本發(fā)明屬于冶金，具體涉及一種高強度預(yù)應(yīng)力鋼絞線用盤條及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、預(yù)應(yīng)力鋼絞線作為高碳鋼盤條的主要產(chǎn)品之一，廣泛應(yīng)用于大跨度結(jié)構(gòu)件建設(shè)中，如橋梁工程、高層建筑、水利建設(shè)，以及高速公路和鐵路。隨著工業(yè)技術(shù)的不斷進步，大跨度結(jié)構(gòu)件對鋼絞線的強度和塑性等性能提出了更高的要求，國內(nèi)主流1860?mpa級別預(yù)應(yīng)力鋼絞線已經(jīng)不能滿足輕量化、高質(zhì)量、低能耗的發(fā)展需求，因此需要開發(fā)更高強度、高性能的預(yù)應(yīng)力鋼絞線。高品質(zhì)預(yù)應(yīng)力鋼絞線對盤條的組織和性能要求較高，開發(fā)出具有高強度、高韌性以及優(yōu)良深加工性能的預(yù)應(yīng)力鋼絞線用熱軋盤條具有重要意義。

2、現(xiàn)階段，預(yù)應(yīng)力鋼絞線用盤條的生產(chǎn)企業(yè)為提高盤條的綜合性能，通過微合金化手段提高盤條中cr和v等合金元素的含量，通過改善微觀組織以提高盤條的強度和塑性。但是cr和v合金元素含量的提高，不僅提高了生產(chǎn)成本，并且極有可能導致成分偏析而產(chǎn)生低溫組織，降低盤條的拉拔性能。目前，預(yù)應(yīng)力鋼絞線用盤條主要采用的控冷方式為斯太爾摩控冷，斯太爾摩控冷范圍有限，極難生產(chǎn)出超高索式體化率的鋼絞線用盤條，導致預(yù)應(yīng)力鋼絞線的強度和塑性不能達到最佳。如公開號為cn?113981312?a的專利提供了一種高強度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線用熱軋盤條及其制備方法，該盤條采用傳統(tǒng)斯太爾摩風冷工藝，控冷效果較差，其盤條強度低。又如公開號為cn113897544b的專利提供了一種稀土高強高韌預(yù)應(yīng)力鋼絞線用盤條及其冶煉軋制方法，添加稀土元素冶煉工序復(fù)雜，且稀土資源短缺，稀土元素原料昂貴，生產(chǎn)成本較高。再如公開號為cn115261735b的專利提供了一種預(yù)應(yīng)力鋼絞線用盤條及其生產(chǎn)工藝，其存在的主要問題有合金元素種類較多，冶煉工序復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，不利于節(jié)約資源，且其盤條控冷方式采用常規(guī)斯太爾摩風冷，風冷工藝冷卻速度慢，冷卻不均勻。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明充分考慮c、si、mn、cr等合金元素對預(yù)應(yīng)力鋼絞線用盤條組織及性能的影響，調(diào)整優(yōu)化合金元素含量，實現(xiàn)不添加v等價格昂貴合金元素，做到低成本控制，生產(chǎn)出φ13?mm～15?mm規(guī)格高強度盤條。并且通過優(yōu)化盤條軋制和edc控冷工藝，使得熱軋盤條索氏體化率高、顯微組織均勻、拉拔性能好、力學性能優(yōu)良，能夠滿足2230?mpa級以上預(yù)應(yīng)力鋼絞線產(chǎn)品要求。

2、為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種高強度預(yù)應(yīng)力鋼絞線用盤條，所述盤條化學成分按重量百分比計為c：0.98％～1.10％，si：0.85％～1.20％，mn：0.30％～0.60％，p≤0.02％，s≤0.02％，cr：0.15％～0.35％，其余為fe和不可避免的雜質(zhì)。

3、進一步的，所述盤條的抗拉強度1420～1460?mpa，斷面收縮率≥25％，斷后伸長率≥10％。所述盤條顯微組織的索氏體化率為90％以上，網(wǎng)碳≤1級，無馬氏體等低溫組織。

4、上述鋼中各元素加入量(重量百分比)選擇及其作用說明如下：

5、c：c是鋼中最基本的強化元素，盤條中c含量的增加可以明顯提高盤條的強度，但c含量過高，容易導致盤條產(chǎn)生中心偏析，并且盤條在冷卻過程中晶界處易形成網(wǎng)狀碳化物，影響組織均勻性，降低鋼的深加工性能和塑韌性，本發(fā)明c含量的范圍確定為0.98％～1.10％。

6、si：si在鋼中的溶解度很大，主要以固溶形態(tài)存在，可以強化鐵素體，同時si還能抑制滲碳體的形成，防止盤條在冷卻過程中出現(xiàn)網(wǎng)狀滲碳體，提高盤條的組織均勻性，但si過高會降低鋼的塑性和韌性，還會增加盤條的脫碳敏感性；本發(fā)明si含量的范圍確定為0.85％～1.20％。

