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预扭转变形对冷拔珠光体钢丝组织和性能的影响 摘要：本研究通过不同转数扭曲的钢丝，对预扭转变形对冷拔珠光体钢丝的显微组织、拉伸强度和显微硬度进行了研究。结果表明，预扭转后，拉伸强度对扭转变形非常敏感且强度明显下降。随着预扭转数量的增加，显微硬度在中间层和表面层显示不同演化过程。通过预扭转，渗碳体片层边界增强减少和由应变梯度诱导加工硬化增强进行了讨论，揭示了拉伸强度和显微硬度的变化。 关键词： 珠光体；冷拔； 扭转； 拉伸强度； 显微硬度。 1.介绍 具有较高的强度和合理延展性结合弹性极限的冷拔珠光体钢丝在电缆电线悬索桥，结构加固混凝土和轮胎，绳索和结构弹簧的得到广泛应用。用于电缆的电线，它们通常是由热轧钢的共析或过共析组合物具有一定直径、拉丝退火以产生完全珠光体组织细珠光体片层间距，然后冷拔钢丝经几次，并最终在锌浴镀锌。微观结构演化和在拉拔过程中珠光体钢丝机制的加强已经由恩伯里和费舍尔系统地研究了，并首先通过他们提出了一种边界强化机制，这是由兰福德证实。从那时起，冷拔珠光体钢丝的强度和层间距之间存在Hall-Petch关系已经被广泛报道。托里比奥和Ovejero和张某等人也提出了珠光体形貌的演变机制，这是基于不同的配置的珠光体不同的变形行为的分析。同时，利用实验性或理论性的方法损伤演化和优化在多道拉丝工艺图纸参数已被广泛研究。珠光体钢丝，发生在冷拉伸过程中，从而导致强度的增加既减少了珠光体片层间距和渗碳体的层状厚度变薄。冷拉伸变形时的强度增加可以归因于位错的减少的平均自由程与纳米结构的作为阻碍位错滑移的渗碳体片。 破坏强度和韧性的冷拉珠光体钢丝检查通过执行单向和反向扭转测试。悬索桥的电缆线在卷曲过程中主要承受拉应力而不是扭转变形的过程，但卷取过程中的运输和加工开卷电缆中的导线可能会遭受一定的扭转变形准备。就我们所知，目前，扭转主要用于检查失效强度和钢丝的韧性的试验方法;扭转变形对微观结构的影响，冷拔珠光体钢钢丝的拉伸强度和硬度的影响还未见报道。 这里描述的研究的目的是研究扭转变形对冷拔珠光体钢丝的影响，用于超高强度拉拔钢丝的发展，以表征微结构的变化，并阐明扭转变形如何影响机械性能的机制发展。目前的工作重点是微观方面，而扭转变形对织构演变的影响将是下一个即将发表的论文的主题。 2材料和实验程序 2.1材料 在本研究中商业钢丝选用的原始材料其化学百分比为Fe-0.84C-0.19Si-0.72Mn-0.04Cr。经过八个冷拔步骤发生拉伸应变，将直径7.0 mm接收钢丝与直径为13.5 mm的钢杆，相应拉伸到的1.31mm，然后在450℃于锌浴中镀锌，以改善抗腐蚀性（镀锌锌层厚度约为40 um），最后在一定的温度（400℃）进行稳定化处理。这些具有高强度的钢丝，通常用于制造吊桥的钢索。 如图1a和b所示（引自文献[12]），原丝平均表观珠光体片层间距为约70 nm具有完全珠光体组织。横截面的形貌是波浪状的珠光体晶粒（图1a），并观察到在纵截面纤维珠光体形态与渗碳板主要是平行或几乎与钢丝轴线平行 。图.1C表明，作为接收的钢丝与铁素体基体平行的钢丝轴（拉伸方向）110具有很强的纤维织构110 。 收线的工程应力 - 应变曲线示于图 1d所示。在这个实验中，钢丝是由法尔胜集团公司（江阴，中国）提供的。 图2.扭转变形：（a）示意图; （b）扭转之前的钢丝线; (c)扭转之后的钢丝。 2.2扭转变形 扭转变形的草图如图2所示，扭转是固定在一个末端和可以旋转的中心轴的单向扭转机另一端进行。扭转之前，沿轴线被画上了电线，为了计算扭转的实际数量和计算实际应变。由于确定在绕线或解卷的实际过程扭转应变的难度，导线被设计成经受不同扭转数，如1，3，9，和20转数（分别命名wire1，wire3，wire9和wire20，通常在断裂前收线可以减少25圈），获得丝样品具有不同的扭应变。 图1.微结构，纹理和所接收的钢丝的应力 - 应变曲线：（a和b）分别是作为接收的g钢丝分别在纵截面和横截面观察到的微观结构的显微照片[8]; (C)?通过X-射线衍射法测的铁素体基体的反极图; （d）应力 - 应变曲线。 旋转速度为30 rpm和钢丝扭转变形的标距长度为70 mm。由式（1）计算出剪切应变γ，这为研究高压扭转做参考。 γ=2pRN/L (1) 其中R是到轴中心的距离（在这项工作中的表面层样品，R等于3.25毫米），N是扭转数，L是预先扭转变形钢丝的长度。等效应变 εvm，从下面的公式计算: εvm=γ/√3 (2) 扭丝样品的拉伸试验以应变速率为3.0×10-4s-