渗碳体形态对珠光体钢丝拉拔形变的影响

利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、拉伸试验机、硬度计对比研究了渗碳体分别为层片状与球状时对珠光体钢丝拉拔形变过程和性能的影响。层片状渗碳体在拉拔形变过程中表现出一定的变形能力,随应变量的增加,层片状珠光体逐渐演变为纤维状,且组织中未发现明显缺陷。球状渗碳体在形变过程中自身并不发生变形,但会向拉拔方向转动,并在渗碳体/铁素体的两相界面处出现微观缺陷,而这与球状渗碳体钉扎位错引起的应力集中有关。2种珠光体钢丝的强度和硬度均随着拉拔应变量的增加而不断提高,层片状珠光体的拉拔硬化率更高。随着拉拔的进行,钢中开始形成110织构。与球状珠光体相比,层片状珠光体组织的110织构强度更强,且随着应变量的增大,二者织构强度差越来越大。     

高碳钢丝的渗碳体分解

由新日铁钢铁研究所和釜石制铁所进行的高碳钢丝拉拔和时效过程中渗碳体分解特点的研究表明，随着拉拔应变发生渗碳体分解。在相同的拉拔应变下，采用千法拉拔的钢丝碳浓度高于湿法拉拔的钢丝。此外，在拉拔后的低温时效处理过程中也发生渗碳体分解。可以断定碳原子向位错或晶胞间界的偏析和通过碳原子的位错锁定在加工硬化和应变时效硬化中起着重要作用。渗碳体分解的机理可考虑为：拉丝时，铁素体中的碳原子在位错应变场中移动，而且位错周围的碳浓度局部下降。另一方面，基体碳浓度与渗碳体相平衡。     

大应变变形珠光体钢丝微观组织结构的研究

  采用扫描电镜（SEM）观察了以不同应变量拉拔变形后SWRH72A钢丝的显微组织变化,并测量了钢丝力学性能、磁学性能随应变量增大的变化趋势。试验结果表明,随着拉拔变形应变量的增大,珠光体片层间距逐渐减小,钢丝强度随之升高。由于变形应变量的增大,微缺陷密度升高,钢丝矫顽力Hc和剩余磁化强度Mr都随之变大。而应变量较小时,钢丝比饱和磁化强度基本不变,为227.87 emu/g。当应变量增大到2.60时,样品的比饱和磁化强度升高到233.55 emu/g,计算得知钢丝中渗碳体的质量分数由未变形状态的10.8%降至8.6%。     

合金元素钒对高碳钢丝组织与性能的影响

 钒对高碳钢丝的微观组织、力学性能及热稳定性具有显著的影响。钒元素在高碳钢中主要存在于渗碳体中,可以起到强化渗碳体的作用。添加钒元素有利于珠光体片层间距的细化,还可以增加渗碳体的热稳定性,从而抑制钢丝拉拔过程中渗碳体的分解。但在拉拔应变量较大时,富含钒的渗碳体片碎化严重,会加重钢丝在镀锌过程中的球化现象,而导致钒合金化钢丝与未添加钒元素的钢丝相比,无论镀锌与否,其扭转性能均明显下降。     

临界退火温度对中锰TRIP钢组织和性能的影响

采用淬火热膨胀仪、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射和拉伸试验机对0.2C-5Mn TRIP钢临界区相变行为、微观组织及力学性能进行了研究,并运用Factsage软件对0.2C-5Mn TRIP钢在临界区的相变热力学进行了计算,在此基础上讨论了临界区相变过程的特点。研究结果表明,临界区逆转奥氏体含量随着临界退火温度的升高而逐渐增加,逆转奥氏体中碳含量先增加后减少,Mn含量逐渐下降,逆转奥氏体热稳定性也逐渐下降。当临界退火温度为700℃时,在冷却过程中发生明显的马氏体相变;随着临界退火温度增加,渗碳体逐渐溶解,但由于相变时间较短,渗碳体无法完全溶解;当临界退火温度为600~675℃时,临界退火后的微观组织由铁素体、渗碳体和残余奥氏体构成。当临界退火温度为700℃时,临界退火后的组织由铁素体、残余奥氏体、马氏体以及少量未溶解的渗碳体构成;随着临界退火温度的升高,实验钢的工程应力-应变曲线变化显著,在675℃退火3min后获得最佳的力学性能,抗拉强度为1 138MPa,断后伸长率为23%。     

回火马氏体铁素体钢中碳化物密度和晶界特性之间的关系

最近，韩国浦项公司技术研究实验室与汉城Kookmin大学共同研究了显微组织特点对含0．52～0．92wt％的冷拉珠光体钢延性的影响。仔细地检验了延性和层间间距、铁素体厚度和渗碳体厚度等显微组织特点之间的关系，并与带有拉拔应变的作了比较。带拉拔应变的面缩率（RA）的变化很好地反映了线材拉拔时发生的显微组织演变。面缩率开始时随着随机取向的渗碳体的逐步重新排列而增加，     

