預應力鋼絲及鋼絞線用熱軋盤條 編制說明

本項目根據國標委發(fā)2023[63]號“關于下達2023年第四批推薦性國家標準計劃及相關標準外文版計劃的通知”要求，由鞍鋼股份有限公司、冶金工業(yè)信息標準研究院等單位負責國家標準項目GB/T24238《預應力鋼絲及鋼絞線用熱軋盤條》的修訂，計劃編號：20232294-T-605。預應力混凝土用鋼絲和鋼絞線是高效節(jié)約型建筑用鋼，廣泛應用于高層或大型建筑、公路、橋梁、鋼結構屋架、高鐵、大型煤礦地下工程、水利工程、水泥枕軌、水泥電桿、電視塔、核反應堆外殼等現代大型建筑中，是建筑行業(yè)混凝土結構及交通運輸行業(yè)廣泛使用的材料。預應力鋼絞線是其核心材料，我國預應力混凝土用鋼絞線每年用量約為500萬噸，主流強度級別為1860MPa級鋼絞線。近年來，隨著交通運輸和大型建筑的發(fā)展，對橋梁和結構的跨度、耐久性和材料提出了更高的要求，其中混凝土強度已由C30提高到C40、C50和C60，普通鋼筋由HRB355提高至HRB400、HRB500甚至HRB600。預應力鋼絞線的強度已由1860MPa提高到2160MPa、2230MPa和2360MPa，相應盤條牌號已不斷研發(fā)標準中尚未體現?，F有GB/T24238-2017《預應力鋼絲和鋼絞線用熱軋盤條》國家標準，適用于生產的鋼絞線強度級別主要為1860MPa，最高只能達到1960MPa級，不能滿足2160MPa、2230MPa和2360MPa超高強度預應力鋼絞線的技術要求。全國鋼標準化委員會提出修訂GB/T24238-2017《預應力鋼絲及鋼絞線用熱軋盤條》國家標準項目，補充高強、超高強預應力鋼絞線用熱軋盤條的YL87、YL92、YL97級別鋼牌號、成分、制造方法、力學性能、顯微組織及檢測方法等相關要求，滿足指導超高強度預應力鋼絞線用盤條的生產檢驗，促進預應力盤條的系列化推廣應用，充分發(fā)揮標準的上下游協同作用，加快傳統(tǒng)材料升級換代，提升建筑用鋼標準化水平，指導和推進預應力鋼絲和鋼絞線用盤條的生產和貿易，實現社會經濟效益。起草(草案、調研)階段:計劃下達后，2024年1月10日全國鋼標委盤條與鋼絲分委員會組織各起草單位成立了起草工作組，由鞍鋼股份有限公司牽頭成立了標準編制工作組，負責主要起草工作。工作組對國內外預應力鋼絲及鋼絞線用盤條產品和技術現狀與發(fā)展情況進行全面調研，同時廣泛搜集相關標準和國內外技術資料，進行了大量的研究分析、資料查證工作，結合實際應用經驗，進行全面總結和歸納，在此基礎上編制出《預應力鋼絲及鋼絞線用熱軋盤條》標準草案初稿。經工作組及有關專家研討后，對標準草案初稿進行了認真修改，于2024年3月形成標準征求意見稿及其編制說明等相關附件，報全國鋼標委盤條與鋼絲分委員會秘書處。征求意見階段:2024年3月XX日，由全國鋼標委盤條與鋼絲分委員會秘書處將標準征求意見稿和編制說明發(fā)送到盤條與鋼絲分委員會委員及有代表性的標準相關方廣泛征求意見，同時在《鋼鐵標準網》網站上公開征求社會意見。截止2024年4月XX日，共發(fā)函XX個單位，收到XX個單位回函，其中XX個單位提出了XX條意見或建議(見《意見匯總處理表》)。本標準由鞍鋼股份有限公司、冶金信息標準研究院、XXXXX、、、共同起草。所做的工作:XXXX任工作組組長，主持全面協調工作，負責對各階段標準的審核;XXXX為本標準主要執(zhí)筆人，負責本標準的具體起草與編制;XXXX、XXXX、XXXX負責國內外相關技術文獻和資料的收集、分析及資料查證，對產品生產工藝、性能和使用經驗進行總結和歸納;XXXX負責對國內外產品和技術的現狀與發(fā)展情況進行全面調研，XXXX負責對各方面的意見及建議進行歸納、整理。