CN1646716A - 海底光缆增强用异型钢丝 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种海底光缆的耐压层中使用的强度高、抗拉强度达1800MPa或以上的海底光缆用异型钢丝，其特征在于：以质量％计含有C：大于0.65％且不超过1.1％并且Ceq＝C+1/4Si+1/5Mn+4/13Cr满足0.80％≤Ceq≤1.80％，横过L断面中心轴线上的剪切带的数目以每单位长度中心轴线计算是20根/mm或以下，中心轴与剪切带所成的角度在10～90°的范围内，抗拉强度为1800MPa或以上，横截面为大致扇形，若干个这样的大致扇形合在一直构成容纳光纤的圆形中空断面，其表面上具有由深度0.2～5μm的凹凸构成的梨皮状表面，在长度方向上至少具有一个或以上的焊接部位。
Description
技术领域
本发明涉及海底光缆用的异型钢丝。
背景技术
以光导纤维作为传输通路的海底光缆的结构，目前已经提出的方案例如有图1或图2所示的结构。
下面对这些结构进行说明。
1是将多根光缆芯线1a捻合而成的光纤集合体，或者是用紫外线固化合成树脂(紫外线固化聚氨酯)或热塑性合成树脂加强该集合体的光纤，在其中心部位贯通嵌入抗张力体1b。2是用于保护上述光纤单元1免受水压损伤的耐压层。3是为了应对加在光缆上的拉力而主要由钢丝(琴钢丝)捻合而成的抗张力层。
该抗张力体层3是1层或多层结构，其作用是使光缆具有足够的抗拉强度，能承受铺设或回收光缆时由于光缆自重而产生的张力负荷，而且可以保护光缆免受外伤。
4是将上述抗张力体层3集结成束、气密密封并形成向中继器供电的供电电路的金属层。通常，是将由铜或铝等构成的金属带纵向送进、焊接、缩径而形成管状体。
另外，5和6是为了与海水绝缘的目的而用低密度和高密度的聚乙烯等形成的绝缘层(护套)。
在这些光缆中，图1中所示的光缆其耐压层2使用的是将3个大致扇形的异型钢丝组合而成的耐压层。另外，在图2中，抗张力体层3的构成是通过缠卷成2层的抗张力钢丝的竞争而形成耐压壳体。
海底光缆中抗张力作用的主要承担者是耐压层2和抗张力体层3。抗张力体层3所使用的钢丝(琴钢丝)的抗拉强度达2200MPa级。另一方面，在耐压层2所使用的大致呈扇形的异型钢丝中，例如，作为使用焊接性能和冷加工性能良好的长尺寸高强度钢丝用的线材制作的高强度海底光缆用异型钢丝，在特公平7-65142中揭示了由Ceq＝C+(Mn+Cr)/5≥0.57所规定的钢丝制成的抗拉强度为1226MPa或以上的大致扇形的异型钢丝。但是，目前的情况是这种钢丝能达到的抗拉强度的最大值是1520MPa级，低于琴钢丝的抗拉强度。
近年来，在海底光缆系统中要求增大通信容量。为了应对通信容量增大的需求，除了提高光纤的性能，还要求增加海底光缆中容纳的光纤数。
随着容纳的光纤数的增加，光纤单元的外径增大，耐压层2的内径也随之增大，这样为了不增大光缆的外径，不得不减小耐压层2的厚度，因而导致光缆的抗拉强度降低。问题是抗拉强度是用来应付光缆铺设或回收时由于光缆自重而产生的张力负荷的，如果抗拉强度降低，为了使张力负荷不超过光缆的抗拉强度，就必须减小光缆适用的水深度。
另一方面，如果不改变耐压层2的厚度，耐压层2的外径势必增大。问题是在这种情况下，随着耐压层2的外径增大，为了使张力负荷不超过光缆的抗拉强度，也必须减小光缆适用的水深度。
另外，与通信容量增大和光纤数增多相对应，中继器所要求的处理能力和放大器的数量增大，供给中继器的电量也要增大。中继器是由设置在陆地上的终端局以金属层4作为供电线路供给电力。随着供电电量的增大，在终端局施加的电压也变成高压，因而要求降低作为供电电路的金属层4的导电电阻。为降低金属层4的导电电阻，势必要增大金属层4的横截面积，这将导致金属层4的厚度增大，因而光缆的重量增加。
随着光缆重量的增加或抗拉强度的降低，光缆适用的水深度减小，为了解决这一问题，必须提高光缆的抗张力部件的强度。
发明内容
本发明使用焊接性能和冷加工性能优异的长尺寸的高强度钢丝用的线材，提供了海底光缆的耐压层2所使用的强度高且抗拉强度在1800MPa或以上的海底光缆用异型钢丝。
本发明是为了解决上述问题而完成的，本发明的要点如下：
(1)一种海底光缆增强用异型钢丝，其特征在于：以质量％计含有C：大于0.65％且不超过1.1％，Si：0.15～1.5％，Mn：0.20～1.5％，还含有Cr：1.2％或以下且(Mn+Cr)：0.2～1.5％，以及Mo：0.01～0.1％、V：0.01～0.1％、Al：0.002～0.1％、Ti：0.002～0.1％、Nb：0.001～0.3％、B：0.0005～0.1％中的1种、2种或以上且(Mo+V+Al+Ti+Nb+B)的含量合计为0.0005～0.5％，余量为Fe和不可避免的杂质，此外，Ceq＝C+1/4Si+1/5Mn+4/13Cr满足0.80％≤Ceq≤1.80％，显微组织是铁素体一珠光体组织或珠光体组织，并且横过L断面中心轴线上的剪切带(相对于轧制方向具有斜度的剪切带)的数目以每单位长度中心轴线计算是20根/mm或以下，而且中心轴与剪切带所成的角度在10～90°的范围内，抗拉强度为1800MPa或以上，横截面为大致扇形，若干个这样的大致扇形合在一直构成容纳光纤的圆形中空断面，其表面上具有由深度0.2～5μm的凹凸构成的梨皮状表面，在长度方向上至少具有一个或以上的焊接部位。
(2)一种海底光缆增强用异型钢丝，其特征在于：以质量％计含有C：大于0.65％且不超过1.1％，Si：0.5～1.5％，Mn：0.20～1.5％，还含有Cr：1.2％或以下且(Mn+Cr)：0.2～1.5％，以及Mo：0.01～0.1％、V：0.01～0.1％、Al：0.002～0.1％、Ti：0.002～0.1％、Nb：0.001～0.3％、B：0.0005～0.1％中的1种、2种或以上且(Mo+V+Al+Ti+Nb+B)的含量合计为0.0005～0.5％，余量为Fe和不可避免的杂质，此外，Ceq＝C+1/4Si+1/5Mn+4/13Cr满足0.80％≤Ceq≤1.80％，显微组织是铁素体—珠光体组织或珠光体组织，并且Si发生偏析，使得在珠光体组织中从渗碳体和铁素体的界面向铁素体相一侧的30nm范围内，满足渗碳体/铁素体界面的Si最大偏析度(从渗碳体和铁素体的界面向铁素体相一侧的30nm范围内的最大Si浓度÷总体的Si含量)≥1.1，横过L断面中心轴线上的剪切带(相对于轧制方向具有斜度的剪切带)的数目以每单位长度中心轴线计算是20根/mm或以下，而且中心轴与剪切带所成的角度在10～90°的范围内，抗拉强度为1800MPa或以上，横截面为大致扇形，若干个这样的大致扇形合在一起构成容纳光纤的圆形中空断面，其表面上具有由深度0.2～5μm的凹凸构成的梨皮状表面，在长度方向上至少具有一个或以上的焊接部位。
