【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于盤條鋼筋制備，尤其涉及一種高強耐蝕大橋纜索用熱軋不銹鋼覆層盤條及其制備方法。
技術介紹
1、隨著經濟的發展，對陸地交通設施的需求不斷增長，尤其是跨江跨海的大型橋梁建設，其中懸索橋和斜拉橋因其跨越能力強、結構重量輕和節省材料等優勢，已成為國際上大跨徑橋梁的主要橋型。這兩種橋梁的設計中，纜索系統扮演著至關重要的承重角色。然而，這些纜索由于長期暴露在極端的海洋環境中，易于發生腐蝕損傷，從而影響橋梁的整體安全和使用壽命。目前，為減緩鋼絲的腐蝕，主要采用的方法包括鋼絲鍍鋅和加防腐油脂，但這些方法存在一定的局限性，如涂層破損和粘結力較差，且純不銹鋼鋼絲雖具有較好的耐蝕性，但成本高昂且力學性能不足。因此，開發一種新型的不銹鋼/碳鋼復合材料，特別是在不銹鋼復合盤條的研究方面，成為了解決上述問題的關鍵。此種復合盤條在制備階段通過將不銹鋼作為覆層，不僅提高了盤條的耐蝕性，而且確保了所需的力學性能，從而有效延長了橋梁纜索的服役壽命并減少了維護成本，為橋梁的可靠性提供了新的保障。
技術實現思路
1、針對現有技術的不足，本專利技術的第一個目的在于提供一種高強耐蝕大橋纜索用熱軋不銹鋼覆層盤條，本專利技術所提供的熱軋不銹鋼覆層盤條具有高強度，高韌性，高耐蝕性、高索氏體化率。
2、本專利技術的第二個目的在于提供一種高強耐蝕大橋纜索用熱軋不銹鋼覆層盤條的制備方法，本專利技術的制備方法簡單可控，適合規模化生產。
3、為了實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：
4、
5、所述不銹鋼覆層，按質量百分計，組成如下：cr:16％～18％,ni:10％-14％,mo:2％-3％,c≤0.03％,mn≤2％,si≤1％,p≤0.045％,s≤0.03％,n≤0.1％，其余為fe和不可避免的雜質。
6、本專利技術所提供的熱軋不銹鋼覆層盤條由swrh82b高碳鋼芯與316l不銹鋼覆層組成，表面質量好，無折疊、露點等表面缺陷，同時覆層均勻性好，其中高碳鋼swrh82b具有較高的碳含量，這使得材料具有高強度和硬度，是構建橋梁纜索的理想選擇。高強度意味著纜索能夠承受更大的力量而不發生斷裂，增加了結構的穩定性和安全性，而316l不銹鋼含有較高比例的鉻、鎳和鉬，這些元素能顯著提高材料的耐蝕性。特別是在海洋或含鹽環境中，這種不銹鋼能有效抵抗氯化物的腐蝕，從而延長纜索的使用壽命。
7、在實際探索過程中，專利技術人還嘗試了swrh72b、swrh62b等其他成分的高強鋼作為芯材，以及2205、2304、2507等材料作為覆層，所得產品均出現了較多的性能缺陷。
8、優選的方案，所述不銹鋼覆層的厚度為450～650μm。將不銹鋼覆層厚度控制在上述范圍內，最終性能最優，若是不銹鋼覆層過厚，不銹鋼的體積占比過大，將降低產品整體的力學性能，且導致成本增加，若是過薄，不僅會降低耐蝕性能，而且會使不銹鋼覆層在熱軋過程中或者在服役過程中容易出現破裂，暴露出基體材料
9、本專利技術一種高強耐蝕大橋纜索用熱軋不銹鋼覆層盤條的制備方法，將高碳鋼圓坯與不銹鋼鋼管組裝后，通過焊接獲得復合鋼坯，將復合鋼坯先進行預熱，然后將復合鋼坯依次經熱軋、吐絲、冷卻即得熱軋不銹鋼覆層盤條。
10、優選的方案，所述高碳鋼圓坯的直徑為102-106mm；所述不銹鋼管的外徑為114-116mm，壁厚5-6mm，所述不銹鋼管的內徑與高碳鋼圓坯直徑的差值≤4mm。
