高強(qiáng)度鍍鋅鋼絲主要應(yīng)用在大跨度橋梁纜索等重要場合，不僅要求其具有高的承載能力，同時(shí)要求良好的防腐蝕能力。其生產(chǎn)過程一般是：高碳鋼線材經(jīng)多道次連續(xù)冷拔機(jī)拉拔加工后得到高強(qiáng)度鋼絲，然后再進(jìn)行鍍鋅處理，在其表面形成鋅層。
高強(qiáng)度鋼絲經(jīng)鍍鋅處理后常發(fā)現(xiàn)其強(qiáng)度、扭轉(zhuǎn)性能明顯下降，影響其使用性能。通常鍍鋅溫度(450℃左右)對(duì)高碳鋼而言，其組織性能不會(huì)發(fā)生大的變化，但由于鋼絲在拉拔加工過程中儲(chǔ)存了大量的形變能，其組織也與普通高碳鋼有顯著的差異，在鍍鋅過程中組織發(fā)生回復(fù)甚至發(fā)生滲碳體球化等現(xiàn)象。然而，拉絲形變過程中滲碳體片已經(jīng)發(fā)生碎化，成納米尺度顆粒排列在原先的片層方向上，并且部分滲碳體發(fā)生溶解。
鋼絲力學(xué)性能的變化
鋼絲經(jīng)450℃等溫處理，其抗拉強(qiáng)度、伸長率隨等溫時(shí)間的變化?？梢钥吹?，鋼絲的強(qiáng)度為1780MPa，伸長率約為8%。等溫初期(2. 5min)鋼絲抗拉強(qiáng)度略有上升，達(dá)到1940MPa，上升幅度為9%；隨著等溫時(shí)間的延長，鋼絲強(qiáng)度下降，等溫lOmin之后強(qiáng)度穩(wěn)定在1600MPa左右。鋼絲伸長率在等溫初期急劇下降，2.5min時(shí)達(dá)到，下降幅度為25%左右：等溫5min后略有上升，終穩(wěn)定在7%左右。
鋼絲以及等溫處理40min的試樣，其扭轉(zhuǎn)曲線表現(xiàn)正常：經(jīng)短時(shí)等溫處理(2.5min、lOmin)的鋼絲，在扭轉(zhuǎn)變形進(jìn)入塑性階段的初期，扭矩劇烈下降，此時(shí)鋼絲表面產(chǎn)生沿軸向方向的裂紋，即出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)分層現(xiàn)象。
對(duì)比盤條和鋼絲的X射線圖譜，可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)拉拔形變的鋼絲，其X射線圖譜上滲碳體的衍射峰弱化甚至消失，大量研究指出滲碳體峰的弱化與滲碳體的溶解有關(guān)，說明鋼絲經(jīng)拉拔形變，部分滲碳體發(fā)生溶解；鋼絲經(jīng)450℃等溫處理，在X射線圖譜上，滲碳體的峰又重新可見，說明在等溫過程中溶解的滲碳體重新析出，這與TEM的觀察結(jié)果(圖Sb)相吻合。并且在X射線圖譜上僅存在鐵素體與滲碳體的衍射峰，說明鋼絲在等溫過程中，并未有新相產(chǎn)生，析出的碳化物為滲碳體。
等溫后期，鋼絲的強(qiáng)度下降，塑性上升：此時(shí)鋼絲的組織發(fā)生明顯的變化：滲碳體片球化程度加劇，析出相不斷長大，并且鐵素體片發(fā)生明顯的回復(fù)。冷拉拔鋼絲高強(qiáng)度的獲得與珠光體片層間距的細(xì)化有關(guān)，并且滲碳體/鐵素體界面對(duì)鐵素體中高密度位錯(cuò)的積累起到重要作用。滲碳體/鐵素體界面阻礙位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，并且拉拔過程中溶解的碳原子對(duì)位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)也有釘扎作用，使鋼絲獲得高強(qiáng)度。等溫后期，滲碳體片發(fā)生球化，滲碳體／鐵素體界面遭到破壞，對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力減弱：溶解的碳原子在等溫過程中也重新析出，隨著等溫時(shí)間的延長，析出的滲碳體顆粒不斷長大，根據(jù)理論，第二相顆粒尺寸越大，材料的強(qiáng)度越低；此外，等溫后期，鐵素體片發(fā)生明顯的回復(fù)，位錯(cuò)重組構(gòu)成亞晶界，形成細(xì)小亞晶結(jié)構(gòu)，拉拔過程中造成的點(diǎn)陣畸變得到恢復(fù)，并且位錯(cuò)密度的降低使得鋼絲的電阻率、強(qiáng)度下降。滲碳體片的球化、析出相的長大以及鐵素體片的回復(fù)，這三者的綜合作用使得鋼絲的強(qiáng)度下降，塑性提高。(圖/文www.n9955.com)