管桩钢
30MnSi预应力钢棒作为管桩骨架材料,要承受拉、压、弯曲等应力,在制管过程中还要经受离心处理、蒸汽养护等工序,对钢棒强度造成了一定损失。管桩的使用条件、制造过程决定了钢棒须具有高强度、低松弛的同时还应具有良好的塑韧性,这就要求从30MnSi钢的冶炼到钢棒热处理的各环节都要有合理的工艺。
1.合金元素对PC钢棒力学性能的影响
管桩用30MnSi钢的化学成份如表1所示。C、Si、Mn三元素含量的增加可提高奥氏体稳定性,降低临界冷却速度,提高30MnSi淬透性。其中C含量的增加会在提高淬透性的同时还会提高钢的淬硬性,降低钢材料塑性,不同C含量对钢棒力学性能的影响如表2所示;而Si、Mn基本与淬硬性无关,增加二者的含量可使30MnSi淬火后回火过程中组织分解转变速度减慢,增加回火抗力,提高组织的回火稳定性。
表1 30MnSi化学成份,W%
C Si Mn P S 0.28-0.33 0.60-0.90 1.00-1.40 ≤0.03 ≤0.03
表2 不同碳含量钢棒力学性能
淬火温度/℃ 回火温度/℃ ω(C)/% σs/MPa σb/MPa δb/% 930 440 0.28 1453-1532 1480-1594 7.8-9.0 930 440 0.32 1484-1592 1543-1648 7.5-8.3
2.盘条金相组织对PC钢棒力学性能的影响
30MnSi热轧盘条供货协议一般要求其抗拉强度不大于750MPa,延伸率、断页收缩率分别不小于22%、30%,这就要求热轧盘条应具有低强度、高塑性的力学性能特点。考虑到30MnSi盘只需进行轻度拉拔,然后进入感应加热调质处理工序,过高的强度会增加模耗。实际轧制生产过程中一般采用延迟冷却工艺以获得强度较低、塑性较好的、具有等轴铁素体晶粒组织的热轧控冷钢材。应当避免高速线材在轧制控冷过程中形成表面粗晶,提高调质处理后的PC钢棒的韧性。