冷拔珠光体钢丝的组织及其性能

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高强度镀锌钢丝主要应用在大跨度桥梁缆索等重要场合，不仅要求其具有高的承载能力，同时要求良好的防腐蚀能力。其生产过程一般是：高碳钢线材经多道次连续冷拔机拉拔加工后得到高强度钢丝，然后再进行镀锌处理，在其表面形成锌层。 高强度钢丝经镀锌处理后常发现其强度、扭转性能明显下降，影响其使用性能。通常镀锌温度(450℃左右)对高碳钢而言，其组织性能不会发生大的变化，但由于钢丝在拉拔加工过程中储存了大量的形变能，其组织也与普通高碳钢有显著的差异，在镀锌过程中组织发生回复甚至发生渗碳体球化等现象。然而，拉丝形变过程中渗碳体片已经发生碎化，成纳米尺度颗粒排列在原先的片层方向上，并且部分渗碳体发生溶解。 钢丝力学性能的变化 钢丝经450℃等温处理，其抗拉强度、伸长率随等温时间的变化。可以看到，钢丝的强度为1780MPa，伸长率约为8%。等温初期(2. 5min)钢丝抗拉强度略有上升，达到1940MPa，上升幅度为9%；随着等温时间的延长，钢丝强度下降，等温lOmin之后强度稳定在1600MPa左右。钢丝伸长率在等温初期急剧下降，2.5min时达到，下降幅度为25%左右：等温5min后略有上升，终稳定在7%左右。 钢丝以及等温处理40min的试样，其扭转曲线表现正常：经短时等温处理(2.5min、lOmin)的钢丝，在扭转变形进入塑性阶段的初期，扭矩剧烈下降，此时钢丝表面产生沿轴向方向的裂纹，即出现扭转分层现象。 对比盘条和钢丝的X射线图谱，可以发现，经拉拔形变的钢丝，其X射线图谱上渗碳体的衍射峰弱化甚至消失，大量研究指出渗碳体峰的弱化与渗碳体的溶解有关，说明钢丝经拉拔形变，部分渗碳体发生溶解；钢丝经450℃等温处理，在X射线图谱上，渗碳体的峰又重新可见，说明在等温过程中溶解的渗碳体重新析出，这与TEM的观察结果(图Sb)相吻合。并且在X射线图谱上仅存在铁素体与渗碳体的衍射峰，说明钢丝在等温过程中，并未有新相产生，析出的碳化物为渗碳体。 等温后期，钢丝的强度下降，塑性上升：此时钢丝的组织发生明显的变化：渗碳体片球化程度加剧，析出相不断长大，并且铁素体片发生明显的回复。冷拉拔钢丝高强度的获得与珠光体片层间距的细化有关，并且渗碳体/铁素体界面对铁素体中高密度位错的积累起到重要作用。渗碳体/铁素体界面阻碍位错的运动，并且拉拔过程中溶解的碳原子对位错的运动也有钉扎作用，使钢丝获得高强度。等温后期，渗碳体片发生球化，渗碳体／铁素体界面遭到破坏，对位错运动阻力减弱：溶解的碳原子在等温过程中也重新析出，随着等温时间的延长，析出的渗碳体颗粒不断长大，根据理论，第二相颗粒尺寸越大，材料的强度越低；此外，等温后期，铁素体片发生明显的回复，位错重组构成亚晶界，形成细小亚晶结构，拉拔过程中造成的点阵畸变得到恢复，并且位错密度的降低使得钢丝的电阻率、强度下降。渗碳体片的球化、析出相的长大以及铁素体片的回复，这三者的综合作用使得钢丝的强度下降，塑性提高。(图/文www.wxlgjx.cn)

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