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不锈钢拉丝加工的组织变化和强度

                               不锈钢拉丝加工的组织变化和强度

  从拉丝加工产生的加工硬化曲线可知,各种基体钢,包括P钢、F钢和FM钢的拉伸强度基本上都随拉拔应变的增大而呈线性增加,较之F钢和FM钢,P钢的加工硬化*高。其机理虽有待进一步查明,但可能是由层状间隔和位错密度等各种组织变化造成的。以下概要介绍关于因拉丝加工而引起的钢丝()组织变化,过去整理的方案,以及当前正大力探讨的θ分解行为等研究成果。

  31层状间隔、位错密度及θ的变化

  在铅浴淬火材上,层状间隔的方向虽是随机的,但若进行实际应变约为1的拉丝加工时,就会变成取向为拉丝方向的层状组织,且层状间隔与钢丝直径的减小成正比地变细,如铅浴淬火后的层状间隔为100nm,若进行实际应变为4的拉丝加工后,层状间隔就细化到了10nm级。平均的层状结构虽随拉丝加工应变的增加而细化,但根据聚集组织内层状方向的不同,因拉丝过程中聚集组织的变形不均匀,故随着应变的增加,使层状间隔的分布宽度增大。

  并且,拉丝加工能在α中形成细小的晶粒组织,这是由于层状组织促进了晶粒尺寸的细化之故。从经强加工的层状间隔约10nm钢丝的TEM(透射塌镜)组织图片可知,在α中有沿层状方向的周期性反差变化,其宽度大致(与层状间隔同)10nm;另外,因α的衍射点在反差不同的区域有若干变化,故此变化仅源于结晶方位不同的结晶组织。轧制强加工的P钢邻接α间的方位差*大约为10°,承担方位差的必要几何GN位错密度,在层状间隔为20nm时变为1016m2级。从层状间隔与位错密度间的关系可知,在强加工使层状间隔达10nm的钢丝上,即使邻接α间及晶粒间的方位差少到3°时,α/θ之间的界面,以及晶粒边界的GN位错以外统计的蓄积SS位错构成,故如果也考虑到SS位错密度,则在强加工钢丝上存在1017m2级的高密度位错。

  考虑到θ硬而脆,其厚度变薄则需产生塑性变形。在拉丝加工中,若θ厚度小于10nm,则表明θ进行了充分的塑性变形,一般用铅浴淬火即可实现。从强加工钢丝的晶格图象可知,当层状间隔细化到10nm级时,θ厚度因塑性变形而达到了数纳米的水平,且在低倍上θ未截断而保持了层状结构。另还有研究报告认为θ产生了滑移变形,但对变形机理却尚未查清。