变形量对冷拉拔低碳镀锌钢丝力学性能的影响

冷拉拔低碳镀锌钢丝以良好的耐蚀性能、焊接性能、与力学性能协同匹配的良好综合性能和低廉的价格广泛应用于轻工业及建筑行业,其中变形量是影响其力学性能、生产成本及良品率的关键因素。通过显微组织分析、力学性能测定、断口观察,研究了Q235冷拉拔低碳镀锌钢丝不同变形量下的加工硬化过程,并分析了断丝及钢丝表面出现箭头状裂纹的原因。结果表明：真应变从0增加到2.41的过程中,抗拉强度、横纵截面硬度随应变量增加呈抛物线状增加,抗拉强度从586.8 MPa增加到1 157.1 MPa,横截面硬度比纵截面增加了5.8 HV。塑性变形初期,加工硬化率最大,为364.7 MPa。真应变从0增加到1.91过程中,加工硬化率从364.7 MPa降低到162.2 MPa,真应变从1.91增加到2.41的过程中,加工硬化率又增加到了172.0 MPa。钢丝中存在CaO夹杂物是导致钢丝出现断丝和表面箭头状裂纹的主要原因。     

82B高速线材拉拔过程中显微组织的演变分析

借助扫描电子显微镜(SEM)观察分析研究了82B线材在拉拔过程中显微组织和芯部马氏体的演变规律。分析认为:由于索氏体属于细片状珠光体,拉拔变形时,承受滑移的铁素体相不易引起应力集中;渗碳体相为细薄片层形态,也能够发生塑性变形,经过多道次的拉拔,索氏体基体变形量较大,没有出现任何裂纹。而芯部由偏析形成的马氏体,其塑性变形能力明显低于索氏体,基本无变形,在基本拉应力和附加拉应力的共同作用下,在早期拉拔时就在芯部出现裂纹,在后期拉拔过程中,裂纹沿着拉拔方向不断扩展。为减少断丝,可采用加大吹风量、扩大连铸坯、控制钢水过热度、增加电磁搅拌等工艺,来提高索氏体含量和细化渗碳体片层及预防马氏体的形成,以提高拉拔性能。     

热连轧X100管线带钢应变时效行为

 利用SEM、TEM、EBSD和多功能内耗仪研究了应变量和时效温度对热连轧X100管线钢显微组织和力学性能的影响,及其时效过程的内耗行为。结果表明：应变量小于2%时,仅有块状铁素体发生明显变形;当应变量大于3%时粒状贝氏体呈现出明显变形。随着应变量增加铁素体板条内部位错密度增加,并且形成许多亚结构,大角度晶界数量显著减小,韧性显著下降;随着时效温度升高,抗拉强度和屈服强度都呈上升趋势,应变量对强度的影响大于时效温度的影响。内耗试验证实,X100管线钢时效强化主要归因于游离态的C 原子对位错的钉扎作用。     

硬拉钢丝球化工艺技术研究

研究了大变形后弹簧钢丝在不同温度下退火过程中的组织及性能变化。结果表明:拉拔态65Mn弹簧钢球化退火过程中,在保温时间一定的情况下,随着退火温度的升高,其抗拉强度逐渐降低,断面收缩率逐渐升高。球化退火后的组织形貌与钢丝拉拔变形方向有关。     

热轧变形量对含铌低Si-Mn系双相钢组织与性能的影响

采用TEM、SEM技术和光学显微分析等方法,研究了不同变形量对热轧Si-Mn系双相钢组织与力学性能的影响。试验结果表明,组织形貌为岛状的马氏体弥散分布在细小的铁素体基体中,可以使热轧双相钢获得良好的综合机械性能。随着变形量的增加,第二相的体积分数增加,但第二相随着变形量增加严重偏析,且热轧双相钢的屈服强度和抗拉强度先增加后降低、屈强比升高、塑性降低。综合分析表明,当变形量为92.1%时,抗拉强度平均达到795.66 MPa,力学性能最佳。     

钢中渗碳体的冷变形特征及其作用

对热轧和球化退火两种状态的同一种中碳低合金结构钢冷变形前后的组织结构进行了透射电子显微镜观察。结果表明 :层片状共析渗碳体与铁素体基体具有 (10 1) α- Fe∥ (0 11) Fe3C,(12 1) α- F e∥ (10 0 ) F e3C的平行位向关系。冷变形过程中 ,当渗碳体层片方向与剪应力方向呈近 4 5°或 90°时 ,层片状渗碳体分别具有流变、扭折、剪切等变形特征 ;粒状渗碳体对铁素体基体的变形有阻碍作用且形变产生的位错以 Orowan机制绕过粒状渗碳体 ,因而材料具有较好的韧性。     

超高强度钢丝拉拔硬化行为的研究

为了探索超高强度钢丝拉拔过程中的硬化行为,采用日本KSC72原料以及"多道次、小压缩率"的方法将钢丝拉拔至不同直径,利用静态拉伸测试钢丝的抗拉强度,并通过数值拟合研究抗拉强度与真应变的关系,采用SEM对钢丝横截面组织进行观察分析。     