附图说明
图1(a)是使用大致扇形的异型钢丝形成耐压层的海底光缆的立体图。
图1(b)是该海底光缆的横截面图。
图2是单独使用琴钢丝形成耐压层的海底光缆的横截面图。
图3表示TS＝2100MPa级的大致扇形的异型钢丝的Si含量和Si在铁素体中的存在状况对于大致扇形的异型钢丝的加工性能的影响。
图4表示采用AP-FIM测定0.82％C～1.02％Si～0.52％Mn～0.0042％Al成分系的大致扇形的异型钢丝的珠光体组织中的Si分布状况的例子。
图5(a)和图5(b)是表示大致扇形的异型钢丝的L断面组织的照片。
图6(a)和图6(b)是表示大致扇形的异型钢丝在加工过程中断线事例的照片。
图7表示大致扇形的异型钢丝的横过L断面中心轴线上的剪切带数量和剪切带的角度对于大致扇形的异型钢丝的断线的影响。
具体实施方式
下面详细地说明本发明。
如上所述，要想提高光缆的抗张力部件的强度，必须使大致扇形的异型钢丝的抗拉强度达到1800MPa或以上。
大致扇形的异型钢丝的抗拉强度是由原料线材的抗拉强度和冷加工量决定的，在制造大致扇形的异型钢丝时，最大的问题是加工过程中发生的断线，本发明的要点就是谋求无断线和高强度化。本发明人的研究表明：例如为了制造图1中所示的海底光缆增强用的大致扇形的异型钢丝2，使其达到高的强度并且在加工过程中不发生断线，控制相对于轧制方向具有斜度的剪切带是至关重要的。为此，例如在大致扇形的异型钢丝的抗拉强度为1800MPa的情况下将总断面缩小率抑制在85％或以下，抗拉强度为2000MPa的情况下将总断面缩小率抑制在80％或以下是有效的。为了满足这些条件，大致扇形的异型钢丝的抗拉强度在1800MPa的情况下，轧制线材的抗拉强度必须在1100MPa或以上，大致扇形的异型钢丝的抗拉强度在2000MPa的情况下，轧制线材的抗拉强度必须在1200MPa或以上。
另外，本发明人还发现，大致扇形的异型钢丝在制造过程中断线，是由于冷加工过程中发热引起渗碳体分解而固溶于钢材中的游离碳和固溶于钢材中的游离氮引起的应变时效而导致断线的发生。因此，为了抑制因加工发热引起的渗碳体的分解，本发明人对有效的添加合金元素及其最佳添加量进行了研究，结果发现调整铁素体中的渗碳体/铁素体界面存在的Si量是有效的，同时，通过辅助添加Cr、Mo、V、Ti、Nb的碳化物形成合金元素，可以进一步抑制冷加工过程中渗碳体的分解。
此外，本发明人还发现，在减少钢材中的氮的同时，利用Mo、Al、Ti、Nb、V、B的氮化物将不可避免地固溶的氮固定下来，可以有效地抑制因氮而引起的应变时效。
再者，在上述钢材是将原料线材焊接后经过冷加工制成大致扇形的异型钢丝的场合，包括焊接部位在内要求具有良好的强度和韧性。为了达到高强度化的目的而添加的C、Si、Mn、和Cr，往往形成导致添加量增加的母材及焊接部位的冷加工性能恶化的组织，因此，应当将这些合金元素限定在使高强度化和冷加工性能达到平衡的最适宜的范围内。
如上所述，在本发明中，为了全面满足高强度以及良好的焊接性能和冷加工性能的要求，对合金元素的范围进行了限定。下面说明成分范围的限定依据。
C：
从焊接性能的角度考虑，C含量低一些为好，但如果在0.65％或以下，不能确保抗拉强度达到1100MPa或以上，反之，其含量超过1.1％时，在连续铸造过程中偏析增大，轧制线材内产生微马氏体(ミクロマルテンサイト)、先共析渗碳体，使得冷加工性能明显恶化，因而将C的含量规定为大于0.65％且不超过1.1％。
Si：
Si具有通过固溶强化作用而强化线材的效果。其含量低于0.15％时，不能获得这种效果，反之，高于1.5％时，导致韧性恶化，因此将其含量规定为0.15～1.5％。
特别是要想减小异型加工过程中的断线率时，如前面所述，为了抑制冷加工过程中由于C而引起的应变时效，必须抑制冷加工过程中渗碳体的分解和C在铁素体中的固溶，为此，必须控制Si的存在，使Si的含量在0.5～1.5％并且在珠光体组织中从渗碳体与铁素体的界面向铁素体相一侧的30nm范围内，满足渗碳体/铁素体界面的Si最大偏析度(从渗碳体与铁素体的界面向铁素体相一侧的30nm范围内的最大Si浓度÷总体的Si含量)≥1.1。图3中表示抗拉强度2100MPa的大致扇形的异型钢丝的Si含量和Si在铁素体中的存在状况对于大致扇形的异型钢丝的加工性能的影响。这些参数在本发明的范围内时，加工过程中没有发生断线。另外，渗碳体/铁素体界面的Si偏析度的分布情况，例如如图4所示，可以采用AP-FIM等进行测定、求出。特别是抗拉强度在2000MPa或以上的场合，希望将Si含量限定在上述范围内。
为了使Si在渗碳体/铁素体界面有效地偏析，例如可以在不析出导致拉丝加工性能恶化的粗珠光体的限度内提高珠光体相变温度，延长到珠光体相变结束的时间，尽可能增加渗碳体析出时被排出到铁素体相一侧的Si量。为此，将线材轧制后的风冷冷却速度控制在1～10℃/秒或以下是有效的。
Mn：
Mn对于焊接性能的影响不大，可以提高强度并以硫化物的形式将S固定，是抑制线材轧制过程中的热脆性的元素，应当在可能的范围内添加。其含量不足0.2％时，不能以硫化物的形式而将S固定，而且不能确保线材的抗拉强度在1100MPa或以上，反之，其含量超过1.5％时，线材的淬透性过高，有时产生微马氏体，导致加工性能明显恶化，因而将Mn含量规定为0.2～1.5％。
Cr：
Cr是具有与Mn作用完全相同的元素，可以添加Cr来代替一部分Mn。Cr还能细化珠光体，提高线材的强度，此外，如上所述，Cr能形成碳化物，是促进渗碳体稳定性的元素。如果Cr含量超过1.2％且Mn与Cr的含量合计超过1.5％，将会形成微马氏体，因而规定Cr：1.2％或以下且(Cr+Mn)：0.2～1.5％。
