钢丝索氏体化工艺探讨_徐效谦

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1、钢丝索氏体化工艺探讨徐效谦（东北特殊钢集团大连钢丝制品公司，辽宁大连116031）摘要：本文分析了钢丝性能与组织结构的关系、索氏体组织转变特点，淬火介质的物理性能和化学性能、索氏体化处理的实践经验和试验数据、各国弹簧钢丝标准的技术要求，深入、系统地论证了铅淬火目前尚无法完全取代。对国家相关产业结构的调整提出切实可行的建议。关键词：铅淬火；水浴；盐浴；索氏体化处理。DiscussionofSorbitizingProcessofSteelWireXUXiaoqian(DalianSteelWire

2、ProductsCo.,ofDongbeiSpecialSteelGroup,Dalian,Liaoning,116031,China)Abstract:Therelationshipbetweenpropertyandmicrostructureofsteelwirewasanalyzed.Thepaperalsointroducedthefeatureofsorbitetransform,thephysicalandchemicalpropertiesofthequenchingmedium

3、,thepracticalexperienceandexperimentdataofthesorbitetreatment,andthespringwiretechnicalrequirementsofeachcountry.Itshowedthatthepatentingprocesscannotbereplacedcompletelynow.Somefeasibleadvicesaboutindustrialstructureadjustmentwereputforward.Keywords

4、:patenting,waterquench,saltquench,sorbitizingtreatment.“铅淬火”是英国人詹姆斯·豪斯福尔(James·Horsfall)19世纪中期（1854年）发明的一项热处理技术，当初作为专利(patent)技术发布，又称为派登脱(patenting)处理。就其本质而言，铅淬火(或铅浴)处理称为索氏体化处理似乎更合适。尽管铅淬火热处理过程中产生的铅烟和铅尘对人体的危害，对环境的污染都很严重，100多年来人们也一直在寻找代替铅的淬火介质，但时至今日，铅淬

5、火作为经典工艺，仍然广泛地应用在碳素弹簧钢丝、制绳钢丝、胎圈钢丝、针布钢丝、预应力钢丝和钢绞线等众多生产领域，究其原因是铅淬火可以获得具有优异综合力学性能和冷加工性能的索氏体组织。要找到取代铅淬火工艺，必须首先弄清索氏体组织的特性、索氏体转变特点、以及索氏体化处理方法。1索氏体组织的特性索氏体是奥氏体等温转变的产物，是由铁素体薄层（片状）与渗碳体（包括碳化物）薄层（片状）交替重叠组成的共析组织，索氏体片间距大致为0.10～0.40µm，通常放大600倍以上才能看清其片层结构。在放大1500倍的显

6、微镜中观察，其铁素体呈宽条状，渗碳体呈窄条状。若干铁素体与渗碳体平行排列组成一个晶体群叫索氏体晶团。一个奥氏体晶粒等温淬火时可能转变成几个索氏体晶团，各晶团之间的位向稍有差别。如果放大到足够倍数，就可以看清铁素体和渗碳体都呈灰白色，有珍珠的亮光，两者交界处因作者简介：徐效谦，男，高工，从事金属制品工艺研究，E-mail:dlgs@dtsteel.com1035被腐蚀得凹凸不平而呈黑色。放大倍率不够时，渗碳体两边的界线分辨不开，渗碳体呈现为黑色细条。放大倍率太低时，整个索氏体都呈现为一片灰黑色。索

7、氏体是钢铁组织结构中强韧性兼备、综合力学性能最好的一种组织。（1）具有索氏体组织的碳素钢丝抗拉强度高，有优异的深冷加工性能，能承受98%减面的拉拔，冷加工强化系数也大于其他组织的钢丝，见表1，所以高强度高韧性钢丝首先要进行索氏体化处理，尤其是[1]超高强度（Rm＞3000MPa）弹簧钢丝，希望通过铅淬火，获得索氏体晶团偏大，片间距偏薄的索氏体。表1不同组织状态的碳素钢丝冷拉性能比较牌号热处理方法显微组织抗拉强度冷加工强化系数极限减面率MPa1%减面率抗拉强度上升值%MPa70索氏体化处理索氏体1

8、1508.698正火索氏体+片状珠光体9348.390再结晶退火粒状珠光体+少量片6617.385球化退火3级粒状珠光体5546.68545索氏体化处理索氏体8847.798正火索氏体+片状珠光体粒粒状7756.990再结晶退火珠光体+少量片5546.690球化退火3级粒状珠光体4746.190（2）索氏体组织具有良好的耐磨性，制绳用钢丝如索氏体化处理工艺不当，生成先共析铁素体，或因表面脱碳形成铁素体，都造成钢丝绳早期或局部磨损，成为安全隐患。（3）弹簧的疲劳寿命是一项重要指标，从组织结构着手，