退火温度对350 MPa级冷轧钢板微观组织和力学性能的影响

利用实验室退火模拟装置模拟350 MPa轧硬板在不同退火条件下的工艺试验，将退火后的钢板进行材料力学性能和金相组织分析，结果表明：原始轧硬板为轧制纤维状组织，当退火加热温度升高到610～640℃,钢板发生部分铁素体再结晶；随着温度进一步升高，纤维状魏氏组织中出现细小铁素体晶粒和渗碳体，再结晶铁素体晶界析出弥散渗碳体；当退火温度升高到730℃时，弥散析出的渗碳体开始聚集长大，在轧制方向沿晶界分布；基于实验结果，实际工业试验中选择700～750℃的退火温度进行工艺验证，钢板实际性能达到：屈服强度平均值407 MPa,抗拉强度平均值491 MPa,伸长率平均值23%。     

拉拔珠光体钢丝中的强度各向异性和残余应力

通过对一拉拔珠光体钢丝进行拉伸和压缩试验发现了强度的各向异性，其压缩试验是用沿着相对于拉拔方向成0°、45°和90°方向制备的试样进行的。同时检验了退火对这种各向异性强度的影响。为了搞清造成强度各向异性的原因，采用中子衍射测量了其结构和残余应变。最终揭示出铁素体和渗碳体相中的残余应力是造成强度各向异性的起因。     

72A硬线钢拉拔横向断裂原因分析

用金相显微镜和显微硬度计分别观察和测量了拉拔过程中发生横向断裂的72A硬线钢组织与硬度。在钢丝断口处存在尺寸较大的卷渣缺陷；钢丝表层存在硬度高于正常索氏体组织的非索氏体组织；并在钢丝中观察到沿索氏体分布的魏氏铁素体组织。这些组织和缺陷引起应力集中、并使钢丝表层与心部的拉拔变形严重不一致而导致钢丝发生横向断裂。     

切割钢丝盘条的显微组织研究

为适应切割钢丝对盘条深加工性能的高要求,研究了大拉拔塑性变形条件下盘条显微组织中渗碳体片层间距对成品钢丝性能的影响,发现显微组织的渗碳体片层间距80 nm时会降低钢丝的拉拔加工硬化率,同时也会降低拉拔后钢丝的扭转性能。在工业化生产条件下,盘条显微组织控制在索氏体和珠光体范围内,比将显微组织控制在索氏体和屈氏体范围内更适合大压缩率的拉拔,即不能盲目追求高索氏体化率。盘条的屈强比参数可作为盘条显微组织索氏体化率的参考。     

热拉拔工艺对AZ61镁合金丝材组织与性能的影响

采用自制热拉拔装置将AZ61镁合金粗挤压棒材拉拔成丝,研究拉拔温度、道次变形量等热拉拔工艺对单道次拉拔后丝材组织、力学性能的影响规律,并对拉拔过程中断丝情况进行统计,确定能够实现稳定热拉拔的工艺参数范围.结果表明,当道次变形量为15%时,随着温度的升高,丝材中的孪晶组织逐渐减少,强度逐渐降低,延伸率逐渐升高,丝材在350℃时发生动态再结晶.当拉拔温度一定时,随着道次变形量的增加,丝材的加工硬化程度增加,强度、硬度升高,延伸率下降.但当拉拔温度为300℃,道次变形量增加到25%时,丝材发生动态再结晶,使强度硬度下降,延伸率升高.过高的拉拔温度和道次变形量会使丝材发生断裂,随着温度的提高,丝材所能承受的最大变形量逐渐减小.     

胎圈钢丝中间热处理的工艺参数优化

为减少胎圈钢丝拉拔生产过程中的断丝现象,提高加工性能和最终产品质量,研究了加热温度、铅浴温度和淬火速度等工艺参数对胎圈钢丝性能的影响。结果表明,当φ3.5 mm钢丝的热处理线速度为18 m/min、钢丝出线温度为940 ℃左右时,可得到均匀一致的奥氏体组织,并能在铅槽处理中进一步分解获得要求的索氏体组织,使中间道次钢丝达到最大抗拉强度,有利于减少后续道次的拉拔断丝现象。此工艺下的钢丝在拉拔后,在完成奥氏体均匀化后晶粒没有继续长大,既保证了钢丝组织的均匀,也防止了钢丝抗拉强度的降低。     

冷变形对0Cr25Ni35AlTi组织与力学行为的影响

采用室温拉伸和硬度测试研究了不同冷变形量对0Cr25Ni35AlTi室温力学性能和硬度的影响。通过OM、TEM对冷变形后的组织进行观察,分析不同冷变形后力学性能的变化机制。结果表明,随着变形量的增加,合金的抗拉强度、屈服强度和硬度增加。当变形量为20%时,合金的屈服强度提高了1.5倍,抗拉强度提高了1.2倍,分别达到了679和762 MPa。合金加工硬化指数随着冷变形量的增加而减小。在10%和15%形变量之间存在一个临界值,小于临界值时,位错运动主要是单滑移,真应力-真应变曲线可用Ludwigson模型描述;大于临界变形量,位错运动出现了多滑移和交滑移,真应力-真应变曲线可以用Hollomon方程描述。