本標準在修訂過程中，遵循“面向市場、服務產業(yè)、自主制定、適時推出、及時修訂、不斷完善”的原則，注重標準修訂與技術創(chuàng)新、試驗驗證、產業(yè)推進、應用推廣相結合，本著先進性、科學性、合理性和可操作性以及標準的目標、統(tǒng)一性、協調性、適用性、一致性和規(guī)范性的原則來進行本標準的修訂工作。本標準在起草過程中主要按GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的要求編寫。在確定本標準主要技術指標時，綜合考慮生產企業(yè)的能力和用戶的利益，尋求最大的經濟、社會效益，充分體現了標準在技術上的先進性和合理性。本標準規(guī)定的預應力鋼絞線用盤條，在原有（YL72B、YL77B、YL82B、YL87B）四個牌號基礎上，增加了三個超高強度預應力鋼絞線牌號（YL87Si、YL92Si、YL97Si本標準中產品分七個鋼種牌號：YL72B：中強度預應力鋼絲產品；YL77B、YL82B：為生產成品強度1860MPa級預應力鋼絞線產品；YL87B：為生產成品強度1960MPa級預應力鋼絞線產品；YL87Si：為生產成品強度2160MPa級超高強度預應力鋼絞線產品；YL92Si：為生產成品強度2230MPa級超高強度預應力鋼絞線產品；YL97Si：為生產成品強度2360MPa級超高強度預應力鋼絞線產品。（1）按GB/T1.1—2020對規(guī)范性引用文件的引導語進行修改。（2）對各元素的測定分析方法，根據測定范圍、環(huán)保、便捷等原則，選擇一種常用的濕法分析標準：刪除了GB/T223.62、GB/T223.67；增加了GB/T223.37、GB/T223.60、GB/T223.82、GB/T20124。按GB/T1.1—2020規(guī)定增加術語和定義一章。本標準規(guī)定了預應力鋼絞線用熱軋盤條牌號表示方法，有利于預應力鋼絞線用盤條產品的國產化、規(guī)范化應用發(fā)展。本標準的鋼牌號采用預應力鋼的“應”和“力”兩字漢語拼音的首位大寫字母“YL”、平均含碳量、錳含量符號或硅元素符號兩部分組成。例如：YL87B、YL87Si。由于本標準增加了超高強盤條牌號YL87Si、YL92Si、YL97Si，盤條可采用熱軋狀態(tài)、離線鹽浴等熱處理狀態(tài)交貨，盤條的時效方式可選自然時效或人工時效，因此本標準的訂貨內容增加了交貨狀態(tài)和時效方式。便于生產廠與用戶明確訂貨信息、訂貨要求。本標準對盤條的尺寸、外形和重量允許盤條規(guī)定沒有變化，與上版保持一致。本標準只增加了YL87Si、YL92Si、YL97Si三個牌號鋼及相應化學成分。其他原牌號化學成分延續(xù)上一版沒變化。YL87Si、YL92Si、YL97Si其化學成分主要依據市場對各類產品需求的化學成分進行設計，與T/CISA349-2024《超高強預應力鋼絞線用熱軋盤條》團體標準中化學成分一致。對于超高強度預應力鋼絞線用盤條的鋼種設計，主要考慮了提高含C量來提高鋼絞線的抗拉強度，提高Si含量來減少鋼絞線穩(wěn)定化處理時強度損失，添加Cr元素細化索氏體片層間距，提高力學性能，添加V元素析出強化提高盤條強度，同時添加Cr、V元素可以抑制網狀滲碳體的產生。