11、在本專利技術，將高碳鋼圓坯、不銹鋼管的尺寸控制在上述范圍內，最終性能最優，若是高碳鋼圓坯的直徑過大的話前幾個道次的變形量就大，前幾道次基體和覆層還未實現良好的冶金結合質量，變形量大容易導致覆層不均勻以及其他表面質量問題，過小則達不到產品的力學性能要求，若是不銹鋼管的內徑比高碳鋼圓坯大過多不利于覆層與基體的冶金結合。
12、進一步的優選，所述高碳鋼圓坯由高碳鋼粗坯去除氧化皮獲得，所述氧化皮的厚度為4-8mm。
13、優選的方案，所述焊接為采用真空電子束焊接技術進行首尾兩端焊接。通過真空電子束焊接技術以避免空氣進入兩種材料的間隙中。
14、優選的方案，所述復合鋼坯預熱的溫度為1020～1080℃，預熱的時間為1.5h～2h。
15、優選的方案，所述熱軋過程中，依次交替使用橢圓型軋輥與圓孔型軋輥，首次采用橢圓型軋輥，且控制道次數為雙數，最終以采用圓孔型軋輥結束。
16、本專利技術中，為了使覆層材料和基體材料實現有效的冶金結合，依次交替使用橢圓型軋輥與圓孔型軋輥，橢圓孔型能夠增大形變量，使得兩種材料實現較好的冶金結合，圓孔型則進一步控制材料的形狀與尺寸。
17、優選的方案，所述熱軋過程中均采用平-立交替的無扭軋機。在本專利技術的整個熱軋過程中，整個軋制線采用平-立交替軋機，軋輥采用豎直和水平交替排列，能夠在不同方向上施加壓力，能夠高精度的控制材料的形狀和尺寸。而不同方向上施加壓力也能使得覆層更加均勻，性能也更加均勻，通過連續的軋輥壓應力實現坯料的連續塑性變形，可有效優化復合盤條的內部結構，確保了高質量材料的生產。
18、優選的方案，所述熱軋依次由粗軋、中軋、預精軋和精軋四個階段組成，任意階段的道次數均為雙數，其中所述粗軋的道次數為4-6道次，所述粗軋時控制總變形量為34-36％，所述中軋的道次數為6-8道次，所述中軋時控制總變形量為53-55％，所述預精軋的道次數為6-8道次，所述預精軋時控制總變形量為45-47％，所述精軋的道次數為4-6道次，所述精軋時控制總變形量為34-36％。
19、在本專利技術中，按上述變形量進行四個階段的軋制，最終復合材料的性能最優，粗軋階段還未實現有效的冶金結合，所以道次變形量不宜過大，否則覆層材料與基體材料易因為較大變形而產生滑移等現象，為后續復合面冶金結合質量埋下隱患，中軋階段已經實現一定的冶金結合了，所以道次變形量增大，進一步促進結合質量。后續的預精軋和精軋道次變形量逐漸降低，是為了避免材料過度變形而導致的表面缺陷。
20、優選的方案，所述熱軋時，控制開軋溫度為1000～1040℃，進精軋的溫度為880～920℃。
21、在本專利技術熱軋過程中，只需控制開軋溫度以及精軋溫度，精軋為關鍵道次，進精軋溫度過高時，會導致材料的晶粒粗化，從而降低強度和韌性，影響最后產品的性能。此外，高溫環境下，金屬表面容易氧化，形成缺陷，影響產品的表面質量。過高的溫度還可能影響復合界面的冶金結合情況，導致界面弱點，影響整體性能，相反，進精軋溫度過低則會使材料的塑性降低，增加精軋道次期間軋制過程中的成形困難，甚至可能導致開裂從而影響表面質量。同時本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種高強耐蝕大橋纜索用熱軋不銹鋼覆層盤條，其特征在于：所述熱軋不銹鋼覆層盤條由高碳鋼芯與不銹鋼覆層組成，所述高碳鋼芯，按質量百分計，組成如下：C:0.79％～0.86％，Si:0.15％～0.35％，Mn:0.50％～0.85％，P≤0.015％，S≤0.015％，Cr≤0.2％，Ni≤0.2％，其余為Fe和不可避免的雜質；
