冷拔钢丝渗碳体溶解现象研究

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1、东南大学硕士学位论文冷拔钢丝渗碳体溶解现象研究姓名：王燕申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：蒋建清20100130摘要随着现代化生产技术的进步，钢丝的冷拔速度越来越快，变形量越来越大。冷拉拔珠光体钢丝中出现了难以用传统理论解释的渗碳体溶解现象。作为珠光体钢中的第二相，渗碳体对钢丝的性能有着重要的影响。因此，急需发展与深入有关渗碳体溶解机理的研究，从而为实际生产提供指导性意见。鉴于此，本文立足高碳钢丝的拉拔变形过程，以渗碳体溶解现象为研究对象，采用实验研究与理论讨论相结合的方法开展了一系列的工作。主要结

2、果如下：系统研究了钢丝拉拔过程中组织和力学性能的变化。研究结果表明：热轧盘条的珠光体团取向为随机排列；经过冷拉拔变形后，片层基本沿拉丝轴向排列，在纵截面上形成典型的纤维状组织，且随着应变量的增加，珠光体的片层间距不断减小。盘条中的渗碳体片层为平直连续的单晶体，经过应变量占=1．86的拉拔变形后，渗碳体碎化成纳米级的品粒，并在界面处形成非晶组织，当应变量更人时，渗碳体片层进一步碎化，纳米级渗碳体颗粒的数量急剧增加。随着钢丝拉拔变形应变量的增加，钢丝的强度不断提高。在应变量较小时(占≤1．5)，钢丝的强度与片层间距

3、之间符合仃芘kS-V2；当应变量进一步增加时(1．5≤s≤3．0)，钢丝的加工硬化率明显提高。大应变下的非晶组织和弥散分布的纳米级渗碳体颗粒，对钢丝强度的提高起到了一定作用。研究了盘条片层间距对钢丝组织和性能的影响。结果表明：盘条片层间距对后续拉拔过程中钢丝的组织演变没有太大的影响，但对钢丝拉拔过程中强度的变化影响显著。片层间距越小的盘条，在相同工艺条件下，经过相同应变量的拉拔后，钢丝的强度越高。在此基础上，采用VSM测量方法研究了应变量及盘条片层间距对渗碳体溶解的影响。研究表明：随着应变量的增加，渗碳体含量不

4、断减小。当应变量占=1．86时，渗碳体含量约为8v01．％，与热轧盘条14v01．％的渗碳体含量相比，溶解了大约40％；但应变量进一步增加时，渗碳体的含量不再减小，即当拉拔变形量增大至一定程度(占>2)时，渗碳体的溶解与析出达到动态平衡。盘条片层间距对渗碳体溶解影响显著：片层间距较小的盘条拉拔后，渗碳体开始发生分解时所对应的应变量较小；渗碳体溶解达到平衡时，对应的渗碳体含量也较小。在组织观察结果的基础上，对珠光体钢丝冷拔过程中渗碳体溶解的热力学和动力学机制进行了初步讨论。碳与位错结合能机制和界面能机制的共同作用

5、导致了渗碳体溶解。拉拔变形时，在温升、应力和塑性变形的共同作用下，碳原子的扩散能力显著增强，可满足室温下渗碳体溶解动力学的要求。本文通过粒状珠光体钢丝分别进行热处理和拉拔后渗碳体长大动力学的比较，证实了拉拔过程中，大形变高碳钢丝中的碳原子具有显著的扩散能力。关键词：冷拔钢丝，渗碳体溶解，片层间距，强度IAbswaetAbstractBenefitfromtheadvancesinmodemproductiontechnology,boththedrawingspeedandthedeformationdegre

6、eofsteeldrawinghavebeenenhanced．However,whenpearliticsteelissubjectedtoheavydeformation,eementiteinitbeginstodissolve，whichishardtointerpretbytraditionaltheories．Servingasthestrengtheningphase,cemenfitehasanimportantinfluenceonthepropertiesofwires．Therefore，

7、researchesonthemechanicsofcementitedissolutiona糟neededtopromotetheindustriesdevelopment．Researchesonthedrawingdeformationofsteelwireswerecarriedouttostudythecementitedissolutioninthisthesis．Themainresultsareasfollows：Theevolutionofmicrostructuresandmechanica

8、lpropertieswereinvestigatedinthisthesis．Theresultsshowedthatpearliticlamellaeofhighcarbonsteelwirewhichinitiallyrandomlyorientatedintherodchangedtoalignalongthedrawingaxisaftercolddrawing,formin