预应力钢丝的工艺处理

稳定化处理是预应力重庆钢丝生产中的重要工序，对钢丝的抗松弛性能起着决定性的作用。稳定化处理是一种低温热机械处理。多道拉拔后的钢丝在一定载荷下加热一段时间，以提高其变形抗力。我国目前已有多条稳定化处理生产线，对其工艺和原理的研究也在逐步增加[1~3]，但对稳定化处理的机理还没有共识，稳定化处理工艺还有待进一步探索。通过对一种高碳镀锌预应力钢丝的试验研究，探讨稳定化处理后的加热温度和冷却条件对钢丝力学性能的影响。

试验材料为近共析成分的高碳钢丝（含碳量0.82%），由φ13mm索氏体线材制成，拉拔至φ5mm，热浸镀锌。基体组织非常细小，变形的珠光体层状结构在扫描电镜下几乎无法分辨。镀锌层由铁锌化合物层和纯锌组成。钢丝抗拉强度σB为1530mpa。

在配备加热炉的电子拉伸机上进行稳定化处理，处理期间负荷保持在0.5σb。加热时间为10分钟。处理后冷却至100℃以下卸载。不同加热温度下的稳定化处理对钢丝力学性能的影响如图3所示。可以看出，拉伸强度几乎不受稳定化处理温度的影响，屈服强度随处理温度的升高先升高后降低，在350℃时达到最大值。此时，钢丝的屈服比最大，即具有最佳的抗松弛性能[4]。为了研究稳定化处理后冷却方式的影响，将样品分为两组（处理温度为370℃）：一组通过加载冷却，即稳定化处理后载荷保持不变，冷却到100℃以下，然后卸载；另一组卸载，然后冷却。冷却方式有五种：闭式炉冷却（记录为冷却速度1）、开式炉冷却（冷却速度2）、鼓风炉冷却（冷却速度3）、空气冷却（冷却速度4）和鼓风空气冷却（冷却速度5）。不同冷却方法的试验结果如图4和图5所示。显示了钢丝在加载和冷却条件下的抗拉强度和屈服强度。可以看出，冷却速率对这两个方面的影响都很小。然而，对比图4和图5的结果，不难发现加载冷却下钢丝的屈服强度显著高于卸载冷却下的屈服强度，表明稳定化处理后加载冷却的强化效果更好。