本文利用TEM、X-ray测试技术,通过对强烈冷拉伸塑性变形下珠光体钢丝材微观结构组织特征的演变,研究了:(1) 强烈冷拉塑性变形下,珠光体钢显微组织的演变特征;(2) 纳米结构组织的形成机制;(2) 退火处理对微观组织结构及性能的影响;(3) 珠光钢丝的强化机制。在本文中,还介绍了纳米结构丝材增强聚氨酯(PU)耐磨复合材料的制备工艺;利用自制三体磨料磨损试验机测试复合材料的耐磨性能;利用SEM测试技术对磨损形貌进行分析,讨论复合材料的三体磨料磨损机理。 强烈冷拉塑性变形条件下,珠光体钢(72A铅浴态)组织中的铁素体演变为超细晶、纳米晶。变形过程中,铁素体的多数滑移系开启,晶体在不同滑移系滑动导致了铁素体发生了严重的细化;随着变形量的进一步增加,晶粒发生变形、畸变,形成很多的亚晶粒,铁素体中滑移开启的这些晶面的衍射谱逐步转化为环状,这也表明了铁素体的小角度晶界已多数转变为大角度晶界。大角度晶界的形成可能是由于柏氏矢量平行于晶界面的的可滑动或剪切位错数量增加,导致晶粒发生转动,从而小角度晶界演变成为大角度晶界。 强烈冷拉塑性变形条件下,珠光体组织中的大部分渗碳体片也已演变为纳米尺度晶粒。拉伸变形过程中,渗碳体在拉伸应力作用下发生变形(如弯曲等)、减薄、颈缩和断裂;在拉伸应力以及剪切应力作用下渗碳体片发生剪切滑移,表面形成滑移台阶;渗碳体厚度减薄以及渗碳体表面的滑移小台阶使渗碳体的单位体积的表面积增加,这将导致并加大渗碳体相发生溶解,这是由于渗碳体的减薄以及由Gibbs-Thommson效应使渗碳体相变得不稳定,或是由于渗碳体界面处的位错密度以及位错与渗碳体接触区域的增加的缘故。铁素体中的碳与位错的结合焓超过了铁素体中渗碳体的溶解热,这也可能是渗碳体发生溶解的原因。 在200℃退火,铁素体片层以及其微观内部应力几乎没发生变化。在相邻铁素体片层之间析出了大量的纳米尺度的球状渗碳体。300℃退火时,球状渗碳