冷拔大变形珠光体钢丝微观组织演化与力学性能

利用SEM,TEM,VSM和XRD等分析手段研究了珠光体钢丝在冷拔大变形过程中微观组织和力学性能的变化规律。结果表明:随着应变量的增加,渗碳体片层经弯曲、剪切、拉伸等变形逐渐转向拉拔方向,最后形成平行于拉拔方向的纤维状组织。冷变形还引起了渗碳体部分溶解,且渗碳体的溶解量随着应变量的增加而增加;当应变量高于2.18后,渗碳体溶解量显著增加。由于溶解后的碳原子进入到铁素体晶格中,使得铁素体晶格点阵常数变大,其衍射峰随应变量的增加而产生微小左移。应变量较低时,钢丝抗拉强度随着应变量的增加近似线性增加,但是当应变量大于2.18之后,钢丝的抗拉强度显著增加,溶解的碳原子产生的固溶强化效应以及对位错的钉扎作用对钢丝的强度有重要影响。     

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。     

低温回火下冷拔珠光体钢丝组织和性能的研究

利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪,并结合常规力学检测手段,研究了冷拔珠光体钢丝经200～300℃低温回火后组织和性能的变化,探究了冷拔珠光体钢丝在低温回火过程中的强韧化机理。结果表明:冷拔珠光体钢丝的渗碳体片层呈非连续状,且在拉拔和回火过程中均存在纳米渗碳体析出行为。经过低温回火后,冷拔钢丝的强度和延展性均提高,但随着回火温度的提高,其强度小幅度降低,而延展性进一步提高。材料的强度变化主要是由于位错强化效应所致,而延展性提高是由于新析出的纳米渗碳体颗粒可以通过旋转和滑动降低拉伸过程中的应力集中。     

冷拔高碳钢丝退火前后织构研究

采用电子背散射衍射分析(EBSD)、扫描电子显微成像等手段,研究了H82B冷拔钢丝在800℃退火前后显微组织和织构的变化;并通过比较,讨论了织构强度与钢丝变形程度之间的关系.结果表明:织构的类型与其冷拔变形程度有密切关系;应变量越大,退火后〈110〉织构强度越大,而应变量较小时,退火后〈110〉织构强度较弱,易出现〈1...     

剧烈塑性变形对珠光体钢丝奥氏体转变的影响

 用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、同步热分析仪研究了冷拉拔形变对珠光体钢丝奥氏体化热处理过程和组织的影响。经过冷拉拔剧烈塑性变形后,珠光体组织呈纤维状,其片层沿拉拔轴向排列,厚度剧烈减薄,铁素体<110>丝织构强度达到饱和。经剧烈塑性变形的珠光体在奥氏体化转变时,奥氏体形核更早、更密集,且沿轴向生长;在完成等温转变后,其原奥氏体晶粒、珠光体团尺寸均明显细化,其铁素体<110>丝织构一定程度遗传到了相变后的组织中,但沿拉拔轴向排列的片层形貌特点并未得到遗传。     

珠光体钢在拔丝过程中显微组织和织构的累积变化

用扫描电镜和X射线衍射研究了珠光体钢拔丝过程中显微组织和织构的变化,拔丝导致铁素体晶粒延伸冰伴随〈110〉纤维织构的变化,随应变增大渗碳体层片也有沿线轴向自适应的倾向,用粘塑性一致模拟方法模拟了铁素体相中织构的变化。     

形变及冷却条件对35钢珠光体组织的影响

利用热模拟单道次压缩形变试验研究了35钢在Ae1温度附近形变后珠光体的演变规律。结果表明:试样形变后水淬,在铁素体与未转变奥氏体之间存在富碳的过渡区,当形变温度降低到690℃,0.92形变后水淬,出现较小的珠光体组织。试样形变后缓冷,随着形变温度的降低和形变量的增大,珠光体团减小,渗碳体片层断开。在相邻铁素体界隅及边界上出现大量颗粒状和膜片状的渗碳体。     

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。     

冷轧过程中过共析钢的组织演变和形变强化

用SEM、TEM研究了不同冷轧变形量(变形量0～81.6%)的过共析钢的组织演变规律.结果表明,由于珠光体片层取向的多样性,造成了不同珠光体团变形的不均匀性,随着变形量的增大,组织经历了一个由均匀一不均匀一均匀的过程;通过XRD分析,确定在冷轧变形过程中未发现渗碳体分解并溶入铁素体的现象;通过力学性能测定,发现屈服强度ReL与真应变ε基本符合Hollomon关系,可用方程ReL=1 465ε0.18预测不同变形量下试验钢的屈服强度.     

