本发明专利技术提供一种高强度镀锌钢丝，包含钢丝芯和镀锌层，所述钢丝芯包含（重量百分比）：Ｃ：０．７５％～０．９５％，Ｓｉ：０．５％～１．２％，Ｍｎ：０．５％～１．０％，Ｃｒ：０．１％～０．５％，Ｎｂ：０．０１％～０．１％，Ｖ：０．０２％～０．１％，Ａｌ：０．０１％～０．０５％，Ｐ：≤０．０１０％；Ｓ：≤０．０１０％，其余为Ｆｅ和不可避免的杂质。本发明专利技术不明显提高Ｃ、Ｃｒ含量，通过添加Ｎｂ、Ｖ等微量合金元素、提高Ｓｉ含量并将Ｐ、Ｓ含量控制在一定范围以下，在提高钢丝强度的同时确保钢丝具有优异的塑韧性指标。由于本发明专利技术的镀锌钢丝在强度和扭转性能上的良好匹配，可用于制造对强度和塑韧性要求均高的桥梁缆索。
High strength galvanized steel wire and its application in bridge cable manufacture
The invention provides a high strength galvanized steel wire, steel wire and galvanized layer contains core, wherein the wire core comprises (wt%): C:0.75% ~ 0.95%, Si:0.5% ~ 1.2%, Mn:0.5% ~ 1%, Cr:0.1% ~ 0.5%, Nb:0.01% ~ 0.1%, V:0.02% ~ 0.1%, Al:0.01% ~ 0.05%, P = 0.010%; S = 0.010% the rest, Fe and inevitable impurities. The invention does not significantly improve the content of Cr, C, Nb and V by adding trace elements, increase the content of Si and P, the content of S is controlled in a certain range, the increase of strength of steel wire and steel wire to ensure excellent toughness index. Because the galvanized steel wire of the present invention is well matched in strength and torsion, it can be used to make bridge cables with high requirements for strength and ductility.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种钢丝，具体地说，本专利技术涉及一种桥梁缆索用高强度镀锌钢丝。技术背景长期以来，桥梁缆索用高强度镀锌钢丝均采用冷拔珠光体钢丝进行批量生产，其抗拉指标一般都维持在1470 177簡pa之间。但是，随着世界上许多更长桥梁的相继 建设，其中有的跨长度甚至超过了 2000m，相应地，桥梁对钢丝强度级别的要求超过 了 1770Mpa，甚至达到2000Mpa，而其对于钢丝强度的塑韧性指标并没有下降；与此同 时，为了减少缆索根数，减轻自重进而降低造价，有将悬索桥主缆镀锌钢丝的直径标 准从传统的4 5. Omra替代为(i) 7. Oram的趋势，而斜拉桥的直径标准一般均为6 7. Omm级 别，例如，在建的香港昂船洲大桥和已完工的江苏苏通大桥都采用1770MPa强度级别 的(t)7.0mm镀锌钢丝。传统的镀锌钢丝产品已不能满足这样高的要求。另外，由丁-对 桥梁使用安全的日益重视，许多桥梁在建设过程中对钢丝的塑韧性指标提出了新的要 求，具体体现在对钢丝扭转性能的要求上，同时为节约成本，在保证安全的前提下尽 量减少主缆的根数，这都对镀锌钢丝的综合力学性能提出了更高的要求。现有的桥梁缆索用镀锌钢丝一般均使用日本或国产82B盘条，对于强度要求较高 的缆索则选用87MnQL盘条(1770Mpa级)以及日本新日铁产高强度盘条(1860Mpa级)。 其成熟产品的化学成分及性能如表1所示。此外，除表l所示成熟产品外，通过专利检索，共得到相关的高强度镀锌钢丝用钢 的专利技术专利文献7篇，见表2。<table>table see original document page 4</column></row><table>从上表可以看出，日本是国际上高强度镀锌钢丝合金成分设计的主要研究力量，而 国内相关专利则主要为盘条的后续加工方面，但从多年的制造经验来看，单从钢丝拉拔 工艺及热处理强化来提升钢丝强度的幅度愈来愈窄，因此提高镀锌钢丝盘条的强度成为 主要的发展趋势，其设计思路主要有1、 提高钢中Cr的含量，如专利文献JP59157267A、 JP60208463A和JP60208464A。 其中JP59157267A、 JP60208464A中在提高钢中Cr含量的同时提高了 Si的含量，以减 少钢丝在热镀锌中的强度损失；2、 添加微量合金元素，利用其强化效果(弥散强化、细晶强化)来提高盘条及钢 丝的强度，如专利文献JP60208463A、 JP62004859A和JP04236742A均采用添加Mo、 B、 Ti、 Nb及V等微合金元素来提高钢丝性能；3、 增加钢中C含量来提高钢种强度，见专利文献JP07286244A、 JP08296022A。