PC钢棒相关资料 简介 预应力混凝土用钢棒(Steel Bar for Prestressed Concrete)是由日本高周 波热炼株式会社于20世纪60年代开发的 一种技术含量很高的预应力钢材,1964 年获准日本专利,属于预应力强度级别 中的中间强度级。由于它具有高强韧性、 低松弛性、与混凝土握裹力强、良好的 可焊性、镦锻性、节省材料(如 φ11mmPC钢棒可代替φ20 热轧钢筋)等 特点,已被广泛应用于高强度预应力混 凝土离心管桩、电杆、高架桥墩、铁路 轨枕等预应力构件中,在国际、尤其是 亚洲具有十分广阔的市场。 预应力钢棒就其生产方法而言,目前国内多采用热轧盘条→ 冷拔、旋螺纹→调质处理这一方式。主要工艺流程有两种: 间断式、连续式。典型的生产工艺是:冶炼→高速无扭控冷 轧制→表面处理→高速连续拉拨→稳定化处理(淬回火)→ 卷取包装。 性能要求 预应力钢棒的各种性能指标要求如下:抗拉强度 >1420MPa;屈服强度>1275MPa:伸长率>5%:松驰 率<1.5%;镦头强度不得低于该材料标准强度有90%, 即 >1280MPa;焊点抗拉强度和屈服强度不得低于 该材料强度的95%,即≥ 1350Mpa;外观不得有裂纹、 折迭、结疤、弯曲、粗细不均(公差±0.05mm)、 油污等:平直度无具体要求,但用户要求放开后绝 对弹直。 对原料线材的要求 化学成分 为保证其产品的高强度、低松弛、可焊性等综合力学性能。 在钢的成分上,多选用Si-Mn系列。一般将C控制在0.27%0.32%之间。C%低,回火后达不到合适强度;C%过高,对焊 接的焊点强度和延伸率不利。Si、Mn的设计主要是为了保证 钢棒的强度,同时发挥其它作用。Si可有效控制微裂纹扩展 和提高其防止迟滞断裂稳定性,使钢在热处理后获得高韧性, 一般Si含量小于2.0%。Mn含量不小于1.0%能有效改善焊接性 和还原硬化作用,提高材料塑性,但如果钢中Mn含量较高, 比如含Mn量为1.4%~1.7 %时,高温下晶粒长大倾向增加,回 火脆性的倾向比较大。 力学性能要求 屈服强度σs≥450 MPa ,抗拉强度σb≥600 MPa,伸长率 δ/≥10%,面缩Ψs/ ≥ 40% 表面质量及其它 线材需要满足表面质量好、夹杂物含量低、纯净度高、通条 成分偏析及波动小、机械性能稳定、晶粒细小等要求。杂质 偏析或夹杂会造成钢棒力学性能不均;钢坯表面缺陷清理不 净,线材热轧时调整不当易在盘条表面产生微裂纹等缺陷。 这些表面缺陷在钢丝淬火时常引起应力集中,成为裂纹之源, 最终造成钢棒脆断。线材上存在的划伤、耳子、突起、飞边 等在拉拔时发生较大变形,不仅增大模具磨损,热处理过程 中会与其它部分有不同的性能,因而影响其展开弹直能力以 及可能造成滞后断裂。 PC钢棒生产工艺对质量的影响 1淬火温度 淬火温度(中频加热为720~760℃;高频加热为 940~960℃)的高低直接影响到钢材奥氏体化的程 度,奥氏体晶粒的大小以及淬火后组织的性能。加 热温度过高,时间过长,奥氏体晶粒过大,淬火时 易产生裂纹;加热温度过低,时间过短,奥氏体化 不充分,钢筋的力学性能达不到要求 。另外,淬火 水温的高低直接影响着其冷却能力。水温过低会导 致钢棒开裂或脆断,而水温过高(达35℃左右)则 会出现淬火不透现象,表现为抗拉强度和屈服强度 均偏低。 2回火温度 在淬火温度适当,淬火组织良好的情况下淬火 选择适当的回火温度,可以得到不同强度级别的钢 棒。PC钢棒的回火也是采用快速热处理,同淬火工 艺一样,其温度和时间也应严格控制。在钢棒从回 火炉出来一定要加速冷却,以免发生回火脆性。在 高成分钢号热处理时,回火线温度控制在450~ 500℃之间。但处理低成分时,回火线温度降到 350~400℃也是没有问题的。 目前PC钢棒生产中的主要问题 1 冷镦性能和焊接性能方面 母材的抗拉强度一般均能达到,但镦头强度和焊点 强度往往不合格。镦头有镦裂现象或镦头拉断时, 断口不是在镦头的下部均匀的颈缩。有的斜裂成锯 齿状。分析其原因可能有两点:1.)国内钢锭中S、P 含量远比国外该种钢棒这两种元素含量高几倍,故 易引起冷脆性和热脆性;2.)热处理技术不过关,产 品力学性能不均匀。 2迟滞断裂 该种钢棒成盘后,室温经一段时间出现滞后断裂现 象,钢棒盘卷断裂成数段。PC钢棒的延迟断裂是各 种内外因素综合作用下的延迟断裂,引起PC钢棒延迟 断裂的有材料内在的缺陷因素,也有钢棒加工、后续 加工及工作环境的外在应力因素。 3松弛性能 产品的松弛性能一般难以满足标准要求的< 1.5%。 一般的产品的松弛率已经远远超过了技术指标的要 求。有个别的甚至达到20%多。分析其原因主要是热 处理制度不过关。