Mo、Al、V、Ti、Nb和B：
这些元素都能调整γ相的晶粒度，而且如前面所述，可以形成碳化物、氮化物，是促进渗碳体稳定性和固定固溶氮的元素。当含有Mo：不足0.01％、Al：不足0.002％、V：不足0.01％、Ti：不足0.002％、Nb：不足0.001％、B：不足0.0005％中的1种、2种或以上且(Mo+V+Al+Ti+Nb+B)的含量合计低于0.0005％时，得不到上述效果。当含有Mo：高于0.1％、Al：高于0.1％、V：高于0.1％、Ti：高于0.1％、Nb：高于0.3％、B：高于0.1％中的1种、2种或以上且含量合计高于0.5％时，上述效果达到饱和，而且韧性恶化，因而规定Mo：0.01～0.1％、V：0.01～0.1％、Al：0.002～0.1％、Ti：0.002～0.1％、Nb：0.001～0.3％、B：0.0005～0.1％中的1种、2种或以上且含量合计为0.0005～0.5％。
从P和S都使韧性恶化的角度来考虑优选它们各自的含量在0.03％或以下。另外，从抑制时效的角度考虑，优选将N的含量抑制在0.01％或以下。
原料线材的强度可以根据Ceq(Ceq＝C+1/4Si+1/5Mn+4/13Cr)和线材从奥氏体区域冷却的速度来确定。Ceq越高，冷却速度越大，则线材的强度越大。根据本发明人的研究，如果Ceq不足0.80％，就不能得到具有1100MPa或以上强度的线材，因而，在大致扇形的异型钢丝的抗拉强度为1800MPa的情况下，规定Ceq在0.80％或以上。这是因为，Ceq低于这一数值时，为了确保线材的强度，必须将线材的冷却速度提高到极高的速度，从而不可避免地析出对于冷加工性能有害的贝氏体或马氏体。
另外，Ceq超过1.80％时，线材的淬透性升高，即使调整线材的冷却速度，有时仍会析出对于冷加工性能有害的贝氏体或马氏体，致使加工性能显著恶化，因而规定其上限为1.80％。
在利用拉丝模拉拔加工圆钢丝的场合，与轴向方向一致的纤维织构发达，但在制造大致扇形的异型钢丝时，一般地说，由于使用具有大致扇形的孔型的轧辊进行冷轧，如图5所示，形成了与轴向平行的组织以及相对于轧制方向具有斜度的剪切带10。剪切带10的珠光体片层间距，与轧制方向一致的珠光体的片层间距相比要细小得多，呈现出加工应变局部集中。因此，剪切带10的延性比周围低，在最坏的情况下，如图6所示，在加工过程中以剪切带10为起点发生断线13，另外它还是导致大致扇形的异型钢丝本身延性降低的原因，因此必须尽量减少它的存在，同时在不能完全避免其存在的情况下，重要的是使剪切带10与中心轴11形成的角度12不致于变成极低的角度。低的角度意味着辊轧过程中大致扇形的外径一侧与内径一侧的变形情况差异很大，应变进一步在剪切带集中，致使延性降低。如图7所示，通过规定横过大致扇形的异型钢丝的L断面中心轴线上11的剪切带数量以每单位长度中心轴线12计算是20根/mm或以下并且中心轴11与剪切带所成的角度12在10～90°的范围内，就可以抑制加工过程中的断线。另外，取决于冷轧的孔型条件，剪切带的斜度有二种情况，即在轧制方向上倾斜和向其相反方向倾斜，但剪切带与中心轴形成的角度与轧制方向没有关系，规定较小一方的角度在10～90°的范围内。
作为抑制该剪切带10产生的方法，例如如前面所述，可以通过随着大致扇形的异型钢丝的强度升高而减小总的断面缩小率来实现。但是，对于以往使用的线径5.0mm的线材来说，减小冷加工时的断面缩小率是有限度的。对于线径5.0mm或以下例如4.5mm、4.0mm、3.0mm等线材进行冷加工，制造大致扇形的异型钢丝，可以降低断面缩小率。另外，将线径规定为5.0mm或以下，线材轧制过程中的加工量增大，结果γ相的粒径变得细小，可以使其细化达到γ相晶粒度等级达到8级或以上，发挥比单纯减小总的断面缩小率更大的延性改善效果。此外，如上所述，调整Si添加量和抑制拉丝加工过程中的应变时效也是有效的。
再者，为抑制产生剪切带10并且控制角度12，调整上、下轧辊的孔型形状使大致扇形的外径一侧与内径一侧的相对速度不要差别太大也是有效的。
另外，图6所示的断线的例子，虽然剪切带的角度满足本发明的范围要求，但剪切带的根数是每单位长度24.3根/mm，超出了本发明的范围，因而发生断线。
如上所述，为了制造总长度约50～100km的海底光缆，使用具有良好的焊接性并且在包含焊接部位在内的总长度上具有良好的加工性能的单重2吨的线材，将其加工成大致扇形的异型钢丝时，作为确保1800MPa级或以上强度的成分体系，若设Ceq＝C+1/4Si+1/5Mn+4/13Cr，则将其调整为0.80％≤Ceq≤1.80％是有效的。
另外，在焊接时，由于焊接部位及其附近区域被加热到A1点或以上后急速冷却，焊接后不做处理便形成硬质的马氏体组织，冷加工性能显著恶化，因而焊接之后必须进行热处理，将焊接部位再次加热至奥氏体区，然后冷却。
例如，作为强化加压电阻对焊的焊接条件，设线材的线径为D(单位：mm)，在A1点温度+50℃或以上的温度加热5×D(单位：秒)或以上，然后进行强化加压电阻对焊。将该焊接部位在A1点温度+50℃或以上、+300℃或以上的温度范围内再加热5×D(单位：秒)或以上时间，然后以3～20℃/秒的条件冷却。或者在退火时的再加热之后，优选以3～20℃/秒的冷却速度冷却至TTT曲线的鼻子温度至TTT曲线的鼻子温度+50℃的范围，此后在TTT曲线的鼻子温度至TTT曲线的鼻子温度+50℃的范围保持5秒至5分，随后以3℃/秒或以上的冷却速度冷却。
线材焊接时的问题在于在焊接之后的退火工序中确保达到上述目标的组织。一般地说，对焊之后将焊接部位再次加热至γ相区，然后控制冷却速度进行冷却而实施退火。此时，若Ceq不到0.8％，虽然可以得到具有良好焊接性能和加工性能的组织，但不能得到焊接部位具有1100MPa或以上强度的线材，制成的大致扇形的异型钢丝的抗拉强度不能确保1800MPa或以上，因而将Ceq限定在0.80％或以上。这是因为，Ceq低于这一数值时，为了确保线材的强度，必须将退火时的冷却速度提高到极高的速度，因而不可避免地析出对于冷加工性能有害的贝氏体或马氏体。
