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拉拔和退火是钢丝生产过程中的关键步骤。本文运用电子背散射衍射(EBSD)系统、电子显微镜(SEM,TEM)、环境扫描电镜(ESEM)的原位加热动态分析等手段,着重研究了SWRH82B盘条和钢丝在拉拔及退火过程中组织和织构的演变规律,同时对组织、织构、晶界、应变分布与宏观力学性能之间的关系进行了较为深入的探讨。
首先,对钢丝拉拔及退火过程中的微观组织进行了研究。研究结果表明,盘条中的珠光体片层取向各异;拉拔过程中,珠光体片层向力轴方向转动,当应变量ε增加到1.9时,片层趋向于与拉拔方向一致,晶粒由等轴状逐渐转变为纤维状,沿拉拔方向排列。对于应变量ε=1.9的钢丝,450℃退火30min、2h,晶粒形貌并不发生变化;600℃退火30s以上时,铁素体即可发生回复、再结晶,晶粒逐渐由纤维状转变为等轴状,并不断长大;当退火时间达4h以上,会造成部分晶粒异常长大,出现二次再结晶。同时,在退火过程中,原始渗碳体片发生球化并长大。原垂直于拉拔方向的渗碳体片和与拉拔方向呈一定夹角或平行于拉拔方向的渗碳体片的球化存在先后顺序的差异,从而导致其长大过程中尺寸不均匀。
其次,对钢丝拉拔及退火过程中的织构演变进行了研究。研究发现,冷拔态钢丝中存在着明显的织构,其主要有两类:一类是〈110〉晶向平行于拉拔方向的〈110〉丝织构,一类是{111}、{001}晶面平行于纵截面的{111}、{001}丝织构,且{111}、{001}丝织构都集中在{111}〈110〉和{001}〈110〉。拉拔形变程度越大,〈110〉丝织构强度越高。对于冷拔钢丝,无论450℃或者600℃退火,其主要织构仍继承原冷拔态的〈110〉丝织构,但钢丝应变量越大,退火过程中织构强度越高。对同一应变量的钢丝来说,织构强度随退火时间的延长呈现先上升后下降的趋势,应变量不同,强度峰值到达的时间也不同。750℃以上退火后,织构逐步消除。钢丝退火过程中织构沿径向的分布是不均匀的,且因退火温度的不同,分布规律有所不同。
最后,对钢丝拉拔及退火过程中的组织、织构等微观因素与宏观力学性能之间的关系进行了探讨。钢丝形变过程中珠光体片层间距减小、晶粒尺寸减小、应变量增大、位错密度增加、织构强度增加,上述诸因素综合影响,导致其宏观上抗拉强度升高;600℃退火过程中晶粒尺寸增大、应变逐步消除、位错密度逐渐下降,因而导致钢丝硬度降低。分析认为,钢丝拉拔过程中组织和织构对拉伸性能的影响都不可忽视。