7、mn：mn溶解于鋼中可以起到固溶強化作用，其溶入鐵素體可以提高鋼的強度，可以使盤條軋制后獲得更細珠光體片層間距，但mn元素含量過高容易與s結(jié)合形成mns夾雜物，影響盤條的深加工性能，因此，本發(fā)明mn含量的范圍確定為0.30％～0.60％。

8、cr：cr是碳化物形成元素，在鋼中可以增加奧氏體穩(wěn)定性，細化奧氏體晶粒，提高鋼的強塑性，但cr含量過高不僅容易與c形成大塊碳化物，而且還會造成成分偏析，使盤條容易產(chǎn)生低溫組織，降低盤條的拉拔性能，因此，盤條中cr含量的范圍確定為0.15％～0.35％。

9、p、s：鋼中的p和s屬于有害元素，p元素容易引起凝固偏析，增加冷脆性，因此，p含量的范圍控制為≤0.02％；s元素會使鋼產(chǎn)生熱脆性，降低盤條的塑性和韌性，因此，s元素含量控制為≤0.02％。

10、一種上述高強度預(yù)應(yīng)力鋼絞線用盤條的制備方法，所述方法包括如下步驟：冶煉、方坯連鑄、連軋開坯、線材軋制、控冷等。

11、①冶煉：所述盤條用鋼主要經(jīng)鐵水預(yù)脫硫、轉(zhuǎn)爐冶煉和lf爐精煉所得，煉鋼過程中嚴格控制p、s元素含量；轉(zhuǎn)爐控制終點p元素含量≤0.02％，s元素含量≤0.02％。

12、②方坯連鑄：大方坯連鑄工藝，采用結(jié)晶器電磁攪拌、末端電磁攪拌等措施減小鑄坯成分偏析現(xiàn)象；鋼液連鑄中間包過熱度20℃～25℃，控制連鑄拉速0.4～0.6?m/min，結(jié)晶器電磁攪拌電流300～500?a，頻率為3.0～5.0?hz。

13、③連軋開坯：本技術(shù)方案的鋼坯中c和si元素含量較高，提高鋼坯的加熱溫度，可以促進c元素擴散，減少成分偏析現(xiàn)象。其加熱段溫度為950℃～1150℃，均熱段溫度為1100℃～1250℃，控制連軋開坯前的總加熱時間不少于4?h，以保證鋼坯受熱均勻。

14、④線材軋制：盤條開坯后經(jīng)粗軋、中軋、預(yù)精軋、精軋及雙模塊軋制成φ13?mm～φ15?mm規(guī)格的高強度盤條，嚴格控制軋鋼穩(wěn)定性，以保證盤條表面質(zhì)量。開軋溫度為1050℃±15℃，控制盤條進精軋溫度及入雙模塊溫度為930℃±30℃，軋制速度23～28?m/s，吐絲溫度為920℃±20℃。

15、⑤控冷：盤條采用在線edc水浴冷卻及出水緩冷方式控冷，edc水箱溫度為85℃～95℃，控制盤條進入水箱的溫度為880℃±30℃，盤條出水溫度控制在580℃±30℃。edc水浴冷卻速度大于15℃/s，可以讓盤條快速冷卻到珠光體相變區(qū)，減小片層間距，提高盤條索氏體化率。盤條出edc水箱后，關(guān)閉在線保溫罩，控制熱軋盤條的平均冷卻速度小于0.8℃/s，避免盤條冷速過快產(chǎn)生低溫組織，影響盤條的拉拔性能。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

17、①本發(fā)明盤條通過增加c、si元素的含量，提高鋼絞線的抗拉強度，通過減少cr合金元素含量和不添加v合金元素以減少成分偏析情況，避免產(chǎn)生低溫組織，保證盤條的塑韌性。通過化學成分的優(yōu)化提高了盤條的抗拉強度、斷面收縮率和斷后伸長率等主要力學性能指標，減少了盤條的生產(chǎn)成本，并且節(jié)約cr和v合金元素資源。

18、②本發(fā)明是將熱軋后的盤條采用在線edc水浴控冷方式，采用此控冷方式可以使熱軋盤條迅速冷卻到珠光體轉(zhuǎn)變溫度，減小珠光體團尺寸和珠光體片層間距，可以獲得90％以上的索氏體化率。盤條出水后采用緩冷方式，極大地減少低溫組織的產(chǎn)生，從而提高盤條的拉拔性能。采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的熱軋盤條組織均勻性好、索氏體化率高、低溫組織少，強塑性好，滿足了高強度預(yù)應(yīng)力鋼絞線用盤條的各項指標要求，降低了高強度預(yù)應(yīng)力鋼絞線的生產(chǎn)成本。