电接触加热条件下的控制冷却对碳素钢丝组织与性能的影响

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本文以70钢钢丝为研究对象,通过采用在电接触加热的条件下新型的处理方式风冷工艺替代传统的铅浴热处理工艺。研究单一因素:风压的大小、电流的大小和钢丝的移动速率对钢丝组织和力学性能的影响。通过相变仪设计不同的冷却速率从而得到70钢CCT曲线,为风冷工艺提供了理论依据。继而研究了风冷后的钢丝在拉拔过程中组织与织构的变化规律。主要结论如下:(1)利用膨胀法结合金相-硬度法测得钢丝用70钢的动态CCT曲线,实验钢70钢的临界点Ac1=722°C和AC3=770°C,为该钢种的热处理工艺提供了理论依据。在不同冷却速率条件下,高温区主要是珠光体转变,快冷条件下主要是马氏体转变。(2)在电接触加热的条件下,加热电流和钢丝移动速率一定的条件下,随着风压的增加,过冷度增加,珠光体的组织细化,钢丝的珠光体团尺寸减小,珠光体片层间距减小,抗拉强度、伸长率以及断面收缩率增加。当风压为0.26Mpa的时候,得到了最优的钢丝的力学性能。在风压一定以及钢丝移速一定的条件下,在一定的范围内控制电流的大小。当电流为88 A的时候,得到了最优的钢丝的力学性能。在风压一定以及电流一定的条件下,在一定的范围内控制钢丝移速的大小。当钢丝移速为0.785 m·s-1的时候,得到了最优的钢丝的力学性能。(3)钢丝的强度主要受晶粒尺寸、珠光体的层间距、位错以及纳米渗碳体的影响。珠光体层间距越小强度越大,纳米渗碳体第二相粒子也同样起到了强化的作用,在共同的作用下使得强度提高。塑性主要受珠光体的团尺寸的影响。珠光体团尺寸越小,断面收缩率越高,即塑性越好。(4)钢丝在拉伸的变形的过程中,渗碳体产生变化,随着应变量的增加,珠光体组织逐渐转变为拉伸的方向,形成平行于拉伸方向的层片状组织。钢丝在拉伸的变形的过程中形成了平行拉伸方向的<110>丝织构,随着应变量的增加,<110>丝织构强度增强,其它织构的组分减弱。
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