钢帘线生产工艺优化及产品性能讨论项目计划书项目编号 项目名称 钢帘线生产工艺优化及产品性能讨论 开发周期 2025 年 5 月 31 日至 2025 年 9 月 30 日 南京工程学院 材料工程学院 2010 年 5 月 10 日一、 项目背景子午线轮胎钢帘线用钢丝是目前强度最高的金属材料之一，从追求钢铁材料极限强度的意义来讲，它是走在最前沿的金属材料。由于子午线轮胎钢帘线用钢丝可提高子午线轮胎的耐磨性和稳定性，降低生产成本和汽车耗油量，目前全世界每年消耗量已超过 100 万 t。子午线轮胎钢帘线一般由 2～39 根直径为0.15～0．38 mm 的镀黄铜钢丝绞合而成，而每根钢丝则是由 Φ5.5 mm 的盘条经拉拔、等温处理、干式拉拔、再等温处理、表面镀铜、最终再经湿式拉拔而成。安全、环保和节能是当今世界汽车工业进展的主流，汽车的燃油经济性、排放水平和安全性已成为衡量其技术水平的重要指标。汽车每减重 10％，油耗可降低 6～8％，其节能和环保效果十分明显，实现汽车的轻量化已越来越为各汽车厂家所重视。汽车材料的高强度化是保证其安全性和实现其轻量化的主要手段，伴随着汽车轻量化的进程，以及节能减排、提高资源利用率及低碳经济和可持续进展的要求，市场对更轻质量轮胎的需求推动着钢帘线用钢丝的强度不断提高。1970 年左右，直径为 0．2 mm 的钢帘线用钢丝强度大约为 2800 MPa，20 世纪 80 年代为 3200～3400 MPa，20 世纪 90 年代初增加到 3600 MPa，1998 年左右进一步提高到 4000 MPa，目前 4000 MPa 级钢帘线用钢丝已经商业化并且其强度要求还有进一步提高到 5000 MPa 以上的趋势。具有层片状珠光体组织的钢丝既具备高的加工硬化率，拉拔变形后可获得更高的强度（如图1），同时又有良好的塑性，在大变形量的拉拔过程中不至于断裂。为了获得层片状珠光体组织以使钢帘线用钢丝强度不断提高，钢丝的碳含量分数从0．7 的亚共析钢丝提高到碳的质量分数为0.8的共析钢丝，再到碳的质量分数为0.9%的过共析钢丝。国内外子午线轮胎钢帘线用钢丝多以过共析珠光体钢丝为主。钢帘线用钢丝除采纳上述形变强化(即通过冷变形促使加工硬化)的方法以外，还主要采纳晶界强化(即使珠光体片层间距细化)的方法。根据霍尔一佩奇关系，珠光体强度与其层间距的平方根成反比，铅浴淬火（等温处理）后珠光体片层间距越细小，强度越高，由此对钢丝的最终强度贡献也越大。此外，根据Bailey-Hirsch关系，金属材料的...