V同時還起到固N和固C，消除這些間隙原子，減少應變時效以提高鋼絞線的應力腐蝕性能。超高強度預應力鋼絞線用盤條的含碳量高，合金元素加入多，容易產生中心偏析、組織缺陷等問題，根據盤條的鋼種成分和規(guī)格不同，可以通過熱軋后斯太爾摩控冷、在線EDC水浴、在線鹽浴等工藝，以熱軋狀態(tài)交貨，也可以采用離線鹽浴等工藝，以熱處理狀態(tài)交貨。因此本標準增加了經供需雙方協商，并在合同中注明，YL87Si、YL92Si、YL97Si盤條盤條可采用離線鹽浴等熱處理狀態(tài)交貨的規(guī)定。本標準結合鋼企在產品開發(fā)過程中的數據積累，參考市場用戶對超高強度預應力鋼絞線用盤條性能要求，規(guī)定了各牌號盤條的抗拉強度和斷面收縮率指標。1）增加YL87B抗拉強度要求。2）增加YL87Si、YL92Si、YL97Si超高強盤條的力學性能。由于超高強預應力鋼絞線盤條的強度高，盤條的斷面收縮率低于普通鋼絞線用盤條，所以規(guī)定時效后盤條斷面收縮率為≥20%，本標準增加的超高強盤條牌號對應的力學性能與T/CISA349-2024《超高強預應力鋼絞線用熱軋盤條》保持了一致。3）考慮到加工后預應力鋼絞線性能的穩(wěn)定性，本標準增加了盤條的同圈性能規(guī)定。YL72B、YL77B、YL82B、YL87B盤條的同一批盤條的抗拉強度波動范圍應不大于100MPa；YL87Si、YL92Si、YL97Si盤條的同一批盤條的抗拉強度波動范圍應不大于80MPa。4）補充完善了盤條的時效方式和時效時間。原標準規(guī)定“直徑為5.5mm～10mm小規(guī)定盤條時效期為15d，直徑為10.5mm～16.0mm盤條的時效期20d”本次標準修訂區(qū)分了冬季、夏季時效期，冬季時效期較夏季增加5天。同時增加超高強盤條的時效方式可以是自然時效或人工時效，人工時效的溫度和時間由供需雙方協商確定。自然時效按下表規(guī)定：1）脫碳層——本標準脫碳層深度要求延用上版標準沒有變化。2）索氏體——本標準修改了YL72B索氏體規(guī)定。將原標準“YL72B盤條的索氏體化率應不小于80%”修改為按不同規(guī)格來細化索氏體含量的規(guī)定。小規(guī)格5.5mm～10.0mm盤條的索氏體由應不小于80%，修改為不小于85%，加嚴了小規(guī)格盤條的索氏體要求，主要考慮到小規(guī)格YL72B其索氏體率對拉拔性能的影響。3）增加了YL87Si、YL92Si、YL97Si三個牌號索氏體含量指標。本標準對這3個牌號的索氏體化率指標與T/CISA349-2024《超高強預應力鋼絞線用熱軋盤條》標準一致。4）馬氏體、滲碳體——新增YL87Si、YL92Si、YL97Si牌號的中心馬氏體和網狀滲碳體級別要求。嚴重的中心馬氏體和網狀滲碳體會在拉拔過程中造成斷絲或造成鋼絞線拉伸試驗單根尖斷問題，降低應力腐蝕性能和鋼絞線質量穩(wěn)定性。因此規(guī)定了盤條的網狀滲碳體和中心馬氏體組織級別。直徑8.0mm～10.0mm的盤條網狀滲碳體應不大于1級，中心馬氏體應不大于1.5級；直徑10.5mm～16.0mm的盤條網狀滲碳體應不大于2級，中心馬氏體應不大于2級。與T/CISA349-2024《超高強預應力鋼絞線用熱軋盤條》標準要求一致。對原標準中四個牌號YL72B、YL77B、YL82B、YL87B的馬氏體、滲碳體指標延用上一版規(guī)定，沒有變化。5）非金屬夾雜物——新增加YL87Si、YL92Si、YL97Si牌號的非金屬夾雜物規(guī)定。