高碳钢丝分层机理拉拔试验探究

《高碳钢丝分层机理拉拔试验探究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、高碳钢丝分层机理拉拔试验探究试验表明，特别是粗直径钢丝的空隙和裂纹促进分层的产生和扩展高碳钢丝可用于制造不同的产品，从钢绞线到轮胎钢帘线等。拉拔技术和热处理技术的持续改进改善了高碳钢丝的机械性能，使之广泛应用于机械和城市工程建设领域。但当钢丝强度增加时，诸如分层等潜在裂纹缺陷也随之产生，见图1。钢丝韧性降低，一旦达到拉拔极限临界点，钢丝不步增加高碳钢能再使用。传统经验即调节热处理和偏析来控制分层。进丝强度，这时采用三步法界定分层的产生机理就非常必要了。图1分层裂纹首先：分层后螺旋断口产生机理的界定；第二步界定分层发生的起始点及裂纹如何扩散；第三步界定为什么粗直

2、径钢丝比细直径钢丝发生分层的频次要高。扭转试验二根共析钢试样（C=0.82%,4>9.00mm和4)1.03mm)已备好。III■两种钢丝从拉丝模拉拔之后即进行扭转试验O扭转试验后出现三种断口形状。第一种即韧性断口，在最大剪切应力方向上有一个断口；这是一种正常钢丝断口。第二种是多样性断口即有两种形状断口：韧性断口和螺旋形断口。当钢丝断口较多时，分层可能发生或不发生。第三种形状即脆断，分层后只有螺旋状断口。当钢丝扭转时,发生分层裂纹，扭矩下降。沿拉拔方向，产生初始分层。当钢丝扭转时,转变为螺旋裂纹。对于粗直径钢丝，从真实应变£=1.9时扭转值突然下降，并发生分层

3、。细钢丝，扭转值保持在稳定的水平，并不发生分层。粗钢丝断口形状从韧性断口变为多样性断口，最终形成螺旋状断口。细钢丝，断口形状从韧性断口变为多样性断口，但不发生螺旋线状断口。进而，细钢丝持续产生韧性断口直到受到比粗钢丝更大的压缩。所以，细钢丝在相同的压缩下韧性比粗钢丝更高。初始点观测分层发生过程可由4)3.15mm钢丝试验来观测。图2表明了钢丝分层发生后即时表层状况。在表层有许多裂纹，且不是简单的直线状。图3是图2的放大影像。每个裂纹有节矩，在节矩内产生缩颈。裂纹结合，扭矩下降时产生缩颈，即在扭矩下降之前为分层发生的初始点。图2扭转至分层点的钢丝表层图3图2的局

4、部放大钢丝表面用扫描电子显微镜观测，钢丝呈现4种类型。第一种钢丝被扭转到分层刚发生之前；第二种钢丝被扭转到发生分层的时刻；第三、四种钢丝被扭转到分层发生后2〜3倍角位置。分层发生前钢丝表面层产生大量微裂纹，每个裂纹大约20um,裂纹结合起来产生分层。裂纹数目增加，当钢丝持续扭转试验时，裂纹转向扭转线方向。这样，钢丝持续扭转试验,裂纹结合起来，并产生了螺旋状断口。微裂纹的观测显然当裂纹结合起来时产生分层,所以下面有必要对粗细钢丝的裂纹进行界定。裂纹方向可分为三种类型,第一种微裂纹称为c裂纹，沿圆周方向产生；第二种微裂纹成为F裂纹,沿扭转线产生；第三种微裂纹不考虑

5、晶粒方向，产生于拉拔方向的L裂纹。试验结果证实三种发现，粗细直径钢丝低压缩时都会产生C裂纹。从£=0.6,直到拉拔极限时，粗细钢丝产生F裂纹，并持续产生，最后不考虑钢丝直径，大压缩率时产生L裂纹。显然粗细直径钢丝扭转值变化有很大差异。若不考虑钢丝直径，在钢丝表层发生裂纹方向从圆周方向转变为径向或拉拔方向。图4粗钢丝弯曲的珠光体片层在拉拔方向上弯曲和延伸图5细钢丝珠光体晶粒更易于旋进入拉拔方向，仅有少量弯曲片层珠光体晶粒观测表层珠光体晶粒采用扫描电子显微镜观测拉拔方向上的珠光体晶粒。粗细直径钢丝拉拔时，拉拔方向上的珠光体片层都延长了，但拉拔后两种钢丝尺寸之间的珠

6、光体晶粒变形不一致。图4、5即粗细钢丝的珠光体晶粒变形图。图4表明，粗钢丝珠光体片层在拉拔方向内弯曲延伸；图5表明，细钢丝比粗钢丝更容易旋转至拉拔方向，只有少部分片层弯曲。这些倾向都可由粗细钢丝的表层到中心部位观测到。可认为，两种钢丝之间珠光体晶粒尺寸是差异的原因之一。通过硬淬火方法观测奥氏体晶粒，粗钢丝比细钢丝的奥氏体晶粒要大,所以珠光体晶粒也较大。因此，可认为细钢丝比粗钢丝的珠光体晶粒更容易旋转进入拉拔方向中。4>3.15mm钢丝中接近分层初始点的片层弯曲，产生空隙图74>3.15mm钢丝空隙中可见裂纹分层后的珠光体晶粒4>3.15mm试验钢丝分层后可观测

7、到珠光体晶粒。如图6所示，许多片层在分层初始点处弯曲，并形成一些空隙。如图7所示，从空隙处可发现产生了裂纹。观测结果表明，分层机理产生原因如下：首先，粗钢丝拉拔时，珠光体片层弯曲并趋于拉拔方向，在片层之间产生了空隙和裂纹；第二，钢丝扭转时在拉拔方向上裂纹扩散，扭矩下降，当裂纹结合在一起时，并最终产生分层。因此，弯曲的珠光体片层中存在的空隙和裂纹是发生分层的原因之一。结论根据分层产生机理的观测，总结如下：微裂纹结合在一起时，扭矩突然下降，然后发生分层;不考虑拉拔后的钢丝直径，表层产生的裂纹由圆周方向转变为径向、纵向。粗细钢丝拉拔后，珠光体晶粒相变形貌存在差异，粗

8、钢丝拉拔时，珠光体片层弯曲，在片层间产