高精度扁丝的成型工艺及组织演变

发布时间：2017-09-05 19:40

  本文关键词：高精度扁丝的成型工艺及组织演变

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【摘要】：随应用领域不断扩展,对于金属扁丝的需求已从最初的黑色金属过渡至有色金属,越来越精密的使用环境也要求扁丝具有高精度和良好的使用性能。目前在高精度扁丝制备方面存在的主要问题是:成材率低、组织性能不稳定。本文分别选取经过冷拉的60钢丝、经过温拔的工业纯Ti丝和经过温拔的TC4合金丝采用三连轧机组对其进行不同工艺规程的轧制成型,并通过力学性能测试、光学金相显微镜(OM)及透射电镜(TEM)等技术手段,系统研究了三种材料分别在不同轧制工艺下的力学性能和显微组织演变规律;探讨了60钢丝在轧制时组织中渗碳体的演变规律及溶解机制,工业纯Ti丝在冷轧过程中的变形及强化机制以及TC4合金丝在轧制过程中的变形机制,并得到以下主要成果:通过对60钢圆丝退火后进行冷三连轧,可制得截面尺寸为0.65mm×3.47mm的高精度扁钢丝;其抗拉强度和硬度皆随累积变形量的增加而增大;组织中的渗碳体为协调变形会转动至平行于轧制的方向,并发生减薄、断裂和溶解;渗碳体的溶解机制分为变形初始阶段的位错机制和累积变形量达到一定程度时的界面能机制;通过对工业纯Ti丝进行冷九连轧,可制得截面尺寸为0.63mm×5.03mm的高精度纯Ti扁丝;其抗拉强度与硬度皆随变形量的增大而升高;在轧制变形过程中,组织中的晶粒在细化同时保持等轴状,且变形组织中存在大量位错和少量孪晶;在变形量较小阶段,位错滑移与孪生作为主要变形机制,当累积变形量达到一定程度时,位错滑移成为主要变形机制;组织的强化机制包括孪晶强化、位错强化和细晶强化;通过对TC4合金丝的热三连轧可制得截面尺寸为1.05mm×3.09mm的高精度TC4合金扁丝;其抗拉强度和硬度均在第一道次先下降,在后续轧制过程中上升;在整个轧制过程中,组织中的α相保持等轴状,β相减少,终轧组织中存在极少量孪晶和大量位错及亚结构。整个热连轧过程中TC4合金丝在高温和室温时发生变形的主要机制均为位错滑移和孪生。
【关键词】：高精度 扁丝 轧制 组织演变 变形机制
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG335
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-27
• 1.1 引言9
• 1.2 扁丝的精度要求9-10
• 1.3 常用扁丝的成型方法10-11
• 1.4 轧制工艺发展现状11-25
• 1.4.1 轧制工艺分类12-13
• 1.4.2 轧制工艺研究进展13-16
• 1.4.3 扁丝轧制中的显微组织演变16-25
• 1.5 目前存在的问题25
• 1.6 本课题提出的目的和意义25-27
• 1.6.1 课题研究的目的25
• 1.6.2 研究意义25-27
• 第二章 试验材料及试验方案27-33
• 2.1 试验材料27
• 2.2 试验方案27-33
• 2.2.1 轧制试验27-30
• 2.2.2 室温拉伸试验30-31
• 2.2.3 硬度试验31
• 2.2.4 显微组织观察31
• 2.2.5 透射电镜31-33
• 第三章 60钢扁丝的试验结果及分析33-45
• 3.1 60钢扁丝的轧制工艺33
• 3.2 60钢丝的力学性能33-38
• 3.2.1 60钢丝的拉伸性能33-34
• 3.2.2 60钢丝纵截面显微硬度34-35
• 3.2.3 60钢丝横截面显微硬度分布35-38
• 3.3 60钢丝的显微组织演变38-43
• 3.4 本章小结43-45
• 第四章 工业纯Ti扁丝的试验结果及分析45-53
• 4.1 工业纯Ti扁丝的轧制工艺45
• 4.2 工业纯Ti丝的力学性能45-48
• 4.2.1 工业纯Ti丝的拉伸性能45-46
• 4.2.2 工业纯Ti丝纵截面显微硬度46-47
• 4.2.3 工业纯Ti丝横截面显微硬度分布47-48
• 4.3 工业纯Ti丝的显微组织演变48-52
• 4.4 本章小结52-53
• 第五章 TC4合金扁丝的试验结果及分析53-63
• 5.1 TC4合金扁丝的轧制工艺53
• 5.2 TC4合金丝的力学性能53-57
• 5.2.1 TC4合金丝的拉伸性能53-54
• 5.2.2 TC4合金丝纵截面显微硬度54-55
• 5.2.3 TC4合金丝横截面显微硬度分布55-57
• 5.3 TC4合金丝的显微组织演变57-61
• 5.4 本章小结61-63
• 第六章 讨论63-73
• 6.1 冷轧60钢丝中渗碳体的变形与溶解63-66
• 6.1.1 冷轧60钢丝中渗碳体的变形特点63-64
• 6.1.2 冷轧60钢丝中渗碳体溶解机制64-66
• 6.2 工业纯Ti丝冷轧变形强化机制66-68
• 6.2.1 冷轧过程中工业纯Ti丝的变形机制66-68
• 6.2.2 冷轧过程中工业纯Ti丝的强化机制68
• 6.3 TC4合金丝热连轧过程中的变形机制68-70
• 6.4 不同晶体结构金属的轧制工艺对比70-71
• 6.5 本章小结71-73
• 第七章 结论73-75
• 致谢75-77
• 参考文献77-85
• 附录 攻读研究生期间主要发表的论文情况85

【参考文献】

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本文编号：799912