線材采用鉛浴淬火處理、拔絲加工獲得高強(qiáng)度鋼絲。作為實(shí)用鋼，這種高強(qiáng)度鋼絲具有很高的強(qiáng)度，鋼絲直徑從細(xì)徑鋼簾線到粗徑橋梁用鋼絲，被廣泛應(yīng)用。鋼簾線作為給予輪胎剛性的骨架材使用，橋梁用鋼絲作為承載全橋重量的主鋼纜使用，所以，鋼簾線和橋梁用鋼絲都要求高強(qiáng)度和疲勞特性。而且，高強(qiáng)度鋼絲在制造工序或使用中承受扭曲變形，如果扭曲變形時發(fā)生縱向裂紋，抗載荷和疲勞特性均降低，因此，要求鋼絲具有抗縱裂性?，F(xiàn)將日本高強(qiáng)鋼絲開發(fā)最新進(jìn)展描述如下：

1 鋼簾線和橋梁用鋼絲

線材采用鉛浴淬火處理、拔絲加工獲得高強(qiáng)度鋼絲。作為實(shí)用鋼，這種高強(qiáng)度鋼絲具有很高的強(qiáng)度，鋼絲直徑從細(xì)徑鋼簾線到粗徑橋梁用鋼絲，被廣泛應(yīng)用。鋼簾線作為給予輪胎剛性的骨架材使用，橋梁用鋼絲作為承載全橋重量的主鋼纜使用，所以，鋼簾線和橋梁用鋼絲都要求高強(qiáng)度和疲勞特性。而且，高強(qiáng)度鋼絲在制造工序或使用中承受扭曲變形，如果扭曲變形時發(fā)生縱向裂紋，抗載荷和疲勞特性均降低，因此，要求鋼絲具有抗縱裂性。由于材料和制造技術(shù)的發(fā)展，已能夠滿足這些要求。目前，4000MPa級強(qiáng)度的鋼簾線和1800MPa級強(qiáng)度的橋梁用鋼絲已實(shí)用化。下面介紹鋼簾線和橋梁用鋼絲的強(qiáng)度和材料變化。

1.1 鋼簾線

在高強(qiáng)度鋼絲中，鋼簾線是強(qiáng)度最高的材料，鋼簾線是將線徑0.15-0.38mm、強(qiáng)度3000-4000MPa的超細(xì)鋼絲絞合而成，作為輪胎、傳送帶等橡膠制品的補(bǔ)強(qiáng)材料使用。輪胎用鋼簾線是20世紀(jì)上半葉開發(fā)的，但真正開始使用是從20世紀(jì)60年代后半期。隨著機(jī)動化的發(fā)展，鋼簾線用量飛速增加。20世紀(jì)60年代使用的鋼簾線用鋼絲是0.7%C鋼，因?yàn)橐愿纳迫剂侠寐蕿槟康牡妮喬ポp量化，要求鋼簾線進(jìn)一步提高強(qiáng)度。通過提高拔絲加工應(yīng)變，來提高鋼絲的強(qiáng)度，但因?yàn)橐装l(fā)生縱裂，所以采用鉛浴淬火處理來提高強(qiáng)度和增加拔絲加工硬化率。在鉛浴淬火處理的高強(qiáng)度化中，增加滲碳體體積率和珠光體片層間距微細(xì)化是有效的方法。在增加拔絲加工硬化率中，片層間距微細(xì)化對提高強(qiáng)度有效。提高c含量和添加Cr對兩種方法均有效，所以，這兩種方法成為高強(qiáng)度化的主要方法，從20世紀(jì)80年代開始使用0.8%C共析鋼，最近使用0.9%過共析鋼，現(xiàn)在開發(fā)的主要是C含量≥0.9%的Cr添加鋼。C含量超過1.0%的過共析Cr添加鋼也在開發(fā)之中。

在像鋼簾線這樣超細(xì)鋼絲的拔絲中，雜夾物是斷絲的主要原因。為減少粗大夾雜物，將澆鑄階段生成的夾雜物在其后的軋制、拔絲工序中變形、破碎，微細(xì)化到無害尺寸是有效的方法。因低熔點(diǎn)夾雜物變形良好，所以，正在進(jìn)行非金屬夾雜物低熔點(diǎn)化的研究。由于這種鋼材的開發(fā)和拔絲技術(shù)的進(jìn)步，當(dāng)初2800MPa級的鋼簾線強(qiáng)度，20世紀(jì)80年代提高到3200-3400MPa級；90年代初期達(dá)到3600MPa級，現(xiàn)在已達(dá)到4000MPa級，目前正在進(jìn)行超過4000MPa級鋼簾線的研發(fā)。

1.2 橋梁用鋼絲

主跨長度超過500m的大橋基本是懸索橋或斜拉橋，采用熱浸鍍鋅鋼絲捻成的鋼絞線支撐。懸索橋用的鍍鋅鋼絲線徑約5mm，斜拉橋使用線徑7mm左右的鋼絲。日本最早的懸索橋是若戶大橋（1962年建成，主跨長度367m），當(dāng)時主要使用1570MPa級0.8%C材（JISG3502的SWRS82B）。但是，隨著橋梁跨度增加，為了降低施工成本和縮短工期，要求鍍鋅鋼絲高強(qiáng)度化。在結(jié)構(gòu)用鋼標(biāo)準(zhǔn)（JSSⅡ）中，對橋梁用鍍鋅鋼絲規(guī)定了用扭曲試驗(yàn)扭曲到斷裂的扭曲次數(shù)下限值。由于產(chǎn)生縱裂的鋼絲斷裂扭曲次數(shù)降低，所以，抑制縱裂變得更為重要。因此，與鋼簾線一樣，通過增加C量和添加Cr達(dá)到高強(qiáng)度化的例子很多。而且抑制熱浸鍍鋅槽加熱時的強(qiáng)度降低也很重要，增加Si含量是極有效的方法。熱浸鍍鋅工序的強(qiáng)度降低是因?yàn)闈B碳體片層斷開，拉伸的片層組織斷裂。Si幾乎不固溶在滲碳體中，所以當(dāng)珠光體相變時，從滲碳體相向相鄰的鐵素體相擴(kuò)散，在滲碳體和鐵素體界面富集。認(rèn)為該Si富化層成為隨碳C擴(kuò)散的滲碳體斷開和球化的障礙。世界最長的懸索橋日本明石海峽大橋（1770MPa級），采用的是0.82%C-Si鋼。作為斜拉橋用鋼，使用0.88%C-Si-Cr鋼的1770MPa級正在實(shí)用化。

上述總結(jié)了高碳鋼絲的開發(fā)狀況和最近的技術(shù)動向。該領(lǐng)域從很早就開始了研發(fā)，但近年來，為節(jié)省資源和降低成本，需要進(jìn)一步提高鋼材的強(qiáng)度，目前正在進(jìn)行以強(qiáng)度4500MPa級鋼簾線，強(qiáng)度2000MPa級橋梁用鍍鋅鋼絲為目標(biāo)的研發(fā)，期待今后的發(fā)展。

(鋼訊)