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冷形变对SCM435冷镦钢球化退火组织性能的影响研究

张强  
【摘要】:为优化现有的SCM435盘条球化退火工艺,缩短球化退火周期,提高球化退火质量,研究了冷拉拔钢丝球化退火后微观组织和力学性能,结合扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度测试、拉伸力学性能测试和图像软件分析等手段,对比研究了热轧盘条与拉拔钢丝退火后的微观组织和力学性能,并提出了高效球化退火新工艺。研究了退火工艺参数(退火温度和保温时间)对热轧SCM435盘条经典工艺球化退火后组织性能的影响。结果表明:在亚临界温度下退火,提高退火温度、延长保温时间可改善退火后钢丝组织球化形貌,降低钢丝强度与硬度,提高材料塑性。720℃下退火,组织中碳化物分布不均匀,颗粒尺寸分布差异较大;740℃下退火,退火后组织球化形貌良好,随着保温时间的延长,球状碳化物颗粒尺寸逐渐增大,球化质量提高。在临界温度(760℃)下退火,延长保温时间可促使碳化物分布更加均匀,但退火后容易析出片状珠光体,降低组织球化率,使得硬度和抗拉强度提高,不利于材料塑性的提升。研究了冷拉拔钢丝退火后的微观组织和力学性能。结果表明:冷拉拔形变对不同的球化退火方式会产生不同的影响。1、在亚临界球化退火方式下,拉拔钢丝退火后组织球化率更高,球化质量更高,退火后塑性更好。形变量20%钢丝720℃4 h退火后球化率提高到90%,热轧盘条720℃2 h退火后断后延伸率只有20%,30%拉拔钢丝720℃2 h退火后延伸率提高到31%(相较于热轧盘条提高了55%)。2、在临界球化退火过程中,拉拔钢丝退火后组织性能变化不明显,退火后片状珠光体的存在导致组织球化率不高,球化率一直在80%以下,拉拔钢丝与盘条退火后延伸率保持在26%左右,没有发生明显变化。为提高球化效率,改善球化质量,设计了球化退火新工艺,研究了冷拉拔形变对新工艺处理后钢丝组织性能的影响。结果表明:新工艺可以实现组织快速高质量的球化,拉拔钢丝在2.5 h左右的保温处理下可以实现90%的球化率,组织中不再出现片状珠光体,拉拔钢丝新工艺退火后强度硬度进一步降低,塑性进一步提高。


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