中碳钢丝拉拔过程中的组织与性能研究

中碳钢丝拉拔过程中的组织与性能研究

钢丝具有强度高、自重轻的特点,钢丝绳是由多层钢丝捻制而成,因此工作平稳、可靠,所以钢丝绳被广泛应用于工业生产中。目前,钢丝工业生产要求产品高强度、生产高效率、低成本。

钢丝生产工艺以冷拔为主,所以现代钢丝生产逐渐转变为高速大应变的塑性变形问题。目前工业生产中,主要使用高碳钢丝,但是中碳钢丝生产成本更低廉具有发展空间。

通过对中碳钢丝拉拔变形过程中珠光体和铁素体相进行研究,为高碳钢丝的两相变形研究提供借鉴,也为中碳钢丝的研究提供一定的理论基础。本课题采用金相观察、SEM观察、TEM观察等多种手段,观察不同形变量下中碳钢的显微组织结构；并测量不同应变量中碳钢丝的强度、显微硬度、电阻率等性能。

此外,还通过显微观察和EBSD分析等方法,研究了热处理对中碳钢丝组织与性能的影响。本论文的主要研究成果如下：冷拔过程对中碳钢丝具有晶粒细化作用,并造成冷拔织构。

珠光体片层间距S与钢丝直径d线性相关。应变量ε<1.5时,钢丝强度与片层间距变化符合Hall-Petch关系；当应变量ε>1.5,钢丝片层间距与其强度不再符合Hall-Petch关系。

晶体内部位错密度随应变量的升高先升高后降低,晶粒内部有亚晶产生,应变量进一步升高,将导致大量位错规律排列形成了小角度晶界。EBSD分析表明退火对冷拔造成的晶体缺陷有明显的消除效果,晶粒取向不再一致,而趋于杂乱。

回复与再结晶作用使冷拔造成的条带状组织开始逐步转变成柱状晶组织。此外,应变量ε越大,钢丝抗拉强度越大,显微硬度越高,电阻率越大；但是退火处理

对钢丝显微硬度、抗拉强度以及电阻率的下降,这表明退火工艺显著消除钢丝内部组织缺陷。