另外，Ceq超过1.80％时，线材的淬透性提高，即使调整退火时的冷却速度，有时仍会析出对于冷加工性能有害的贝氏体或马氏体，致使焊接部位的加工性能显著恶化，因而规定其上限为1.80％。
将轧制线材焊接成长尺寸的线材的其它方法，没有特别的限制，可以采用强加工电阻对焊方式、TIG方式、激光方式等。
但是，即使焊接后进行热处理，仍然不可避免地产生热影响区，由于热影响的作用，片状渗碳体分解，变成球状，在线材阶段，与母材相比，热影响区的强度比较低，而且冷加工过程中的加工硬化量也低，因而异型钢丝的母材部分与热影响区的强度差增大至高于线材阶段的母材部分与热影响区的强度差。随着大致扇形的异型钢丝的强度升高，这种趋势更加明显。
作为解决这些问题的方法，例如，有效的方法是在线材轧制之前将钢坯在加热炉中加热，加热后立即在奥氏体温度区中进行焊接，然后进行线材轧制。通过在热态下焊接钢坯，先前的热影响区问题不复存在。由具有均一组织和机械性能的超过2吨的大单重线材卷制造大致扇形的异型钢丝，可以大幅度地减小异型钢丝的机械性能的偏差波动。
在热态下焊接钢坯的方法没有特别的限制，可以采用闪光对焊方式、强加工电阻对焊方式、TIG方式、激光方式等。考虑到焊接时钢坯的温度降低，钢坯必须加热至1000℃或以上后进行焊接。
如上面的图1所示，海底光缆为了防止渗水，在光纤单元1与耐压层2之间或耐压层2与金属层4之间的空隙部分中填充混合物。在这里，例如如图1所示那样，对大致扇形的异型钢丝2的内周面9进行梨皮面加工，增大与混合物之间的磨擦系数，从而提高防止渗水性能。
另外，如果将大致扇形的异型钢丝2的侧面8也加工成梨皮状，则把大致扇形的异型钢丝组合构成耐压层时，可以增加耐压层的结构稳定性。
该梨皮状表面是深度0.2～5μm的凹凸，可以通过将大致扇形的异型钢丝制造过程中采集工序使用的轧辊表面加工成梨皮状或者对异型钢丝的表面进行喷丸加工来形成。
至于大致扇形的异型钢丝的根数，图1中所示的是将圆形分割成3份的大致扇形的形状，但并不限于3份，可以根据用途和使用条件来确定是多根的分割扇形。从工业生产的角度考虑，优选为2～10根的扇形。
实施例1
具有上述特征的海底光缆增强用的异型钢丝，例如可以按以下所述制造。将含有0.82％C～1.0％Si～0.50％Mn～0.0045％Al(Ceq＝1.23％)的单重2吨的钢坯加热至1050℃，然后在热态下将2个钢坯闪光对焊在一起，焊接后轧制成4.0mm的线径，经过约7℃/秒的风冷，制成抗拉强度调整到1300MPa的单重4吨的线材卷。然后，除去氧化皮，再进行磷酸锌覆膜处理，利用拉丝模拉丝至3.0mm，用轧辊冷轧至1.8mm厚的横截面为矩形的线材。随后，为了形成大致扇形，使用具有大致扇形孔型的轧辊进行冷轧，可以得到图2的海底光缆中所示的外径b：5.2mm、内径a：2.55mm、厚度t：1.325mm、抗拉强度1820MPa的梨皮状深度平均1μm、长度60km的大致扇形的异型钢丝2。该大致扇形的异型钢丝的L断面的显微组织中不存在剪切带。
表1～表6(表2～表6是表1的续表)中示出线材的组成、Ceq、TS、将线材加工成异型钢丝时的加工性能、异型钢丝的强度、形成保护层的异型钢丝的数目等。
表1
| 试验No. | 化学成分(％) | |||||||||||||
| C | Si | Mn | Cr | Mn+Cr | Ceq | Al | Ti | Mo | V | Nb | B | V+Al+Ti+Mo+Nb+B | ||
| 本发明例 | 1 | 0.67 | 0.22 | 0.80 | 0.80 | 0.89 | 0.042 | 0.042 | ||||||
| 2 | 0.72 | 0.20 | 0.75 | 0.75 | 0.92 | 0.044 | 0.044 | |||||||
| 3 | 0.82 | 0.21 | 0.77 | 0.77 | 1.03 | 0.035 | 0.035 | |||||||
| 4 | 0.93 | 0.19 | 0.72 | 0.72 | 1.12 | 0.038 | 0.038 | |||||||
| 5 | 1.04 | 0.22 | 0.75 | 0.75 | 1.25 | 0.040 | 0.040 | |||||||
| 6 | 0.82 | 0.22 | 0.50 | 0.24 | 0.74 | 1.05 | 0.039 | 0.039 | ||||||
| 7 | 0.82 | 0.19 | 0.22 | 0.72 | 0.94 | 1.13 | 0.025 | 0.025 | ||||||
| 8 | 0.81 | 0.19 | 0.75 | 0.75 | 1.01 | 0.015 | 0.015 | |||||||
| 9 | 0.79 | 0.22 | 0.75 | 0.75 | 1.00 | 0.022 | 0.020 | 0.042 | ||||||
| 10 | 0.82 | 0.24 | 0.73 | 0.73 | 1.03 | 0.035 | 0.043 | 0.078 | ||||||
| 11 | 0.83 | 0.24 | 0.65 | 0.65 | 1.02 | 0.032 | 0.055 | 0.087 | ||||||
| 12 | 0.80 | 0.23 | 0.63 | 0.63 | 0.98 | 0.031 | 0.052 | 0.083 | ||||||
| 13 | 0.82 | 0.21 | 0.62 | 0.62 | 1.00 | 0.033 | 0.043 | 0.076 | ||||||
| 14 | 0.83 | 0.19 | 0.64 | 0.64 | 1.01 | 0.025 | 0.015 | 0.045 | 0.055 | 0.140 | ||||
| 15 | 0.80 | 0.22 | 0.65 | 0.65 | 0.99 | 0.035 | 0.065 | 0.035 | 0.135 | |||||
| 16 | 0.79 | 0.23 | 0.68 | 0.68 | 0.98 | 0.033 | 0.042 | 0.042 | 0.117 | |||||
