高强度输送带钢丝绳用钢丝热老化行为及其影响因素研究

摘要

高强度输送带用钢丝绳主要用于橡胶骨架的增强材料，其中钢丝绳在和橡胶硫化的过程中，受到硫化工艺过程中温度和时间的共同作用，导致钢丝绳产生强度下降的热老化现象，对输送带的性能产生影响。本文研究了高强度输送带钢丝绳用钢丝热老化行为与影响因素，通过力学性能指标的测试和钢丝拉伸变形加工硬化模型的建立，分析了热老化温度、时间和拉拔应变量对钢丝热老化行为的影响规律，对热老化行为的机制进行了探讨，对比了两种材料的抗老化能力。
　　不同加热温度的热老化试验表明，不同温度区间冷拔钢丝的热老化行为呈现不同的特征，在250℃以下主要是以应变时效为主，在250℃以上时主要呈现明显的回复软化。基于修正的Ludwik模型建立了冷拔钢丝热老化前后的拉伸变形硬化模型，可以用模型参数-应变硬化系数K和应变硬化指数n来定量描述热老化条件对冷拔钢丝热老化前后拉伸性能的变化。
　　加热温度对钢丝热老化行为的影响最明显，钢丝的强度和硬度在150℃温度热老化时比老化前有明显增加，扭转次数和断裂伸长率出现明显的下降。在250℃时强度略有下降，在经过350℃热老化后，强度显著下降，但断裂伸长率明显上升。钢丝的加工硬化指数在250℃以下热老化后还能保持较高的水平，其均匀塑性变形的能力还很好，且加工硬化系数也保持较高的水平。在350℃及以上温度热老化后，加工硬化指数非常低，其均匀塑性变形能力已经很差。在150℃和250℃的热老化温度下，加热时间对钢丝性能的影响体现在应变时效或回复软化动力学过程对时间的敏感性差异，应变时效发生较快而回复软化较慢。钢丝性能在20min内达到应变时效达到峰值，强度明显上升，断裂伸长率和扭转次数明显下降，加工硬化指数随老化时间的变化在小范围内（0.50-0.80）波动，随着热老化时间的延长，时效强化效应不会消失。随拉拔应变量的增加，热老化前的应变硬化与热老化后的应变时效均使钢丝强度呈上升趋势，钢丝的塑性下降。但在较高温度热老化的回复软化效应使钢丝热老化后强度水平显著下降，钢丝的塑性有所改善。原材种类对冷拔钢丝热老化行为也有影响，两种钢号相比，82B钢比80＃钢的抗老化能力更强。

目录

第1章 绪论

1.1输送带用钢丝绳的热老化现象

1.2输送带用钢丝绳的生产工艺流程

1.3钢丝的拉拔工艺及强化机理

1.4冷变形碳素钢的应变时效行为

1.5碳素钢的回复软化

1.6本文研究的主要内容

第2章 试验材料和试验方法

2.1试验材料

2.2钢丝的性能测试

第3章 冷拔钢丝的热老化和机理分析

3.1 冷拔钢丝的热老化

3.2 冷拔钢丝热老化的机理分析

3.3冷拔钢丝塑性变形中加工硬化模型的建立

3.4本章小结

第4章 工艺参数对冷拔钢丝热老化行为的影响

4.1不同参数下的钢丝热老化行为

4.2温度对冷拔钢丝热老化行为的影响

4.3老化时间对拉拔钢丝热老化行为的影响

4.4拉拔应变量对钢丝热老化行为的影响

4.5本章小结

第5章 硫化工艺对钢丝绳热老化行为的影响及验证

5.1钢丝绳芯输送带的生产工艺

5.2钢丝绳与橡胶硫化复合后的性能分析

5.3本章小结

结论

参考文献

附录

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