本文關(guān)鍵詞：鋼絲水浴處理工藝及鋼絲繩疲勞特性研究

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【摘要】：隨著現(xiàn)代工業(yè)的蓬勃發(fā)展,鋼絲繩的應(yīng)用越來越廣泛,其服役環(huán)境和性能要求也日益嚴苛。為滿足市場要求,進一步提高鋼絲繩的力學(xué)性能,鋼絲繩企業(yè)也在鋼絲拉拔、熱處理、捻制每一個環(huán)節(jié)都不斷改進及優(yōu)化生產(chǎn)工藝。目前,制繩鋼絲的熱處理仍主要為傳統(tǒng)的鉛浴處理工藝,由于其高能耗、高污染以及人們環(huán)境保護意識的增強,日益引起業(yè)內(nèi)人士的高度重視,因此尋找代替鉛浴處理的綠色熱處理工藝成為亟待解決的課題。本文結(jié)合KSC72A鋼制繩鋼絲生產(chǎn)實際,探究了鋼絲在拉拔過程中組織與性能的變化關(guān)系及其硬化機理。對Ф0.8mm制繩鋼絲采用堿性聚丙烯酸類(AQ110)水溶性介質(zhì)的水浴代鉛索氏體化處理工藝進行了探索試驗。研究了鋼絲在不同奧氏體化溫度和奧氏體化時間,以及水浴處理時間對鋼絲組織和性能的影響。模擬汽車電動門窗升降器用鋼絲繩實際工況,進行了彎曲疲勞試驗,研究了經(jīng)水浴處理的鋼絲繩的疲勞性能和斷裂機理。研究結(jié)果表明:(1)制繩鋼絲在拉拔過程中,隨著應(yīng)變量增加,珠光體團發(fā)生扭曲,片層間距減小,并趨于平行排列,鋼絲抗拉強度和硬度呈線性提高。TEM進一步分析表明,隨鋼絲拉拔變形,鐵素體內(nèi)出現(xiàn)高密度位錯,細晶、亞結(jié)構(gòu),滲碳體片發(fā)生拉伸、扭曲變形甚至碎化等是鋼絲硬化的主要機制。(2)隨著鋼絲奧氏體化加熱溫度的升高,奧氏體晶粒長大。當奧氏體化加熱溫度由1005℃升高到1025℃時,鋼絲的抗拉強度從1220MPa提高到1244MPa,強度略有提高,僅為24MPa。但當奧氏體化加熱溫度高于1025℃時,強度出現(xiàn)明顯下降,其面縮率在加熱溫度高于1015℃時出現(xiàn)明顯下降。隨著奧氏體化時間的延長,鋼絲的抗拉強度總體呈上升趨勢,當收線速度從68m/min降低到60m/min時,鋼絲抗拉強度提高26MPa左右,面縮率由57%到58.2%,略有上升。當收線速度小于60m/min時,抗拉強度變化很微小只有10Mpa左右,而面縮率下降明顯,從58.2%下降到52.7%。當水浴槽長度為25cm時,有沿奧氏體晶界析出鐵素體,當水浴槽長度為35cm時,鐵素體基本消失,滲碳體出現(xiàn)碎化、扭曲。隨水浴時間延長,鋼絲索氏體團尺寸和索氏體片層間距呈減小趨勢,當水浴槽長度大于50cm時趨于穩(wěn)定,抗拉強度和面縮率也基本穩(wěn)定,分別為1260MPa和54%左右。綜合考慮,選擇奧氏體化加熱溫度為1015℃、收線速度為60m/min、水浴槽長度為50cm。(3)鋼絲繩疲勞最先發(fā)生在接觸應(yīng)力較大的中心股,對斷口統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn),中心股鋼絲全疲勞斷口,而側(cè)股鋼絲70%為杯錐狀拉伸斷口�？炕喴粋�(cè)鋼絲疲勞斷口擴展區(qū)較中心股鋼絲明顯縮小,可以判斷為后期疲勞斷裂。彎曲外側(cè)鋼絲95%為過載拉伸斷口,有明顯的縮頸。
【關(guān)鍵詞】：鋼絲繩 拉拔 水浴處理 顯微組織 力學(xué)性能 疲勞
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG356.46;TG162.85
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-27
• 1.1 鋼絲繩分類及發(fā)展現(xiàn)狀12-16
• 1.1.1 鋼絲繩分類12-14
• 1.1.2 鋼絲繩產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向14-16