| 17 | 0.83 | 0.25 | 0.62 | 0.62 | 1.02 | 0.022 | 0.015 | 0.035 | 0.052 | 0.045 | 0.004 | 0.173 | ||
| 18 | 0.92 | 0.21 | 0.77 | 0.77 | 1.13 | 0.035 | 0.035 | |||||||
| 19 | 0.92 | 0.21 | 0.77 | 0.77 | 1.13 | 0.035 | 0.035 | |||||||
| 20 | 0.92 | 0.21 | 0.77 | 0.77 | 1.13 | 0.035 | 0.035 | |||||||
| 21 | 0.92 | 0.21 | 0.77 | 0.77 | 1.13 | 0.035 | 0.035 | |||||||
| 22 | 0.92 | 0.21 | 0.77 | 0.77 | 1.13 | 0.035 | 0.035 | |||||||
| 23 | 0.92 | 0.21 | 0.77 | 0.77 | 1.13 | 0.035 | 0.035 | |||||||
| 24 | 0.92 | 0.21 | 0.77 | 0.77 | 1.13 | 0.035 | 0.035 | |||||||
| 25 | 0.92 | 0.21 | 0.77 | 0.77 | 1.13 | 0.035 | 0.035 | |||||||
| 26 | 0.92 | 0.65 | 0.53 | 0.53 | 1.19 | 0.045 | 0.045 | |||||||
| 27 | 0.92 | 1.20 | 0.52 | 0.52 | 1.32 | 0.043 | 0.043 | |||||||
| 28 | 0.92 | 1.45 | 0.53 | 0.53 | 1.39 | 0.041 | 0.041 | |||||||
| 29 | 0.92 | 1.00 | 0.32 | 0.21 | 0.53 | 1.30 | 0.039 | 0.039 | ||||||
| 30 | 0.92 | 1.00 | 0.32 | 0.21 | 0.53 | 1.30 | 0.039 | 0.039 | ||||||
| 31 | 0.92 | 1.00 | 0.32 | 0.21 | 0.53 | 1.30 | 0.039 | 0.039 | ||||||
| 32 | 0.92 | 1.00 | 0.32 | 0.21 | 0.53 | 1.30 | 0.039 | 0.039 | ||||||
表2
| 试验No. | 线材的性能 | ||||||
| 线径(mm) | 线材的TS(MPa) | 线材的组织 | 焊接方法 | 焊接部位的TS(MPa) | 焊接部位的组织 | ||
| 本发明例 | 1 | 6.30 | 1131 | α+P | 强加压电阻对焊 | 1118 | α+P |
| 2 | 6.00 | 1176 | P | 强加压电阻对焊 | 1162 | P | |
| 3 | 5.00 | 1298 | P | 激光 | 1279 | P | |
| 4 | 4.50 | 1410 | P | 激光 | 1388 | P | |
| 5 | 4.00 | 1552 | P | 闪光对焊 | 1524 | P | |
| 6 | 5.00 | 1325 | P | 闪光对焊 | 1306 | P | |
| 7 | 5.00 | 1399 | P | TIG | 1379 | P | |
| 8 | 5.50 | 1247 | P | TIG | 1231 | P | |
| 9 | 5.50 | 1262 | P | 强加压电阻对焊 | 1246 | P | |
| 10 | 5.00 | 1342 | P | 强加压电阻对焊 | 1323 | P | |
| 11 | 5.00 | 1345 | P | 激光 | 1326 | P | |
| 12 | 5.00 | 1303 | P | 激光 | 1284 | P | |
| 13 | 5.00 | 1309 | P | 闪光对焊 | 1290 | P | |
| 14 | 5.00 | 1386 | P | 闪光对焊 | 1366 | P | |
| 15 | 5.00 | 1359 | P | TIG | 1340 | P | |
| 16 | 5.00 | 1339 | P | TIG | 1319 | P | |
| 17 | 5.00 | 1432 | P | 强加压电阻对焊 | 1411 | P | |
| 18 | 4.50 | 1412 | P | 强加压电阻对焊 | 1390 | P | |
| 19 | 4.50 | 1412 | P | 激光 | 1390 | P | |
| 20 | 4.50 | 1412 | P | 激光 | 1390 | P | |
| 21 | 4.50 | 1412 | P | 闪光对焊 | 1390 | P | |
| 22 | 4.50 | 1412 | P | 闪光对焊 | 1390 | P | |
| 23 | 4.50 | 1412 | P | TIG | 1390 | P | |
| 24 | 4.50 | 1412 | P | TIG | 1390 | P | |
| 25 | 4.50 | 1412 | P | BT热态焊接 | 1412 | P | |
| 26 | 5.50 | 1422 | P | 强加压电阻对焊 | 1404 | P | |
| 27 | 5.50 | 1435 | P | 强加压电阻对焊 | 1416 | P | |
| 28 | 5.50 | 1457 | P | 激光 | 1438 | P | |
| 29 | 5.50 | 1417 | P | 激光 | 1399 | P | |
| 30 | 4.00 | 1418 | P | 闪光对焊 | 1393 | P | |
| 31 | 3.50 | 1419 | P | 闪光对焊 | 1390 | P | |
