珠光体相变过程控制对其微观组织尺寸及力学性能的影响规律研究

摘要

通过采用快速相变仪DIL805以高纯氦气作为冷却介质，深入研究深过冷再等温工艺对珠光体组织及性能的影响，及珠光体微观显微组织对裂纹形成及扩展的影响。以珠光体微观组织尺寸与其性能为研究目标，采用LeicaDMI5000M智能金相显微镜、扫描电镜（SEM）、场发射透射电镜（TEM）及INSTRON8501电液伺服万能试验机对珠光体组织及性能进行分析研究。探索深过冷工艺（深过冷温度及深过冷时间）对珠光体微观组织及力学性能的影响，实验结果表明：
　　（1）深过冷再等温之后珠光体显微组织大角度晶界数量明显多于直接等温试样，珠光体团尺寸细化，且随深过冷温度降低及等温时间的延长，团尺寸细化越明显，珠光体片层间距有细化的趋势。
　　（2）团尺寸和晶粒尺寸是影响珠光体材料塑性指标的重要组织参数，珠光体材料的塑性主要取决于晶粒尺寸和团尺寸，在晶粒尺寸保持一定的情况下，材料的断面收缩率及延伸率随珠光体团尺寸的减小而增大；深过冷再等温试样塑性指标较直接等温试样好，而强度则主要受片层间距的影响，当片层间距变化较小时，抗拉强度无明显变化。
　　（3）拉伸试样失效机制均为韧窝断裂，深过冷再等温试样纤维区较直接等温试样范围宽，而放射区则比后者小，且韧窝尺寸比直接等温试样大而深，撕裂状区域面积小，二次裂纹数量减少。
　　（4）珠光体中有四种裂纹扩展方式：一是垂直于渗碳体片扩展;二是与渗碳体片成45°剪切断裂;三是沿铁素体与渗碳体相界面撕裂;四是沿珠光体团的边界开裂。应力强度水平较低时，细晶粒对裂纹萌生及扩展抗力低于粗晶粒，随着应力强度水平的提高，细晶粒又表现的比粗晶粒优越，小晶粒尺寸试样缺口处萌生的裂纹数量比大晶粒试样多而细，而大晶粒试样裂纹较宽。珠光体团尺寸较大时，裂纹扩展至珠光体团界，直接穿过团界进入下一个珠光体团继续扩展，裂纹扩展路径较平直。团尺寸较小则裂纹沿团界扩展且路径拐折较多，走向弯曲。大片层间距条件下，裂纹扩展至珠光体团界时，穿过团界直接进入下一个珠光体团，沿铁素体与渗碳体相界面撕裂，裂纹在珠光体团内的铁素体片层中扩展。片层间距较小，裂纹垂直于铁素体、渗碳体片扩展，
　　（5）提高压缩空气的压力，即提高冷速，钢丝的屈服强度和抗拉强度都随之上升，而塑性指标变化不大；风冷索氏体化钢丝的力学性能与铅浴钢丝基本接近。

目录

第一章 绪论

1.1前言

1.2 珠光体

1.3珠光体转变动力学

1.4冷却速度对珠光体相变过程的影响

1.5珠光体显微组织对其力学性能的影响

第二章 试验材料及方法

2.1 实验材料

2.2 热处理工艺路线的确定

2.3 常规力学性能及裂纹扩展测试

2.4 显微组织观察及测定

2.5 风冷索氏体化钢丝实验方法

第三章 过冷再等温工艺对珠光体组织及性能的影响

3.1过冷再等温工艺及动力学曲线

3.2珠光体过冷再等温微观组织分析

3.3珠光体过冷再等温力学性能分析

3.4珠光体过冷再等温拉伸断口分析

3.5 珠光体显微组织对力学性能的影响

3.6 结论

第四章 珠光体组织对裂纹形成及扩展的影响

4.1不同晶粒尺寸下观察裂纹形成及扩展

4.2不同团尺寸下观察裂纹形成及扩展

4.3不同片层间距下观察裂纹形成及扩展

4.4实验结果分析及讨论

4.5结论

第五章 70钢钢丝风冷索氏体化工艺

5.1 风冷工艺的发展

5.2 钢丝风冷冷速的测定

5.3 钢丝风冷索氏体化实验结果

5.4 钢丝风冷索氏体化实验结果分析

5.5 实验结论

第六章 结论

参考文献

致谢

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