珠光体钢丝大应变冷拔过程中铁素体与渗碳体组织演变规律的研究

摘要

本文以珠光体钢为研究对象，采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、背散射电子衍射技术(EBSD)、原子力显微镜(AFM)和三维原子探针(3DAP)系统地研究了共析珠光体钢在冷拔过程中的微观组织及织构演变规律，探讨了大应变条件下渗碳体的溶解机制，获得以下主要结论:
　　三种不同碳含量的钢丝(65＃、72A和82B)随着应变量的增加，其抗拉强度逐渐增加，珠光体片层逐渐转向拉拔方向，片层间距减小；在相同的应变量下，钢丝的碳含量越高，其抗拉强度越大，65#钢中珠光体团周围的铁素体组织由于分布不均匀，在冷拔过程中逐渐形成裂纹。
　　共析珠光体钢丝(SWRH82B)冷拔过程中微观组织及织构的演变规律:(1)在变形过程中，珠光体组织逐渐转向拉拔方向，片层间距减小，铁素体内部位错密度增加，渗碳体发生弯折和断裂，表现出一定的塑性，最后在横截面上形成卷曲状的层片组织，在纵截面上形成平行于拉拔方向的层片状组织。(2)渗碳体在变形过程中发生弯曲和扭转,在拉伸应力以及剪切应力作用下发生剪切滑移,界面处形成滑移台阶，局部区域出现位错穿过渗碳体的现象,选区电子衍射观察到渗碳体衍射斑有“环化”倾向，即渗碳体相发生不同位向的转动；3DAP测试结果表明变形使渗碳体发生了分解，溶解的碳原子主要聚集在铁素体/渗碳体界面处，渗碳体溶解存在一个门槛值，渗碳体片层厚度是影响珠光体钢冷变形过程中渗碳体分解关键的参数。(3)冷拔形变使铁素体产生了平行于拉拔方向的(110)丝织构，且随着冷拔钢丝应变量的上升，铁素体(110)丝织构增强，其他织构组分减弱；靠近钢丝心部的铁素体(110)丝织构增强幅度大于其他区域；在变形过程中，铁素体晶界主要以小角度晶界为主且分布比例先增大后减小。
　　渗碳体的溶解机制:在变形过程中，渗碳体片层被拉长减薄，界面能增加，渗碳体相变得的不稳定，同时变形过程中位错穿过渗碳体片层，将渗碳体中的碳原子拖曳出去导致渗碳体分解，位错机制和界面能机制都在渗碳体溶解过程中起重要作用。