2.根據權利要求1所述的一種高強耐蝕大橋纜索用熱軋不銹鋼覆層盤條，其特征在于：所述不銹鋼覆層的厚度為450～650μm。
3.權利要求1或2所述的一種高強耐蝕大橋纜索用熱軋不銹鋼覆層盤條的制備方法，其特征在于：將高碳鋼圓坯與不銹鋼鋼管組裝后，通過焊接獲得復合鋼坯，將復合鋼坯先進行預熱，然后將復合鋼坯依次經熱軋、吐絲、冷卻即得熱軋不銹鋼覆層盤條。
4.根據權利要求3所述的一種高強耐蝕大橋纜索用熱軋不銹鋼覆層盤條的制備方法，其特征在于：所述高碳鋼圓坯的直徑為102-106mm；所述不銹鋼管的外徑為114-116mm，壁厚5-6mm，所述不銹鋼管的內徑與高碳鋼圓坯直徑的差值≤4mm；
5.根據權利要求3所述的一種
6.根據權利要求3所述的一種高強耐蝕大橋纜索用熱軋不銹鋼覆層盤條的制備方法，其特征在于：所述熱軋過程中，依次交替使用橢圓型軋輥與圓孔型軋輥，首次采用橢圓型軋輥，且控制道次數為雙數，最終以采用圓孔型軋輥結束；
7.根據權利要求3或6所述的一種高強耐蝕大橋纜索用熱軋不銹鋼覆層盤條的制備方法，其特征在于：
8.根據權利要求3所述的一種高強耐蝕大橋纜索用熱軋不銹鋼覆層盤條的制備方法，其特征在于：所述吐絲的溫度為830～870℃。
9.根據權利要求3所述的一種高強耐蝕大橋纜索用熱軋不銹鋼覆層盤條的制備方法，其特征在于：所述冷卻采用斯太爾摩風冷線，斯太爾摩風冷線的總長為90～100m，輥道速度控制在45m/min～55m/min，從起始位運行至14-16m時，共配置3臺風機，3臺風機的風量均為100％，從14-16m運行到33-37m時，共配置4臺風機，4臺風機的風量均為75％，從33-37m運行至47-52m時，共配置3臺風機，3臺風機的風量均為100％，從47-52m至結束，所配置的風機不開。
10.根據權利要求3或9所述的一種高強耐蝕大橋纜索用熱軋不銹鋼覆層盤條的制備方法，其特征在于：所述冷卻時，保溫罩全開，佳靈裝置均為10％。
...【技術特征摘要】
1.一種高強耐蝕大橋纜索用熱軋不銹鋼覆層盤條，其特征在于：所述熱軋不銹鋼覆層盤條由高碳鋼芯與不銹鋼覆層組成，所述高碳鋼芯，按質量百分計，組成如下：c:0.79％～0.86％，si:0.15％～0.35％，mn:0.50％～0.85％，p≤0.015％，s≤0.015％，cr≤0.2％，ni≤0.2％，其余為fe和不可避免的雜質；
2.根據權利要求1所述的一種高強耐蝕大橋纜索用熱軋不銹鋼覆層盤條，其特征在于：所述不銹鋼覆層的厚度為450～650μm。
3.權利要求1或2所述的一種高強耐蝕大橋纜索用熱軋不銹鋼覆層盤條的制備方法，其特征在于：將高碳鋼圓坯與不銹鋼鋼管組裝后，通過焊接獲得復合鋼坯，將復合鋼坯先進行預熱，然后將復合鋼坯依次經熱軋、吐絲、冷卻即得熱軋不銹鋼覆層盤條。
4.根據權利要求3所述的一種高強耐蝕大橋纜索用熱軋不銹鋼覆層盤條的制備方法，其特征在于：所述高碳鋼圓坯的直徑為102-106mm；所述不銹鋼管的外徑為114-116mm，壁厚5-6mm，所述不銹鋼管的內徑與高碳鋼圓坯直徑的差值≤4mm；
5.根據權利要求3所述的一種高強耐蝕大橋纜索用熱軋不銹鋼覆層盤條的制備方法，其特征在于：所述復合鋼坯預熱的溫度為1020～1080℃，預熱的時間為1...
【專利技術屬性】
技術研發人員：曾磊，李臻，向勇，莊澤城，魯瑋平，譚建平，錢學海，蔣威，錢瑾，
申請(專利權)人：長沙五匠智創科技有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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