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文檔簡介
1、在過去的短短十幾年中,橋梁纜索用鋼絲的強度大幅度提升,強度由1570MPa提高到2000Mpa,提升幅度達22%。而對橋梁纜索的另一關(guān)鍵受力件—錨具,卻未得到同步發(fā)展,在鋼絲強度提高同時只單純通過加大錨具外形參數(shù)進行補強,未能探討在鋼絲強度等級大幅提升后,錨具材料內(nèi)部應(yīng)力的發(fā)展規(guī)律。本文結(jié)合中碳合金鋼大尺寸纜索錨具常用的三種合金鋼材料40Cr、42CrMo和40CrNiMoA,對其熱處理工藝進行系統(tǒng)研究,找出三種材料最合理的強韌化工藝,
2、并進一步研究了材料硬度等力學(xué)性能沿改性層的變化規(guī)律。另外,對高強度錨具強度薄弱位置一直未有有效手段進行強化,一旦應(yīng)力偏高就有破壞的可能,給實際工程造成嚴重安全隱患。本文結(jié)合實際條件分析各種化學(xué)熱處理的特點,提出了一種有效的錨具強度薄弱位置強化手段。
對三種材料進行了淬火和不同回火溫度的調(diào)質(zhì)處理工藝研究,得到了“硬度-壁厚”的變化規(guī)律:三種合金材料隨回火溫度的升高,回火硬度下降,此時淬火處理雖然可以獲得很高的硬度,但硬度隨壁厚的
3、變化過于急劇,容易誘發(fā)脆斷,反而對材料使用不利。因此,建議熱處理工藝為:40Cr材料:850℃淬火+520℃回火;42CrMo材料:850℃淬火+550℃回火;40CrNiMoA材料:850℃淬火+600℃回火。在建議熱處理工藝下,開展高強度錨具用鋼沿壁厚方向硬度和力學(xué)性能規(guī)律探索,研究表明:當(dāng)錨具壁厚超過40mm時,40Cr材料已滿足不了高強度錨具淬透性要求,宜采用淬透性更好的42CrMo和40CrNiMoA材料。另外,三種材料(鑄造
4、態(tài)和熱鍛態(tài))在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下材料力學(xué)性能分析表明:鑄造態(tài)鋼不適合用于高強錨具材料;在硬度與壁厚的分布規(guī)律中,三種材料的淬透性40CrNiMoA>42CrMo>40Cr;在力學(xué)性能與壁厚的分布規(guī)律中,由于受淬透性影響,三種高強度錨具用鋼力學(xué)性能取值不能直接采用標(biāo)準(zhǔn)推薦值,建議40Cr、42CrMo和40CrNiMoA材料設(shè)計力學(xué)性能取值安全系數(shù)需分別提高20%、25%和15%以上。
通過對各種熱力學(xué)熱處理強化工藝分析,選用500℃.
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