KSC72A钢丝水浴淬火工艺及性能研究

发布时间：2017-03-25 08:01

  本文关键词：KSC72A钢丝水浴淬火工艺及性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前,国内大部分钢丝生产采用的淬火介质为铅液,其原因是铅液具有良好的高温冷却能力,较大的比热容,并且无物态变化,可以保证钢丝在接近等温状态下发生索氏体转变。但铅浴淬火过程中产生的大量铅蒸气会对环境和人体造成严重的伤害。为了扩大钢丝生产产能,响应国家环保政策,急需开发出一种对环境污染小,高效的索氏体化处理工艺。水浴淬火可以很好克服铅浴淬火的弊端,同时具有经济、高效、对环境友好的优点。本文采用浓缩的AQ110作为钢丝水浴淬火介质的添加物,借助KR-SQTAⅡ型淬火介质冷却特性测试仪,系统研究不同浓度与温度水浴淬火介质的冷却特性;借助场发射扫描电子显微镜、金相显微镜、维氏显微硬度计、万能力学拉伸试验机、非接触2D视像测量仪、X射线衍射仪、直流变压电阻仪等仪器,系统研究Φ0.8mm KSC72A钢丝水浴淬火中试生产线工艺参数对其组织与性能的影响,并将结果与铅浴淬火的钢丝进行了比较。与此同时,对水浴淬火钢丝拉拔过程中组织、性能进行研究。结果表明:优化的水浴淬火介质及工艺参数为:AQ110浓度为10%,温度为90℃。其中,温度升高对水浴淬火介质蒸汽膜稳定性的提高作用显著高于浓度的增大。在实验室条件下,不同直径的钢丝在水浴淬火介质中连续冷却处理后,组织全部为马氏体组织;在水浴淬火介质中等温处理后,Φ3.4mm以上钢丝组织为索氏体。Φ0.8mmKSC72A中试生产线优化工艺参数为:奥氏体化炉五区温度分别为990℃、1000℃、1025℃、1010℃、980℃,水浴槽长度20cm,收线速度68m/min。在此参数下生产的钢丝组织与性能与铅浴淬火钢丝相当,其中水浴淬火钢丝拉拔至成品丝的弯曲疲劳性能略优于铅浴淬火钢丝,说明水浴淬火可以取代铅浴淬火。水浴淬火钢丝在拉拔过程中,随着应变量的增大,索氏体团开始沿着拉拔方向变形,最终变成纤维状组织。不同位向的索氏体片层发生相应不同的变形与细化,索氏体片层最终转向与拉拔方向平行的方向,在较大的应变量下,部分索氏体片层发生了断裂。钢丝在拉拔过程中,随着应变量的不断增大,衍射峰发生明显的左移,晶格常数变大,晶体畸变加剧。此外,通过衍射峰强度比可以得出{110}晶面与拉拔方向平行。
【关键词】：KSC72A钢丝 水浴淬火 AQ110淬火介质 索氏体 力学性能
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG162.85;TG156.3
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 绪论12-26
• 1.1 优质碳素钢丝概述12-18
• 1.1.1 制精细绳用钢丝中化学元素作用12-13
• 1.1.2 制精细绳用钢丝生产工艺流程13-18
• 1.2 制精细绳用钢丝水浴淬火工艺18-22
• 1.2.1 钢丝水浴淬火工艺的发展18
• 1.2.2 钢丝水浴淬火工艺的理论依据18-19
• 1.2.3 钢丝水浴淬火过程及工艺19
• 1.2.4 钢丝水浴淬火的工艺条件19-20
• 1.2.5 钢丝水浴淬火的工作原理20-21
• 1.2.6 钢丝水浴淬火的优点21-22
• 1.3 精细制绳用钢丝水浴淬火介质22-24
• 1.3.1 聚合物淬火介质概述22-23
• 1.3.2 聚丙烯酸钠淬火介质23-24
• 1.4 本文研究的目的意义及主要内容24-26
• 1.4.1 本文研究的目的意义24-25
• 1.4.2 本文研究的主要内容25-26
• 第二章 实验材料与研究方法26-35
• 2.1 研究路线26-27
• 2.2 实验材料及仪器27-28
• 2.3 淬火介质物理化学性能28-29
• 2.3.1 淬火介质外观观察28
• 2.3.2 淬火介质pH测定28-29
• 2.3.3 淬火介质粘度测定29
• 2.4 淬火介质冷却特性测定29-30
• 2.5 钢丝水浴淬火工艺30-32
• 2.5.1 实验室水浴淬火试验30-31
• 2.5.2 中试生产线上水浴淬火试验31-32
• 2.6 组织分析32-33
• 2.7 结构分析33
• 2.8 力学性能测试33-35
• 2.8.1 拉伸性能测试33
• 2.8.2 硬度测试33-34
• 2.8.3 电阻率测试34
• 2.8.4 钢丝弯曲疲劳测试34-35
• 第三章 水浴淬火介质冷却特性研究35-51
• 3.1 试验方案及过程35-37
• 3.1.1 水浴淬火介质冷却曲线测试方案35
• 3.1.2 水浴淬火工艺方案35-37
• 3.2 水浴淬火介质物理化学性能37-38
• 3.2.1 淬火介质外观观察结果37
• 3.2.2 水浴淬火介质的pH值及粘度37-38
• 3.3 水浴淬火介质冷却曲线38-43
• 3.3.1 水浴淬火介质浓度对冷却曲线的影响38-39
• 3.3.2 水浴淬火介质温度对冷却曲线的影响39-40
• 3.3.3 水浴淬火介质高温区冷却特性分析40-43
• 3.4 不同直径钢丝的水浴淬火43-50
• 3.4.1 不同直径的钢丝连续冷却处理的显微组织与硬度43-45
• 3.4.2 不同直径钢丝等温处理的显微组织与硬度45-48
• 3.4.3 Φ0.8mm钢丝水浴淬火的显微组织与硬度48-50
• 3.5 本章小结50-51
• 第四章 钢丝中试生产水浴淬火工艺优化51-60
• 4.1 试验方案及过程51-52
• 4.2 奥氏体化工艺参数对水浴淬火钢丝组织与性能的影响52-56
• 4.2.1 奥氏体化温度对钢丝组织与性能的影响52-54
• 4.2.2 钢丝收线速度对其组织与性能的影响54-56
• 4.3 水浴淬火槽长度对钢丝组织与性能的影响56-57
• 4.4 钢丝水浴淬火与铅浴淬火组织与性能比较57-59
• 4.5 本章小结59-60
• 第五章 水浴淬火钢丝拉拔性能研究60-73
• 5.1 试验方案及过程60-61
• 5.2 拉拔钢丝微观组织分析61-66
• 5.2.1 金相组织分析61-63
• 5.2.2 扫描电镜组织分析63-66
• 5.3 显微硬度与电阻率分析66-67
• 5.4 XRD分析67-70
• 5.5 钢丝弯曲疲劳性能分析70-72
• 5.6 本章小结72-73
• 第六章 结论与展望73-75
• 6.1 结论73-74
• 6.2 展望74-75
• 参考文献75-81
• 致谢81-82
• 硕士期间发表论文82

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1 李宗科;KSC72A钢丝水浴淬火工艺及性能研究[D];江苏大学;2016年

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