| 32 | 3.00 | 1420 | P | TIG | 1386 | P | |
*组织简写符号：α：铁素体，P：珠光体，初析Θ：先共析渗碳体，B：贝氏体，M：马氏体
表3
| 试验No. | 异型钢丝的性能 | ||||||||||
| 外径(mm) | 内径(mm) | 断面缩小率(％) | TS(MPa) | EL(％) | 形成保护层的异型钢丝数 | α/θ界面的Si偏析度 | 剪切带的数目 | 剪切带的角度 | 加工性能 | ||
| 本发明例 | 1 | 5.20 | 2.55 | 82.6 | 1830 | 3.2 | 3 | - | 13 | 42 | 良好 |
| 2 | 5.20 | 2.55 | 80.8 | 1836 | 3.3 | 3 | - | 11 | 43 | 良好 | |
| 3 | 5.20 | 2.55 | 72.3 | 1812 | 3.1 | 3 | - | 7 | 48 | 良好 | |
| 4 | 5.20 | 2.55 | 65.8 | 1840 | 3.2 | 3 | - | 0 | 45 | 良好 | |
| 5 | 5.20 | 2.55 | 56.8 | 1887 | 3.0 | 3 | - | 0 | 43 | 良好 | |
| 6 | 5.20 | 2.55 | 72.3 | 1839 | 2.9 | 3 | - | 7 | 42 | 良好 | |
| 7 | 5.20 | 2.55 | 72.3 | 1913 | 2.9 | 3 | - | 8 | 42 | 良好 | |
| 8 | 5.20 | 2.55 | 77.1 | 1837 | 3.2 | 3 | - | 7 | 45 | 良好 | |
| 9 | 5.20 | 2.55 | 77.1 | 1852 | 3.2 | 3 | - | 8 | 39 | 良好 | |
| 10 | 5.20 | 2.55 | 72.3 | 1856 | 3.3 | 3 | - | 8 | 38 | 良好 | |
| 11 | 5.20 | 2.55 | 72.3 | 1859 | 3.1 | 3 | - | 7 | 43 | 良好 | |
| 12 | 5.20 | 2.55 | 72.3 | 1817 | 3.2 | 3 | - | 8 | 42 | 良好 | |
| 13 | 5.20 | 2.55 | 72.3 | 1823 | 3.0 | 3 | - | 8 | 41 | 良好 | |
| 14 | 5.20 | 2.55 | 72.3 | 1900 | 3.1 | 3 | - | 7 | 45 | 良好 | |
| 15 | 5.20 | 2.55 | 72.3 | 1873 | 3.2 | 3 | - | 8 | 46 | 良好 | |
| 16 | 5.20 | 2.55 | 72.3 | 1852 | 3.0 | 3 | - | 6 | 48 | 良好 | |
| 17 | 5.20 | 2.55 | 72.3 | 1946 | 2.9 | 3 | - | 8 | 43 | 良好 | |
| 18 | 5.20 | 2.55 | 65.8 | 1842 | 3.1 | 3 | - | 8 | 17 | 良好 | |
| 19 | 5.20 | 2.55 | 65.8 | 1842 | 3.1 | 3 | - | 8 | 28 | 良好 | |
| 20 | 5.20 | 2.55 | 65.8 | 1842 | 3.1 | 3 | - | 8 | 58 | 良好 | |
| 21 | 5.20 | 2.55 | 65.8 | 1842 | 3.1 | 3 | - | 8 | 65 | 良好 | |
| 22 | 5.20 | 2.55 | 65.8 | 1842 | 3.1 | 3 | - | 8 | 72 | 良好 | |
| 23 | 5.20 | 2.55 | 65.8 | 1842 | 3.1 | 3 | - | 3 | 42 | 良好 | |
| 24 | 5.20 | 2.55 | 65.8 | 1842 | 3.1 | 3 | - | 17 | 43 | 良好 | |
| 25 | 5.20 | 2.55 | 65.8 | 1842 | 3.1 | 3 | - | 16 | 47 | 良好 | |
| 26 | 5.20 | 2.55 | 77.1 | 2012 | 2.8 | 3 | 1.22 | 12 | 35 | 良好 | |
| 27 | 5.20 | 2.55 | 77.1 | 2025 | 2.9 | 3 | 1.34 | 4 | 39 | 良好 | |
| 28 | 5.20 | 2.55 | 77.1 | 2047 | 3.1 | 3 | 1.56 | 3 | 32 | 良好 | |
| 29 | 5.20 | 2.55 | 77.1 | 2007 | 3.0 | 3 | 1.43 | 6 | 36 | 良好 | |
| 30 | 5.20 | 2.55 | 78.6 | 2035 | 3.0 | 6 | 1.52 | 6 | 31 | 良好 | |
| 31 | 5.20 | 2.55 | 79.1 | 2045 | 3.0 | 8 | 1.77 | 7 | 29 | 良好 | |
| 32 | 5.20 | 2.55 | 77.3 | 2013 | 3.0 | 10 | 1.83 | 5 | 26 | 良好 | |
表4
| 试验No. | 化学成分(％) | |||||||||||||
| C | Si | Mn | Cr | Mn+Cr | Ceq | Al | Ti | Mo | V | Nb | B | V+Al+Ti+Mo+Nb+B | ||
| 比较例 | 33 | 0.60 | 0.25 | 0.54 | 0.54 | 0.77 | 0.036 | 0.036 | ||||||
| 34 | 1.12 | 0.25 | 0.88 | 0.88 | 1.36 | 0.042 | 0.042 | |||||||
| 35 | 0.82 | 1.64 | 0.55 | 0.55 | 1.34 | 0.041 | 0.041 | |||||||
