创新,成功开发了高强度、高韧性匹配的系列高端硬线产品:特高强度帘线钢、超高强度缆索钢。 为满足我国桥梁建设向大跨度和超高强度发展需求,兴澄特钢加强技术研究,桥梁缆索钢强度等级不断提升,实现了桥梁缆索钢强度从1770MPa →1860MPa→1960MPa → 2000MPa的全面提升,自主研发的2000MPa级缆索钢是当今世界最高强度级别。 为确保2000MPa级缆索钢镀锌钢丝强度、扭转、缠绕等关键指标满足设计标准规范,兴澄特钢深入研究了超高强度缆索钢的强化机理、高韧性匹配条件。 合理设计化学成分,实现镀锌钢丝高强度 在实现镀锌钢丝高强化方面,兴澄特钢自主研究设计化学成分最佳匹配,充分考虑各元素在索氏体相变以及在钢丝镀锌过程中对组织转变的影响,确定合适的化学成分体系,结合钢丝的深度拉拔、冷加工强化,实现镀锌钢丝超2000MPa高强度要求,并基本解决了强度越高,对气体敏感性越突出的问题。 深入研究,探得高韧性匹配条件 为匹配镀锌钢丝缠绕、扭转、疲劳等高韧性要求,兴澄特钢在材料高均质性、高表面质量和高纯净度方面深入研究。 高均质性研究主要通过改善连铸不足之处(补缩条件差、结晶器内温度场流场不合理、横向稳定梯度大、铸态组织晶粒粗大等),结合自主研发的EDC水浴韧化处理技术替代传统的工艺,使得盘条同一截面索氏体均匀,并有效抑制网状渗碳体、粗片状珠光体组织的形成,得到高强韧性适合深度拉拔的索氏体组织。有效减小了盘条通条强度极差,保证了镀锌钢丝强度塑性稳定性。 超高强度镀锌钢丝对扭转、缠绕考核标准要求钢丝表面做到零缺陷。大量生产经验表明,钢丝表面轻微的划伤、磕碰等缺陷,极易导致扭转、缠绕不合格。因此,在盘卷吊装运输等过程要特别重视。此外,桥梁缆索钢长时间恶劣的服役环境,要求材料本身具有高疲劳寿命,主要体现在材料纯净度要求高,钢中残余有害元素含量要求极低。 制定国际标准,引领技术进步 为将兴澄特钢的最新科研成果向产业化转化,引领钢铁行业高强高韧盘条生产的技术进步,兴澄特钢于2015年11月向美国材料与试验协会(以下简称“ASTM”)申请立项制定《桥梁缆索钢丝用盘条》标准,2017年4月ASTM总部同意立项,兴澄特钢成为中国特钢行业首家ASTM标准起草单位。兴澄特钢成立ASTM标准研制组,通过两年的努力,反复修改8次,多次内部召集标准讨论会,现已完成世界范围内的意见征集。 2000MPa级缆索,可以减重13%左右,且减少风阻,不仅节能环保,还增加了大桥的稳定性,尤其对我国桥梁建设向大跨度桥和高铁、高速两用桥的发展意义更大。 高碳硬线钢的发展仍将往高强化、精细化、绿色制造、资源节约方向发展。桥梁缆索钢下一步将向2100MPa发展,进一步减轻自重、减小风阻;金刚线强度超过5000MPa,单丝直径可拉拔至0.05mm以下,夹杂物尺寸不允许超过5μm。高碳硬线钢盘条的高均质性和高纯净度依旧是高碳硬线钢品种开发升级的核心动力。