然而，目前国际上相关钢种专利亦有很大的不足，主要集中在以下几个方面1、 提高钢中Cr的含量有助于提高材料的强度，但从以往的经验来看，国内产线上 采用高Cr的合金钢易在组织中产生淬火组织，影响钢丝的后续加工，而国外采用盐浴 淬火则能有效的解决这一问题，但该产线由于污染严重已在国内禁用，因此采用增Cr 来提高钢种强度目前在国内来说是不可取的；2、 日本专利文献(JP60208463A、 JP62004859A、 JP04236742A)中均以微合金化来 提高钢种的强度，但其最高强度级别均以1770Mpa为目标值(7rmn)，无法满足更高的强 度要求，同时这些专利文献均以提高材料的强度为切入点，其微合金强化效果已不能完 全满足镀锌钢丝日益发展的需要，并且不能很好地改善钢丝的扭转性能，这些专利文献 也并未就镀锌钢丝的规格与强度的关系进行探讨；3、 提高碳含暈将给钢种冶炼控制带来困难，特别是对于转炉冶炼，而碳的偏析也 易影响成品钢丝的塑韧性指标特别是扭转指标；4、 除JP60208464A外，其他专利文献均未涉及降低P的含量，研究表明，P含量 对于盘条及成品钢丝的最终性能特别是对扭转性能有至关重要的影响。因此，本专利技术的目的在于提供一种强度与塑韧性达到良好配合的高强度镀锌钢丝， 以满足对桥梁建设中对钢丝强度以及扭转指标的更高要求。
技术实现思路
本专利技术提供一种镀锌钢丝，包括钢丝芯和镀锌层，其特征在于，所述钢丝芯包含 以下质量百分比的组成成分c:0. 75% 0. 95%Si:0. 5% 1. 2%Mn:0. 5% 1. 0%Cr:0. 1% 0. 5%Nb:0. 01% 0. 1%V:0. 02% 0. 1%Al:0. 01% 0. 05%P:《0. 010%S:《0. 010%其余为铁和不可避免的夹杂，杂质元素总量低于0.5%。本专利技术镀锌钢丝芯化学成分范围选择的依据C:碳是保证镀锌钢丝强度所必需的成分，增加C含量、提高渗碳体比例可增加盘 条的强度，但为避免早期析出渗碳体，(:含量应<0.98%;但若一味提高C的含量，钢种偏析及塑韧性将会有一定程度的恶化。因此，综合以上因素，碳含量范围选择0. 75% 0. 95%。Si:硅是非碳化物形成元素，主要溶于铁素体，形成合金铁素体从而达到强化目 的。增加Si含量可起到强化F的作用，且在F与Fe:,C界面富集，减缓层状渗碳体分 解速度，减小热镀锌时的强度损失；但Si含量过高会促进Fe,iC形成石墨碳，使钢种 韧塑性和疲劳强度性能大幅度下降，因此作为强化高碳钢的添加元素极少应用。合金 化概论普遍认为，当Si的含量超过0.6%时，其冲击韧性就有下降趋势，因而含硅钢 多数用于低碳低合金结构钢和合金弹簧钢。但为弥补钢丝在热镀锌过程中的强度损失， Si含量范围选择0. 5% 1. 2%。Mm锰能溶于铁素体，起到固溶强化的作用，还能增强奥氏体的稳定性，降低M点，提高淬透性，同时，Mn有利于消除S的有害作用，又有利于脱氧。研究发现，"i Mn含量小于0.5y。时作用较小，但锰具有晶粒长大和脱碳的倾向，添加过量会使晶粒粗 化，韧性下降，表面脱碳，力学性能下降，当Mn含量超过l.(m时，淬透性提高很大， 在热轧时韧性变坏，会影响钢丝的生产。因此1^含量范围选择0.5% 1.0%。Cr:铬是强碳化物表成元素，它基本上是置换渗碳体内的铁原子而形成合金渗碳 体(Fe.Cr):,C，可增强Fe和C的亲和力，从而提高其稳定性，阻止热轧时奥氏体晶粒 长大，提高索氏体化形成能力。它在高碳结构钢中往往与较高含量锰同时应用，欧美 和日本普遍采用、日本神户制钢加古川厂开发的KKP盘条，就是在SWRS82B基础上， 添加O. 1% 0.3%的铬，经斯太尔摩冷却后，取得性能良好的索氏体化盘条。因此，Cr 含量范围选择0. 1% 0. 5%。Nb:钢中加入铌可提高材料的强度及改善材料的组织，其原因是Nb加入后可细化 原始奥氏体的晶粒尺寸，提高钢材的综合力学性能；同时Nb在钢水中的收得率将近 100%，合金化准确，反应在性能数据上分散度小；另外，Nb的碳氮化物在轧钢时可以 "钉扎"晶界，阻止晶粒长大，而固溶恥在晶界富集浓度高达1.0%以上(原子比)， 晶内较低，所以它具有双重强烈拖拽晶界移动的能力。为使Nb在热变形中以析出物形 态及固溶态存在的比例(2:3)达到最佳，Nb含量范围选择O.OP/。 0. 1%。V:钒是一种能细化钢的晶粒组织、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种镀锌钢丝，包括钢丝芯和镀锌层，其特征在于，所述钢丝芯包含以下质量百分比的组成成分： Ｃ： ０．７５％～０．９５％ Ｓｉ： ０．５％～１．２％ Ｍｎ： ０．５％～１．０％ Ｃｒ： ０．１％～０．５％ Ｎｂ： ０．０１％～０．１％ Ｖ： ０．０２％～０．１％ Ａｌ： ０．０１％～０．０５％ Ｐ： ≤０．０１０％ Ｓ： ≤０．０１０％ 其余为铁和不可避免的杂质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐文亮，张忠铧，张弛，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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