70＃高碳鋼絲水浴淬火工藝及其對組織性能的影響.pdf

1、用于生產(chǎn)鋼絲繩的半成品原料在實際生產(chǎn)過程中通常會進行淬火處理，淬火方式常采用鉛浴淬火。但鉛浴對環(huán)境和人體有害，于是新型的節(jié)能環(huán)保的水浴淬火方式開始成為熱門課題。本文通過對70＃鋼的組織轉(zhuǎn)變行為進行分析，選取90℃、9％的聚丙烯酸鈉溶液作為水浴淬火介質(zhì)，采用雙段式水浴淬火方式，研究鋼絲不同的收線速度和不同第一區(qū)水浴浸入長度對鋼絲組織性能的影響，確定適當(dāng)?shù)乃〈慊鸸に?；對?yōu)化后的水浴與鉛浴的鋼絲組織性能進行比較，研究水浴和鉛浴處理對鋼絲加工

2、硬化行為及力學(xué)性能的影響。
　　利用熱膨脹法研究了70＃高碳鋼連續(xù)加熱-冷卻相變及等溫冷卻相變行為，建立了奧氏體和珠光體相變動力學(xué)模型，再通過有限元仿真雙段式水浴淬火過程中各個階段的溫度場，確定了70＃鋼絲在水浴淬火中的冷卻曲線。進一步基于70＃高碳鋼連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變CCT和等溫轉(zhuǎn)變TTT圖的計算，揭示了水浴淬火代替鉛浴淬火的可行性并指導(dǎo)了水浴淬火工藝的設(shè)計。
　　70＃鋼絲水浴淬火時，在第一區(qū)水浴浸入長度相同時，隨收線速度的增

3、加，索氏體團的尺寸變小，索氏體片間距增大，硬度變化不大，鋼絲的抗拉強度降低，塑性提高，綜合考慮選取24m/min的收線速度為宜。在收線速度相同時，隨第一區(qū)水浴浸入長度的增加，索氏體團的尺寸幾乎不變，索氏體片間距減小，鋼絲的抗拉強度升高，塑性降低。通過對顯微組織和力學(xué)性能的綜合分析，確定收線速度為24m/min，第一區(qū)水浴浸入長度為1300mm為70＃鋼絲水浴淬火適宜的生產(chǎn)工藝。
　　優(yōu)化后的水浴淬火工藝和鉛浴工藝都可以得到索氏體組

4、織，水浴后的索氏體組織相對鉛浴后的略有增大。水浴淬火后鋼絲抗拉強度比鉛浴淬火工藝后的鋼絲略微低一點，維氏硬度值、扭轉(zhuǎn)次數(shù)和斷后伸長率基本接近。
　　基于修正的Ludwik模型建立了鉛浴和水浴淬火鋼絲的拉伸變形硬化模型，兩者應(yīng)變硬化系數(shù) K和應(yīng)變硬化指數(shù) n相當(dāng)，表明水浴淬火鋼絲具有良好的冷拉拔工藝性能。水浴淬火索氏體化后經(jīng)過多道次水箱冷拉拔的鋼絲拉伸強度、塑性及扭轉(zhuǎn)次數(shù)滿足70＃冷拉鋼絲力學(xué)性能及鋼絲繩捻制工藝要求。水浴淬火工藝處