高性能桥梁缆索用钢电子书

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内容提要

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前言

第1章 大跨度缆索承重桥梁的发展

1.1 斜拉桥的演变历史

1.2 现代斜拉桥的发展

1.3 悬索桥的演变历史

1.4 现代悬索桥的发展

1.5 斜拉桥和悬索桥的未来发展趋势

参考文献

第2章 高性能桥梁缆索钢

2.1 概述

2.2 国内外高强度桥梁缆索钢的发展

2.2.1 国外高强度桥梁缆索钢的发展

2.2.2 国内高强度桥梁缆索钢的发展

2.3 桥梁缆索钢的性能特点与要求

2.3.1 钢丝强度

2.3.2 扭转性能

2.3.3 抗腐蚀性能

2.4 高强度桥梁缆索钢丝成分设计特点

2.4.1 C元素

2.4.2 Si元素

2.4.3 Mn元素

2.4.4 Cr元素

2.4.5 V元素

2.5 桥梁缆索钢盘条热处理工艺发展现状

2.5.1 铅浴冷却

2.5.2 盐浴冷却

2.5.3 水浴冷却

2.6 桥梁缆索钢发展展望

2.6.1 超高强度钢盘条

2.6.1.1 高纯净度与高表面质量

2.6.1.2 抗氢致延迟断裂控制

2.6.1.3 新型等温韧化处理

2.6.2 超高强度钢丝

参考文献

第3章 桥梁缆索钢的强韧化技术及合金成分设计

3.1 强化技术

3.1.1 固溶强化

3.1.2 组织强化

3.1.3 位错强化

3.1.4 析出强化

3.2 韧化技术

3.2.1 中心偏析控制

3.2.1.1 浇注速度对碳偏析含量的影响

3.2.1.2 过热度对碳偏析含量的影响

3.2.1.3 末端电磁搅拌对碳偏析的影响

3.2.2 非金属夹杂物

3.2.2.1 夹杂物相图计算

3.2.2.2 夹杂物活度图计算

3.2.2.3 典型夹杂物的形貌和成分

3.2.2.4 夹杂物的变形能力

3.2.3 微观结构调控

3.2.3.1 不同热处理工艺下珠光体钢的裂纹拓展机理

3.2.3.2 珠光体组织与断裂韧性的关系

3.3 合金成分设计

3.3.1 V的微合金化

3.3.1.1 V微合金化对相变的影响

3.3.1.2 V对析出的影响

3.3.1.3 V微合金化对奥氏体再结晶、晶粒长大的影响

3.3.2 Nb的微合金化

3.3.2.1 Nb（0.025%）微合金化对珠光体相变过程的影响

3.3.2.2 Nb微合金化对珠光体片层间距的影响

3.3.2.3 Nb微合金化对几何必要位错和残余应力的影响

3.3.2.4 Nb微合金化对微观组织结构均匀性的影响

3.3.3 Ti的微合金化

3.3.3.1 0.01%Ti微合金化对相变的影响

3.3.3.2 Ti微合金化对奥氏体再结晶、晶粒长大的影响

3.3.3.3 Ti对析出的影响

3.3.4 Mn/Si的协同作用

3.3.4.1 Si对高碳钢珠光体相变的影响

3.3.4.2 Mn对高碳钢珠光体相变的影响

3.3.4.3 Si/Mn对微观组织结构的影响

3.3.4.4 Si/Mn对渗碳体稳定性的影响

3.3.5 Nb/V/Ti复合微合金化

3.3.6 其他合金元素的作用

3.3.6.1 Cr对高碳钢珠光体相变的影响

3.3.6.2 Al对高碳钢珠光体相变的影响

参考文献

第4章 桥梁缆索钢制造关键技术

4.1 冶炼夹杂物的控制

4.1.1 夹杂物无害化冶炼技术

4.1.2 酸性渣体系对夹杂物的影响

4.1.3 高碱性渣体系对夹杂物的影响

4.1.4 钢中气体含量的控制对夹杂物的影响

4.1.5 纯净钢控制技术与夹杂物优化

4.1.6 夹杂物塑性化变形过程

4.1.7 夹杂物预测与顶渣控制技术

4.1.8 超纯净的夹杂物控制技术

4.1.9 夹杂物分析方法

4.2 连铸坯生产过程的缺陷控制

4.2.1 角部裂纹缺陷特征

4.2.2 连铸坯表面缺陷影响因素

4.2.2.1 角部裂纹形成的影响因素

4.2.2.2 角部裂纹控制措施

4.2.3 皮下气泡缺陷特征

4.2.4 皮下气泡形成的影响因素

4.2.5 皮下气泡控制措施

4.3 盘条控制轧制技术

4.3.1 动态再结晶行为

4.3.2 控制轧制对高碳钢盘条组织的影响

4.4 热处理技术

4.4.1 斯太尔摩风冷

4.4.2 在线等温水浴／盐浴

4.4.3 离线铅浴／盐浴

4.4.4 不同热处理工艺下珠光体盘条组织特征

4.5 冷拔

4.5.1 盘条的表面处理

4.5.2 冷拔钢丝强化机制

4.5.3 微观组织结构及缺陷

4.5.3.1 珠光体簇／晶粒

4.5.3.2 珠光体团和渗碳体片层形貌

4.6 热镀

4.6.1 桥梁缆索用热镀锌钢丝的特性

4.6.2 桥梁缆索用热镀锌钢丝生产技术

4.6.3 钢丝的稳定化处理工艺

4.6.4 镀锌工艺参数对钢丝力学性能的影响

4.6.5 镀锌工艺参数对热镀锌后钢丝的影响

4.6.6 不同收线速度对钢丝镀层的影响

4.6.7 镀层对钢丝抗拉强度的影响

参考文献

第5章 桥梁缆索钢的服役性能

5.1 疲劳断裂

5.1.1 材料力学分析

5.1.2 断裂力学分析

5.1.3 损伤力学分析

5.1.4 裂纹扩展研究

5.2 钢丝疲劳寿命评估

5.2.1 基本原理

5.2.2 钢丝疲劳失效试验

5.2.3 钢丝疲劳断口形貌

5.2.4 疲劳S-N曲线

5.2.5 疲劳P-S-N曲线

5.2.6 疲劳γ-P-S-N曲线

5.3 点蚀

5.3.1 点蚀机理

5.3.2 点蚀坑对钢丝疲劳寿命的影响

5.3.3 桥梁钢疲劳腐蚀

5.3.3.1 常见桥梁缆索腐蚀疲劳损伤现象及特征

5.3.3.2 腐蚀环境下桥梁缆索体系的失效路径分析

5.3.3.3 高强钢丝的腐蚀疲劳损伤演化机理分析

5.3.4 短裂纹扩展阶段的损伤演化机理

5.4 应力腐蚀

5.4.1 应力腐蚀的基础理论

5.4.1.1 应力腐蚀的定义和特点

5.4.1.2 应力腐蚀开裂机理

5.4.2 桥索钢应力腐蚀的特点

5.4.3 桥索钢应力腐蚀的影响因素

5.5 氢脆

5.5.1 电化学充氢条件下的SSRT

5.5.2 热脱附谱（TDS）

5.5.3 微观结构表征

5.5.4 分子动力学建模

5.5.5 氢对材料性能的影响

5.6 结论

参考文献