| 36 | 0.82 | 0.25 | 1.00 | 0.67 | 1.67 | 1.29 | 0.042 | 0.042 | ||||||
| 37 | 0.82 | 1.03 | 0.53 | 0.53 | 1.18 | 0.042 | 0.025 | 0.230 | 0.160 | 0.230 | 0.007 | 0.694 | ||
| 38 | 0.82 | 0.25 | 0.95 | 0.95 | 1.07 | 0.042 | 0.042 | |||||||
| 39 | 0.82 | 0.22 | 0.92 | 0.92 | 1.06 | 0.041 | 0.041 | |||||||
| 40 | 0.82 | 0.24 | 0.91 | 0.91 | 1.06 | 0.043 | 0.043 | |||||||
| 41 | 0.82 | 1.01 | 0.47 | 0.47 | 1.17 | 0.040 | 0.040 | |||||||
表5
| 试验No. | 线材的性能 | ||||||
| 线径(mm) | 线材的TS(MPa) | 线材的组织 | 焊接方法 | 焊接部位的TS(MPa) | 焊接部位的组织 | ||
| 比较例 | 33 | 6.80 | 995 | α+P | TIG | 984 | α+P |
| 34 | 5.00 | 1478 | P+初析Θ | 强加压电阻对焊 | 1499 | P+初析Θ+M | |
| 35 | 5.00 | 1452 | P+B | 强加压电阻对焊 | 1473 | P+M | |
| 36 | 5.00 | 1473 | P+M | 激光 | 1494 | P+M | |
| 37 | 5.50 | 1428 | P | 激光 | 1447 | P+M | |
| 38 | 5.50 | 1343 | P | 闪光对焊 | 1326 | P | |
| 39 | 5.50 | 1328 | P | 闪光对焊 | 1311 | P | |
| 40 | 5.50 | 1333 | P | TIG | 1316 | P | |
| 41 | 5.50 | 1440 | P | TIG | 1421 | P | |
*组织简写符号：α：铁素体，P：珠光体，初析Θ：先共析渗碳体，B：贝氏体，M：马氏体
表6
| 试验No. | 异型钢丝的性能 | ||||||||||
| 外径(mm) | 内径(mm) | 断面缩小率(％) | TS(MPa) | EL(％) | 形成保护层的异型钢丝数 | α/θ界面的Si偏析度 | 剪切带的数目 | 剪切带的角度 | 加工性能 | ||
| 比较例 | 33 | 5.20 | 2.55 | 85.0 | 1755 | 3.2 | 3 | - | 5 | 43 | 良好 |
| 34 | 5.20 | 2.55 | 72.3 | 1992 | 1.2 | 3 | - | 25 | 43 | 发生断线 | |
| 35 | 5.20 | 2.55 | 72.3 | 1966 | 1.6 | 3 | - | 7 | 42 | 发生断线 | |
| 36 | 5.20 | 2.55 | 72.3 | 1987 | 1.5 | 3 | 1.83 | 9 | 42 | 发生断线 | |
| 37 | 5.20 | 2.55 | 77.1 | 2018 | 1.7 | 3 | 1.83 | 7 | 37 | 发生断线 | |
| 38 | 5.20 | 2.55 | 77.1 | 1934 | 1.2 | 3 | - | 29 | 39 | 发生断线 | |
| 39 | 5.20 | 2.55 | 77.1 | 1918 | 1.5 | 3 | - | 9 | 8 | 发生断线 | |
| 40 | 5.20 | 2.55 | 77.1 | 1924 | 2.1 | 3 | - | 31 | 6 | 发生断线 | |
| 41 | 5.20 | 2.55 | 77.1 | 2130 | 0.7 | 3 | 1.03 | 8 | 39 | 发生断线 | |
No.1～32是本发明例，其它是比较例。根据本发明，可以制造确保线材的加工性能良好、强度超过2000MPa级的大致扇形的异型钢丝。
如比较例No.33所示，Ceq低于本发明的范围时，为了抑制断线而想按照总断面缩小率85％或以下制造时，不能确保1800MPa或以上的大致扇形的异型钢丝的强度。
如比较例No.34所示，C含量高于本发明的范围时，包括焊接部位在内的加工性能显著恶化，不能稳定地制造大致扇形的异型钢丝。
如比较例No.35所示，Si含量高于本发明的范围时，包括焊接部位在内的加工性能显著恶化，不能稳定地制造大致扇形的异型钢丝。
如比较例No.36所示，(Mn+Cr)含量高于本发明的范围时，包括焊接部位在内的加工性能显著恶化，不能稳定地制造大致扇形的异型钢丝。
如比较例No.37所示，即使Ceq在本发明的范围内，如果Al、Ti、Mo、V、Nb和B的总含量高于本发明的范围，加工性能显著恶化，不能稳定地制造大致扇形的异型钢丝。
以上，如比较例No.33～37所示，只要钢的成分在本发明的范围之外，就不能稳定地制造高强度的大致扇形的异型钢丝。
如比较例No.38所示，大致扇形的异型钢丝内的剪切带角度大于本发明的范围时，如比较例No.39所示，上述剪切带角度小于本发明的范围时，如比较例No.40所示，大致扇形的异型钢丝内的剪切带数量和剪切带角度均在本发明的之外时，加工过程中频繁发生断线，不能稳定地制造大致扇形的异型钢丝。
如比较例No.38～40所示，即使钢的成分在本发明的范围内，作为显微组织，如果剪切带数量和角度在本发明的范围之外，也不能稳定地制造高强度的大致扇形的异型钢丝。
如比较例No.40所示渗碳体/铁素体界面的Si偏析度高于本发明的范围时，拉丝过程中发生时效，加工性能显著恶化，不能稳定地制造大致扇形的异型钢丝。
实施例2