YL87Si、YL92Si、YL97Si盤條及鋼絞線抗拉強度高，對拉拔性能提出了更高要求，當盤條內部存在嚴重的非金屬夾雜物時，會破壞鋼絲基體的連續(xù)性，在拉拔變形時，因應力集中而造成鋼絲斷裂，造成鋼絲性能降低，同時也會由于斷絲導致工作效率降低、成材率降低或材料無法使用。因此根據用戶使用要求，本標準規(guī)定了YL87Si、YL92Si、YL97Si三個牌號盤條應進行非金屬夾雜物檢驗，合格級別與T/CISA349-2024《超高強預應力鋼絞線用熱軋盤條》要求一致，這樣規(guī)定可以滿足用戶要求。6）晶粒度——新增加YL87Si、YL92Si、YL97Si牌號的晶粒度要求。YL87Si、YL92Si、YL97Si盤條的晶粒度會影響到鋼絞線的疲勞性能，由于超高強度鋼絞線用盤條的交貨狀態(tài)里包含了離線熱處理，為了防止加熱時晶粒粗大，規(guī)定盤條的晶粒度應不小于6級，若供方工藝有保證，可不做檢驗。標準中規(guī)定的晶粒度合格級別與T/CISA349-2024要求一致。盤條在下游用戶加工生產，考慮到主要以機械剝殼除鱗為主，因此對盤條表面氧化鐵皮的剝離性比較關注，因此本標準規(guī)定：根據需方要求，由供需雙方協商，并在合同中注明，可對盤條氧化鐵皮剝離性進行評定，供方可采用相應工藝保證盤條的氧化鐵皮適合機械除鱗等技術要求。表面質量的規(guī)定延續(xù)2017版標準，沒有變化。本標準是對GB/T24238—2017的修訂。修訂中原標準的主要內容沒有大的變化，主要是新增加了三個超高強盤條牌號及相關要求，主要結合了T/CISA349-2024《超高強預應力鋼絞線用熱軋盤條》標準。本標準規(guī)定的各項技術指標是在應用實際現狀基礎上，結合了預應力鋼絞線行業(yè)發(fā)展現狀與需求進行的修訂。本標準與GB/T24238—2017相比，主要技術變化如下：增加了YL87Si、YL92Si、YL97Si三個牌號及化學成分要求；增加了YL87B牌號的抗拉強度要求；增加了YL87Si、YL92Si、YL97Si三個牌號的力學性能；補充完善了盤條時效方式及時效時間；增加了同批次盤條的抗拉強度波動范圍要求；加嚴了YL72B牌號的索氏體含量要求；增加了YL87Si、YL92Si、YL97Si牌號索氏體含量要求；增加了YL87Si、YL92Si、YL97Si三個牌號的非金屬夾雜物、晶粒度要求；通過以上技術變化可以看出，新標準增加納入了YL87Si、YL92Si、YL97Si超高強牌號，加嚴了YL72B牌號索氏體含量要求，增加了YL87B牌號的抗拉強度要求，細化完善了盤條夏季和冬季的時效時間規(guī)定；增加盤條的同批次性能差等核心指標，新標準的技術水平有很大程度的提升，能更好地滿足下游超高強預應力鋼絞線行業(yè)的發(fā)展要求，加快了產品的升級換代，促進行業(yè)的高質量發(fā)展。本標準不涉及專利問題。本標準于2009年首次發(fā)布，2017年進行了修訂，本次是第2次修訂。通過修訂，充分納入和反映了當今新產品、新技術、新工藝的先進技術成果，解決標齡老化問題，保證標準的時效性，為高強、超高強預應力鋼絲及鋼絞線用盤條的推廣應用提供了有力的技術支撐，為指導和規(guī)范預應力盤條生產和驗收提供了依據，有利于提高產品的技術性能、安全可靠性及環(huán)保性通過標準的制定和實施，將促進技術創(chuàng)新，增強產品的國內外市場競爭力，同時為推進產業(yè)結構調整與優(yōu)化升級創(chuàng)