热轧形变量对共析钢珠光体组织球化的影响

利用Gleeble 1500热模拟机进行热压缩试验,研究了不同热轧形变量下奥氏体区形变对共析钢后续珠光体相变组织球化的影响。结果表明,高温奥氏体区形变增加了奥氏体的形变储存能,导致C曲线左移,并且形变可以明显减小珠光体团直径,随应变量增大,珠光体片层间距减小,渗碳体厚度变薄,片层取向多样化。最终的等温球化试验表明,增大奥氏体形变量有利于珠光体的球化效果。     

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，     

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。     

轴承钢GCr15低温轧制组织研究

利用Gleeble2000热模拟机研究了轴承钢GCr15在不同形变温度条件下的形变奥氏体组织状态,分析了950℃的高温轧制和750℃低温轧制的室温组织区别,结果表明,高温轧制时奥氏体发生动态再结晶,室温组织珠光体晶粒较大,珠光体组织内的渗碳体片层清晰,生长有规则;低温轧制时轴承钢GCr15为奥氏体＋渗碳体双相区形变,奥氏体不发生动态再结晶,同时渗碳体沿晶界发生动态析出,呈断续和球状,室温组织网状和珠光体晶粒尺寸降低,渗碳体片层生长不规则。     

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。     

影响77MnA盘条拉拔性能组织缺陷分析

作为拉拔用材的77MnA盘条正常显微组织是索氏体和少量珠光体,而在盘条生产过程中出现的马氏体、屈氏体、网状碳化物、较多粗片状珠光体、表面缺陷和拉拔中产生的硬化层组织都会导致盘条在拉拔过程中断裂。     

高碳珠光体钢在温变形过程中的组织变化

用SEM、TEM等方法研究了一种原始组织为层片状珠光体的高碳钢在多向温变形(楔横轧)和单向温变形(压缩)条件下试样心部与表层显微组织的演变情况.结果表明,在多向温变形条件下,试样表层可获得铁素体晶粒与渗碳体颗粒尺寸均在0.3 μm以下的超微细(α θ)复相组织,心部渗碳体片虽已碎断并部分球化,但其排布形态与变形珠光体基本保持一致,而单向温变形条件下的情况则恰好相反;变形过程中试样所受应力、应变状态的不同是引起组织差异的根本原因.     

变形温度对45#精冲钢组织演变的影响

利用热模拟单道次压缩实验研究了45#钢在不同温度变形过程中微观组织的演变规律。通过对变形过程中组织形貌的观察和应力-应变曲线的分析，讨论了变形过程中的相变行为和软化过程。结果显示，实验钢在热变形过程发生铁素体(DIF)和珠光体(DIP)两种形变诱导相变，Ar3温度以上变形时，主要发生形变诱导铁素体相变，伴随少量珠光体生成，并且随着变形温度的降低铁素体增加，珠光体略微降低；Ar3温度以下变形时，形变诱导珠光体逐渐取代铁素体，且随温度的变化趋势相反。低温变形时，形变诱导相变是软化的主要原因，高温变形时主要发生动态再结晶，导致软化，并且动态再结晶的软化作用要比形变诱导相变的好。     

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。     

共析钢形变诱导珠光体相变及渗碳体动态球化

利用热模拟压缩变形实验研究了共析钢过冷奥氏体形变诱导珠光体相变的组织演变规律,探讨了不同形变量、形变速率、形变温度对诱导珠光体相变的影响。结果表明,由于应力的施加使相变动力学提前,诱导相变能够迅速的在形变的过程中发生,不同形变条件下组织呈现出动态演变的规律。提高形变量,增加了组织内的位错密度和相变驱动力,加速了相变的发生和渗碳体球化的进程;对于扩散控制型相变,降低形变速率增长了形变作用时间,碳原子能够得到充分扩散,有利于得到球化组织;在A1~Ar1温度间变形,形变温度降低,过冷度增加,球化时间延长,得到的渗碳体颗粒更为细小。因此高形变量、低形变速率、低形变温度三者均有利于得到超细晶复相组织(α+θ)。同时研究发现,在形变的过程中存在先共析铁素体沿奥氏体晶界形核析出。