• 1.2 鋼絲繩及制繩鋼絲選材及生產(chǎn)工藝16-18
• 1.2.1 鋼絲繩及制繩鋼絲選材16
• 1.2.2 鋼絲繩及制繩鋼絲生產(chǎn)工藝流程16-17
• 1.2.3 制繩鋼絲拉拔預(yù)處理17
• 1.2.4 制繩鋼絲拉拔17-18
• 1.2.5 制繩鋼絲熱處理18
• 1.3 鋼絲拉拔變形18-20
• 1.3.1 鋼絲拉拔變形受力分析18-19
• 1.3.2 鋼絲拉拔變形19-20
• 1.3.3 鋼絲拉拔加工硬化20
• 1.4 制繩鋼絲熱處理20-24
• 1.4.1 制繩鋼絲鉛浴處理20-22
• 1.4.2 制繩鋼絲水浴處理22-24
• 1.5 鋼絲繩疲勞性能24-26
• 1.5.1 鋼絲繩受力情況分析24-25
• 1.5.2 鋼絲繩失效25-26
• 1.6 課題研究的意義26-27
• 第二章 實驗材料與方法27-36
• 2.1 試驗研究路線27-28
• 2.2 實驗材料28-29
• 2.3 試驗方法29-32
• 2.3.1 鋼絲拉拔過程組織性能研究29
• 2.3.2 鋼絲水浴處理試驗29-32
• 2.3.3 鋼絲繩疲勞性能試驗32
• 2.4 鋼絲組織結(jié)構(gòu)分析32-34
• 2.4.1 金相組織觀察32-33
• 2.4.2 掃描電鏡觀察（SEM）33
• 2.4.3 透射電子顯微鏡觀察（TEM）33-34
• 2.4.4 X射線衍射分析（XRD）34
• 2.5 鋼絲性能試驗34-36
• 2.5.1 抗拉強度和面縮率34
• 2.5.2 鋼絲顯微硬度34
• 2.5.3 電阻率測試34-36
• 第三章 鋼絲拉拔過程組織及性能演變36-50
• 3.1 鋼絲拉拔過程組織結(jié)構(gòu)演變36-44
• 3.1.1 珠光體變形特征分析36-40
• 3.1.2 透射電鏡（TEM）分析40-42
• 3.1.3 鋼絲XRD分析42-44
• 3.2 鋼絲拉拔過程性能變化44-47
• 3.2.1 拉伸性能44-45
• 3.2.2 顯微維氏硬度45-46
• 3.2.3 鋼絲電阻率分析46-47
• 3.3 制繩鋼絲強化分析47-48
• 3.4 本章小結(jié)48-50
• 第四章 鋼絲水浴處理工藝探究50-68
• 4.1 水浴處理介質(zhì)的選擇50-52
• 4.1.1 水浴介質(zhì)理化性質(zhì)50
• 4.1.2 水浴介質(zhì)冷卻特性測定50-52
• 4.2 鋼絲水浴處理工藝探究52-66
• 4.2.1 奧氏體化溫度對鋼絲組織和性能的影響52-55
• 4.2.2 奧氏體化時間對鋼絲組織性能的影響55-59
• 4.2.3 水浴處理時間對鋼絲組織性能的影響59-66
• 4.2.3.1 鋼絲經(jīng)不同水浴處理時間后的顯微組織59-63
• 4.2.3.2 鋼絲不同水浴處理時間力學(xué)性能63-66
• 4.3 本章小結(jié)66-68
• 第五章 鋼絲繩疲勞性能研究68-79
• 5.1 汽車柔性鋼絲繩疲勞試驗68-70
• 5.1.1 研究背景68
• 5.1.2 電動門窗升降器用鋼絲繩及性能要求68-70
• 5.1.3 試驗方法70
• 5.2 鋼絲繩疲勞試驗結(jié)果分析70-76
• 5.2.1 鋼絲繩宏觀斷絲統(tǒng)計70-74
• 5.2.2 鋼絲繩典型斷口分析74-76
• 5.3 鋼絲繩受力及斷裂行為76-78
• 5.3.1 鋼絲繩受力分析76-77
• 5.3.2 中心股鋼絲斷裂行為77-78
• 5.3.3 側(cè)股鋼絲斷裂行為78
• 5.4 本章小結(jié)78-79
• 第六章 結(jié)論與展望79-81
• 6.1 結(jié)論79-80
• 6.2 展望80-81
• 參考文獻81-85
• 致謝85-86
• 碩士期間發(fā)表論文86

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本文編號：770440