冷拔鋼絲滲碳體溶解現(xiàn)象研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，鋼絲的冷拔速度越來越快，變形量越來越大。冷拉拔珠光體鋼絲中出現(xiàn)了難以用傳統(tǒng)理論解釋的滲碳體溶解現(xiàn)象。作為珠光體鋼中的第二相，滲碳體對(duì)鋼絲的性能有著重要的影響。因此，急需發(fā)展與深入有關(guān)滲碳體溶解機(jī)理的研究，從而為實(shí)際生產(chǎn)提供指導(dǎo)性意見。鑒于此，本文立足高碳鋼絲的拉拔變形過程，以滲碳體溶解現(xiàn)象為研究對(duì)象，采用實(shí)驗(yàn)研究與理論討論相結(jié)合的方法開展了一系列的工作。主要結(jié)果如下：
　　 系統(tǒng)研究了鋼絲拉拔過程中組織

2、和力學(xué)性能的變化。研究結(jié)果表明：熱軋盤條的珠光體團(tuán)取向?yàn)殡S機(jī)排列；經(jīng)過冷拉拔變形后，片層基本沿拉絲軸向排列，在縱截面上形成典型的纖維狀組織，且隨著應(yīng)變量的增加，珠光體的片層間距不斷減小。盤條中的滲碳體片層為平直連續(xù)的單晶體，經(jīng)過應(yīng)變量ε=1.86的拉拔變形后，滲碳體碎化成納米級(jí)的晶粒，并在界面處形成非晶組織，當(dāng)應(yīng)變量更大時(shí)，滲碳體片層進(jìn)一步碎化，納米級(jí)滲碳體顆粒的數(shù)量急劇增加。隨著鋼絲拉拔變形應(yīng)變量的增加，鋼絲的強(qiáng)度不斷提高。在應(yīng)變量較

3、小時(shí)（ε≤1.5），鋼絲的強(qiáng)度與片層間距之間符合σ∝ KS-1/2；當(dāng)應(yīng)變量進(jìn)一步增加時(shí)(1.5≤ε≤3.0)，鋼絲的加工硬化率明顯提高。大應(yīng)變下的非晶組織和彌散分布的納米級(jí)滲碳體顆粒，對(duì)鋼絲強(qiáng)度的提高起到了一定作用。
　　 研究了盤條片層間距對(duì)鋼絲組織和性能的影響。結(jié)果表明：盤條片層間距對(duì)后續(xù)拉拔過程中鋼絲的組織演變沒有太大的影響，但對(duì)鋼絲拉拔過程中強(qiáng)度的變化影響顯著。片層間距越小的盤條，在相同工藝條件下，經(jīng)過相同應(yīng)變量的拉拔

4、后，鋼絲的強(qiáng)度越高。
　　 在此基礎(chǔ)上，采用VSM測(cè)量方法研究了應(yīng)變量及盤條片層間距對(duì)滲碳體溶解的影響。研究表明：隨著應(yīng)變量的增加，滲碳體含量不斷減小。當(dāng)應(yīng)變量ε=1.86時(shí)，滲碳體含量約為8vol.％，與熱軋盤條14vol.％的滲碳體含量相比，溶解了大約40％；但應(yīng)變量進(jìn)一步增加時(shí)，滲碳體的含量不再減小，即當(dāng)拉拔變形量增大至一定程度（ε>2）時(shí)，滲碳體的溶解與析出達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。盤條片層間距對(duì)滲碳體溶解影響顯著：片層間距較小的盤

5、條拉拔后，滲碳體開始發(fā)生分解時(shí)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)變量較??；滲碳體溶解達(dá)到平衡時(shí)，對(duì)應(yīng)的滲碳體含量也較小。
　　 在組織觀察結(jié)果的基礎(chǔ)上，對(duì)珠光體鋼絲冷拔過程中滲碳體溶解的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)機(jī)制進(jìn)行了初步討論。碳與位錯(cuò)結(jié)合能機(jī)制和界面能機(jī)制的共同作用導(dǎo)致了滲碳體溶解。拉拔變形時(shí)，在溫升、應(yīng)力和塑性變形的共同作用下，碳原子的擴(kuò)散能力顯著增強(qiáng)，可滿足室溫下滲碳體溶解動(dòng)力學(xué)的要求。本文通過粒狀珠光體鋼絲分別進(jìn)行熱處理和拉拔后滲碳體長(zhǎng)大動(dòng)力學(xué)的比較，