将含有0.82％C～1.0％Si～0.50％Mn～0.0045％Al(Ceq＝1.23％)的单重2吨的钢坯加热至1050℃，然后轧制成4.0mm的线径，经过约7℃/秒的风冷制成抗拉强度调整到1300MPa的单重2吨的线材卷。然后，除去氧化皮，再进行磷酸锌覆膜处理，随后，将该线材加热900℃×1分钟，进行对焊，冷却。将其焊接部位再次加热至850℃×1分钟，以10℃/秒的冷却速度冷却后，利用拉丝模拉丝至3.0mm，用轧辊冷轧至1.8mm厚的横截面为矩形的线材。随后，为了形成大致扇形，使用具有大致扇形孔型的轧辊进行冷轧，制成外径b：5.2mm、内径a：2.55mm、厚度t：1.325mm、抗拉强度1820MPa的梨皮状深度平均1μm、长度60km的大致扇形的异型钢丝。
本发明的大致扇形的异型钢丝，通过焊接可以得到所希望的长尺寸，而且可以确保非常高的强度，能够解决光缆的重量增大或者抗拉强度降低所伴随的适用水深度变浅的问题。另外，在用于目前的结构的光缆时，可以适用于更深的水深度。
Claims (2)
1.一种海底光缆增强用异型钢丝，其特征在于：以质量％计含有C：大于0.65％且不超过1.1％，Si：0.15～1.5％，Mn：0.20～1.5％，还含有Cr：1.2％或以下且(Mn+Cr)：0.2～1.5％，以及Mo：0.01～0.1％、V：0.01～0.1％、Al：0.002～0.1％、Ti：0.002～0.1％、Nb：0.001～0.3％、B：0.0005～0.1％中的1种、2种或以上且(Mo+V+Al+Ti+Nb+B)的含量合计为0.0005～0.5％余量为Fe和不可避免的杂质，此外，Ceq＝C+1/4Si+1/5Mn+4/13Cr满足0.80％≤Ceq≤1.80％，显微组织是铁素体—珠光体组织或珠光体组织，并且横过L断面中心轴线上的剪切带(相对于轧制方向具有斜度的剪切带)的数目以每单位长度中心轴线计算是20根/mm或以下而且中心轴与剪切带所成的角度在10～90°的范围内，抗拉强度为1800MPa或以上，横截面为大致扇形，若干个这样的大致扇形合在一起构成容纳光纤的圆形中空断面，其表面上具有由深度0.2～5μm的凹凸构成的梨皮状表面，在长度方向上至少具有一个或以上的焊接部位。
2.一种海底光缆增强用异型钢丝，其特征在于：以质量％计含有C：大于0.65％且不超过1.1％，Si：0.5～1.5％，Mn：0.20～1.5％，还含有Cr：1.2％或以下且(Mn+Cr)：0.2～1.5％，以及Mo：0.01～0.1％、V：0.01～0.1％、Al：0.002～0.1％、Ti：0.002～0.1％、Nb：0.001～0.3％、B：0.0005～0.1％中的1种、2种或以上且(Mo+V+Al+Ti+Nb+B)的含量合计为0.0005～0.5％余量为Fe和不可避免的杂质，此外，Ceq＝C+1/4Si+1/5Mn+4/13Cr满足0.80％≤Ceq≤1.80％，显微组织是铁素体—珠光体组织或珠光体组织，并且Si发生偏析，使得在珠光体组织中从渗碳体和铁素体的界面向铁素体相一侧的30nm范围内，满足渗碳体/铁素体界面的Si最大偏析度(从渗碳体和铁素体的界面向铁素体相一侧的30nm范围内的最大Si浓度÷总体的Si含量)≥1.1，横过L断面中心轴线上的剪切带(相对于轧制方向具有斜度的剪切带)的数目以每单位长度中心轴线计算是20根/mm或以下，而且中心轴与剪切带所成的角度在10～90°的范围内，抗拉强度为1800MPa或以上，横截面为大致扇形，若干个这样的大致扇形合在一起构成容纳光纤的圆形中空断面，其表面上具有由深度0.2～5μm的凹凸构成的梨皮状表面，在长度方向上至少具有一个或以上的焊接部位。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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| JPS63199309A (ja) * | 1987-02-16 | 1988-08-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光フアイバ補強用鋼線材料 |
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| JP3169454B2 (ja) * | 1992-11-30 | 2001-05-28 | 新日本製鐵株式会社 | 高強度鋼線とその製造法 |
| JP3340813B2 (ja) | 1993-08-31 | 2002-11-05 | 東京瓦斯株式会社 | 中心線算出装置 |
| CN1045112C (zh) * | 1994-03-29 | 1999-09-15 | 中国科学院金属研究所 | 耐热录井钢丝 |
| JP3725576B2 (ja) * | 1995-04-26 | 2005-12-14 | 新日本製鐵株式会社 | 高強度亜鉛めっき鋼線の製造方法 |
| DE19616787C1 (de) * | 1996-04-26 | 1997-10-02 | Riwo Drahtwerk Gmbh | Profildraht zur Verwendung auf Karden |
| DE69839353T2 (de) * | 1997-08-28 | 2009-06-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Stahldraht und verfahren zu dessen herstellung |
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| JP2001305403A (ja) * | 2000-04-25 | 2001-10-31 | Occ Corp | 海底光ケーブル |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN109957724A (zh) * | 2017-12-22 | 2019-07-02 | 株式会社Posco | 冷镦用线材及其制造方法 |
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