高碳鋼絲拉拔強(qiáng)化與組織變形研究.pdf

1、高碳珠光體鋼經(jīng)冷拔加工得到的高碳鋼絲，具有極高的強(qiáng)度，良好的韌性，被廣泛應(yīng)用于橋梁纜索，預(yù)應(yīng)力鋼絞線等高應(yīng)力的工作環(huán)境。然而缺乏對(duì)影響盤(pán)條強(qiáng)度因素以及拉拔過(guò)程微觀變形機(jī)制的深入了解，使得國(guó)內(nèi)廠家在開(kāi)發(fā)高級(jí)別產(chǎn)品時(shí)，無(wú)論是抗拉強(qiáng)度的穩(wěn)定性，還是韌性、疲勞性等方面與國(guó)外都有較大的差距。針對(duì)上述問(wèn)題，本文對(duì)不同Si、V合金成分盤(pán)條組織，性能以及拉拔過(guò)程進(jìn)行了研究。
　　 通過(guò)微觀組織觀察，發(fā)現(xiàn)Si元素對(duì)于珠光體組織形貌影響不大，而V元

2、索卻可以顯著細(xì)化珠光體片層間距以及團(tuán)的大小，但也破壞了片層的連續(xù)性。Si和V的添加都會(huì)提高樣品的硬度和抗拉強(qiáng)度，每增加0.1％Si含量和0.01％V含量，抗拉強(qiáng)度分別提高19.9MPa和12.7MPa。隨著相變溫度的提高，元素Si和V對(duì)強(qiáng)度貢獻(xiàn)均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，V上升趨勢(shì)比Si要明顯。
　　 通過(guò)拉拔實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)不同形態(tài)珠光體變形方式有所不同:珠光體團(tuán)小，片層間距較薄的珠光體轉(zhuǎn)動(dòng)比較容易，大應(yīng)變下，片層基本都會(huì)轉(zhuǎn)到拉拔軸向;而珠光體

3、團(tuán)大，片層間距較厚的珠光體中不同取向片層會(huì)呈現(xiàn)明顯差別，片層方向與拉拔方向夾角不是太大時(shí)，片層能轉(zhuǎn)動(dòng)到拉拔方向，否則片層以扭折變形甚至剪切變形為主，最終也會(huì)斷裂成顆粒或短片狀。鋼絲在冷拔過(guò)程中會(huì)形成<110>絲織構(gòu)，組織形態(tài)對(duì)其影響不大。Si對(duì)加工硬化率影響不大，而V通過(guò)細(xì)化片層間距會(huì)顯著提高加工硬化率，Hall-Petch模型在應(yīng)變量超過(guò)1.20后就不在適用。
　　 通過(guò)TEM觀察和XRD分析，發(fā)現(xiàn)原始盤(pán)條中基本不存在位錯(cuò)，應(yīng)

4、變量較小時(shí)位錯(cuò)密度緩慢增加，可以看到單滑移系開(kāi)動(dòng)產(chǎn)生的“列式”位錯(cuò)線，隨著應(yīng)變量的增加位錯(cuò)密度上升速度加快，位錯(cuò)間的交互作用加強(qiáng)，開(kāi)始形成位錯(cuò)胞，進(jìn)一步增加應(yīng)變量后，位錯(cuò)基本以位錯(cuò)胞形式存在，應(yīng)變量1.87時(shí)，鋼絲中位錯(cuò)密度達(dá)到了1015m-2數(shù)量級(jí)。
　　 HRTEM顯示，原始盤(pán)條中滲碳體處于單晶狀態(tài)，與鐵素體存在Pitsch-Petch取向關(guān)系，拉拔過(guò)程中滲碳體結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)變化，且不同形態(tài)滲碳體變形后其結(jié)構(gòu)會(huì)不一樣，應(yīng)變量較大