辊模拉拔技术在高强度钢丝制备中的应用.pdf

摘要 摘 要 为探讨辊模拉拔技术在制备高强度钢丝上的可行性，采用扫描电子显微镜 （SEM）、透射 电子显微镜（TEM）、电子背散射衍射（EBSD）、X 射线衍射（XRD）、差示扫描量热仪（DSC） 以及力学性能检测等分析手段，对比研究了两种成型方式对低碳钢丝和高碳钢丝组织形变及 力学性能的影响。 对比研究了拉拔方式对低碳钢丝组织性能的影响。结果表明：当应变量为0.23 时，辊模 拉拔钢丝的强度为660MPa，冷拉拔钢丝的强度为621MPa，辊模拉拔钢丝强度较冷拉拔提升 约6%；而当应变量为1.18 时，辊模拉拔钢丝的强度为854MPa，冷拉拔钢丝的强度为898MPa， 辊模拉拔钢丝强度较冷拉拔下降约5%。任一应变量下，辊模拉拔钢丝的塑性更优。与冷拉拔 钢丝相比，辊模拉拔钢丝组织变形较均匀，晶粒尺寸更小，形成的<110>丝织构更强。TEM 结果表明，形变初始阶段，辊模拉拔钢丝组织中形成较多数量的亚晶；形变后期，辊模拉拔 钢丝组织内位错密度较低，加工硬化效果减弱。残余应力分析表明，冷拉拔钢丝表面存在较 大的残余拉应力，随应变量的增加，辊模拉拔钢丝表面由较小的残余拉应力转变为压应力。 对比研究了拉拔方式对高碳钢丝组织性能的影响。结果表明：当应变量为1.18 时，辊模 拉拔钢丝的强度为1583MPa，冷拉拔钢丝的强度为1493MPa，辊模拉拔钢丝强度较冷拉拔提 升约6%。与冷拉拔钢丝相比，辊模拉拔钢丝组织形变更协调，晶粒尺寸更小，形成的<110> 丝织构更强。在拉拔过程中，冷拉拔产生的剪切变形易造成渗碳体片断裂，断裂区存在高密 度位错缠结；辊模拉拔方式下，渗碳体片主要以缓慢弯曲方式减小剪切作用，钢丝片层间距 更小，加工硬化作用更强。DSC 结果表明，应变量为1.18 时，辊模拉拔钢丝在403℃~491℃ 之间出现放热峰，而冷拉拔钢丝出现放热峰的温度区间为381℃~472℃，这说明辊模拉拔钢 丝组织更稳定，形变存储能相对更低。残余应力分析表明，形变初期，两种拉拔钢丝表面均 存在残余拉应力；随应变量的增加，辊模拉拔钢丝表面残余拉应力转变为压应力，而冷拉拔 钢丝表面仍为残余拉应力。 关键词：辊模拉拔；冷拉拔；低碳钢丝；高碳钢丝；形变机理 I Abstract Abstract To explore the feasibility of roller-die drawing technology in the preparation of high strength steel wire, Scanning electron microscopy (SEM), Transmission electron microscopy (TEM), Electron backscatter diffraction (EBSD), X-ray diffraction analysis (XRD), The differential scanning calorimeter (DSC) and mechanical properties testing methods were used to study the effects of two forming methods on microstructural deformation and mechanical properties of low carbon steelwireandhigh carbon steelwire. Effects of drawing methods on microstructural evolution and mechanical properties of low carbon steel wire were studied. The results show that when the drawing strain is 0.23, the strength of steel wire drawn in roller dies is 660MPa, the strength of cold drawn steel wir