大形变珠光体钢丝中微结构及位错组态研究

发布时间：2017-09-09 06:01

  本文关键词：大形变珠光体钢丝中微结构及位错组态研究

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【摘要】：为研究大形变珠光体钢丝微结构及位错组态的演变规律,采用万能试验机及显微硬度计测试了拉拔形变珠光体钢丝的力学性能；采用扫描电镜(SEM)及其配套的电子背散射衍射(EBSD)系统研究了珠光体片层结构和铁素体织构的演变规律；采用透射电镜(TEM)研究了钢丝中位错组态的演变情况,采用X射线衍射(XRD)仪分析了钢丝各衍射峰的宽化情况,并根据Voigt函数改进的WH方法定量计算出钢丝的位错密度；探讨了位错组态与铁素体片层厚度的关系及铁素体临界片层厚度的计算方法。冷拉拔珠光体钢丝微结构及力学性能的研究结果表明：随着应变量的增加,钢丝抗拉强度和显微硬度持续增加,珠光体片层逐渐转向拉拔方向,片层间距减小,成为沿拉拔方向的纤维状组织；随着应变量的增加,铁素体中110丝织构的强度逐渐增大,最后趋于饱和。珠光体钢丝中位错组态分析及位错密度计算的结果表明：珠光体钢原始盘条中位错少而平直,位错密度的数量级在1013 m-2；当应变量较低时,位错密度缓慢增加,位错线呈平行“列式”排布,此时位错处于单滑移阶段；随着应变量的增加,位错密度快速增加到1015m-2,位错之间发生聚集和缠结,并形成“位错墙”等组态,位错逐渐从单滑移过渡到多滑移阶段；当应变量达到2.52时,位错密度开始下降；当应变量达到3.25时,出现了单个位错“弓出”的组态。采用F-R源公式计算了不同应变量下铁素体临界片层厚度,探讨了位错组态与铁素体片层厚度关系,并结合大应变珠光体钢丝对其进行了修正,结果表明：1)片层厚度大于临界值时,位错快速增殖,易发生塞积和缠结,进而形成“位错墙”等结构；2)片层厚度接近临界值时,位错增殖减缓,易于形成单个位错“弓出”的结构；3)片层厚度小于临界值时,位错增殖受阻,位错不能被钉扎住,易于在外力作用下快速滑移出晶体。
【关键词】：珠光体钢丝 位错组态 位错密度 铁素体片层厚度
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG356.45
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-23
• 1.1 钢丝生产与应用9-13
• 1.1.1 钢丝生产工艺流程9-10
• 1.1.2 钢丝表面预处理10-11
• 1.1.3 钢丝冷拉拔工艺11-12
• 1.1.4 钢丝热处理12-13
• 1.2 珠光体钢丝研究现状13-17
• 1.2.1 微观组织演变13-15
• 1.2.2 位错组态演变15-16
• 1.2.3 位错密度计算16-17
• 1.3 珠光体钢丝拉拔过程中强化机制17-20
• 1.3.1 晶界强化17-18
• 1.3.2 位错强化18-19
• 1.3.3 渗碳体分解强化19-20
• 1.4 本课题的研究背景和内容20-23
• 1.4.1 研究背景与意义20-21
• 1.4.2 研究内容21-23
• 第二章 实验材料及方法23-33
• 2.1 研究路线23-24
• 2.2 实验材料24
• 2.3 力学性能测试24-25
• 2.3.1 显微硬度测试24-25
• 2.3.2 抗拉强度测试25
• 2.4 显微组织观察分析25-33
• 2.4.1 SEM观察分析25
• 2.4.2 电子背散射衍射分析25-27
• 2.4.3 TEM观察分析27
• 2.4.4 位错密度测量27-33
• 第三章 冷拔珠光体钢丝的组织与力学性能33-42
• 3.1 力学性能33-34
• 3.2 微观组织34-37
• 3.3 织构演变37-40
• 3.4 本章小结40-42
• 第四章 位错的TEM和XRD分析42-59
• 4.1 位错的TEM分析42-50
• 4.2 几种XRD测量方法比较50-55
• 4.2.1 WH方法50-51
• 4.2.2 Voigt函数改进WH方法51-53
• 4.2.3 Origin函数拟合方法53-55
• 4.3 位错密度的测量55-57
• 4.3.1 计算87A位错密度55-56
• 4.3.2 横纵截面比较56-57
• 4.4 本章小结57-59
• 第五章 位错组态与铁素体片层厚度关系探究59-70
• 5.1 铁素体临界片层厚度的计算方法59-64
• 5.1.1 弗兰克-瑞德源60-61
• 5.1.2 铁素体临界片层厚度计算61-64
• 5.2 位错组态与铁素体片层厚度的关系64-67
• 5.2.1 几种位错组态的观察与分析64-65
• 5.2.2 位错组态与铁素体片层厚度65-67
• 5.3 计算公式的修正67-69
• 5.4 本章小结69-70
• 第六章 结论70-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-78

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本文编号：818697