大形变珠光体钢丝中微结构及位错组态研究

摘要

为研究大形变珠光体钢丝微结构及位错组态的演变规律，采用万能试验机及显微硬度计测试了拉拔形变珠光体钢丝的力学性能;采用扫描电镜(SEM)及其配套的电子背散射衍射(EBSD)系统研究了珠光体片层结构和铁素体织构的演变规律;采用透射电镜(TEM)研究了钢丝中位错组态的演变情况，采用X射线衍射(XRD)仪分析了钢丝各衍射峰的宽化情况，并根据Voigt函数改进的WH方法定量计算出钢丝的位错密度;探讨了位错组态与铁素体片层厚度的关系及铁素体临界片层厚度的计算方法。
　　冷拉拔珠光体钢丝微结构及力学性能的研究结果表明:随着应变量的增加，钢丝抗拉强度和显微硬度持续增加，珠光体片层逐渐转向拉拔方向，片层间距减小，成为沿拉拔方向的纤维状组织;随着应变量的增加，铁素体中<110>丝织构的强度逐渐增大，最后趋于饱和。
　　珠光体钢丝中位错组态分析及位错密度计算的结果表明:珠光体钢原始盘条中位错少而平直，位错密度的数量级在1013 m-2;当应变量较低时，位错密度缓慢增加，位错线呈平行“列式”排布，此时位错处于单滑移阶段;随着应变量的增加，位错密度快速增加到1015 m-2，位错之间发生聚集和缠结，并形成“位错墙”等组态，位错逐渐从单滑移过渡到多滑移阶段;当应变量达到2.52时，位错密度开始下降;当应变量达到3.25时，出现了单个位错“弓出”的组态。
　　采用F-R源公式计算了不同应变量下铁素体临界片层厚度，探讨了位错组态与铁素体片层厚度关系，并结合大应变珠光体钢丝对其进行了修正，结果表明:1）片层厚度大于临界值时，位错快速增殖，易发生塞积和缠结，进而形成“位错墙”等结构;2）片层厚度接近临界值时，位错增殖减缓，易于形成单个位错“弓出”的结构;3）片层厚度小于临界值时，位错增殖受阻，位错不能被钉扎住，易于在外力作用下快速滑移出晶体。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 钢丝生产与应用

1．1．1 钢丝生产工艺流程

1．1．2 钢丝表面预处理

1．1．3 钢丝冷拉拔工艺

1．1．4 钢丝热处理

1．2 珠光体钢丝研究现状

1．2．1 微观组织演变

1．2．2 位错组态演变

1．2．3 位错密度计算

1．3 珠光体钢丝拉拔过程中强化机制

1．3．1 晶界强化

1．3．2 位错强化

1．3．3 渗碳体分解强化

1．4 本课题的研究背景和内容

1．4．1 研究背景与意义

1．4．2 研究内容

第二章 实验材料及方法

2．1 研究路线

2．2 实验材料

2．3 力学性能测试

2．3．1 显微硬度测试

2．3．2 抗拉强度测试

2．4 显微组织观察分析

2．4．1 SEM观察分析

2．4．2 电子背散射衍射分析

2．4．3 TEM观察分析

2．4．4 位错密度测量

第三章 冷拔珠光体钢丝的组织与力学性能

3．1 力学性能

3．2 微观组织

3．3 织构演变

3．4 本章小结

第四章 位错的TEM和XRD分析

4．1 位错的TEM分析

4．2 几种XRD测量方法比较

4．2．1 WH方法

4．2．2 Voigt函数改进WH方法

4．2．3 Origin函数拟合方法

4．3 位错密度的测量

4．3．1 计算87A位错密度

4．3．2 横纵截面比较

4．4 本章小结

第五章 位错组态与铁素体片层厚度关系探究

5．1 铁素体临界片层厚度的计算方法

5．1．1 弗兰克-瑞德源

5．1．2 铁素体临界片层厚度计算

5．2 位错组态与铁素体片层厚度的关系

5．2．1 几种位错组态的观察与分析

5．2．2 位错组态与铁素体片层厚度

5．3 计算公式的修正

5．4 本章小结

第六章 结论

致谢

参考文献