DEFORMATION AND STRENGTHENING OF COLD-DRAWN STEEL WIRES

It was shown by the study of TEM that the fine lamellar pearlite becomes a ductile phase dur- ing cold drawing.There exist many ledges to emit dislocations at Fe_3C/Fe interface.It is one of the reasons that high density of dislocations emerges at the Fe_3C/Fe interface. Furthermore,there are some evidences to support that dislocation cuts through Fe_3C.There- fore,it is necessary to consider the contribution of cementite being sheared strengthening.

基于断裂力学的腐蚀钢丝疲劳S-N曲线研究

高强冷拔钢丝因其优异的力学性能被广泛应用于缆索承重结构,服役过程中钢丝腐蚀与断裂威胁着结构安全。钢丝腐蚀后表面的蚀坑因应力集中效应易产生疲劳裂纹,因此腐蚀钢丝剩余疲劳寿命主要取决于裂纹的扩展阶段,且裂纹扩展受到腐蚀程度(初始损伤)的显著影响。精确表征腐蚀程度并准确评估服役期钢丝腐蚀后的剩余寿命,仍是亟待解决的维修难题。首先采用蚀坑最大深度表征钢丝腐蚀程度,以应力强度因子幅作为裂纹扩展驱动力指标,基于断裂力学的Paris公式建立受拉钢丝裂纹扩展理论模型,进而推导腐蚀钢丝的疲劳S-N曲线。大量既有的腐蚀钢丝疲劳试验结果与理论预测值的比较验证了所提理论模型及疲劳S-N曲线的合理性和有效性。含多个蚀坑的钢丝裂纹扩展有限元模拟表明,等效单裂纹适用于多腐蚀坑钢丝疲劳寿命的简化分析。参数分析表明,蚀坑深度和腐蚀环境是腐蚀钢丝疲劳强度的关键影响因素,而应力比和疲劳加载频率影响较小,所提出的S-N曲线在钢丝常规服役条件下适用于评估其剩余寿命,可得到合理的预测结果。基于断裂力学所提的理论方法和疲劳S-N曲线可为腐蚀钢丝的疲劳强度和寿命评估提供参考。

Effect of Prior-Heat Treatments on the Creep Behavior of an Industrial Drawn Copper

The effect of prior-heat treatments at 500℃, 600℃ and 700℃ on the creep behavior of an industrial drawn copper has been studied under constant stresses (98, 108 and 118 MPa) and temperatures (290℃ and 340℃). The results revealed that the creep behavior and the creep life of the material depend strongly on these prior-heat treatments. The apparent activation energy Qc for different creep tests of a drawn copper wire was calculated. The fracture mechanism of the material is characterized using optical microscopy.

新型粉煤灰泡沫混凝土墙体轴心受压性能试验研究

利用工业固废粉煤灰制备节能与承重一体的新型墙体,对无冷弯薄壁C型钢外包内置钢丝网片固废粉煤灰泡沫混凝土墙体FW、外包1mm厚冷弯薄壁C型钢内置钢丝网片固废粉煤灰泡沫混凝土墙体CW1、外包2mm厚冷弯薄壁C型钢内置钢丝网片固废粉煤灰泡沫混凝土墙体CW2分别在轴压作用下的破坏形态、荷载-位移曲线及墙体极限承载力进行试验研究。研究结果表明:从破坏形态度角度,FW、CW1及CW2在破坏时,冷拔钢丝、冷弯薄壁C型钢发生屈服,泡沫混凝土破裂;FW大面积泡沫混凝土挤压破碎剥落,破坏严重;CW2破坏时完整性优于FW、CW1。从变形角度,CW1、CW2外包的C型钢能够对墙体内部的泡沫混凝土起到约束作用,墙体的刚度得到提升。从承载力角度,CW2较CW1提升了17.4%,较FW提升了23.7%。对墙体的轴压承载力进行理论计算,与墙体轴心受压试验的实测值相比,二者误差在10%以内且小于实测值,满足国家现行规范、行业技术标准相关要求。

超高强度钢丝多道次冷拉拔模拟及工艺优化

冷拉拔过程中钢丝塑性变形不均匀,拉拔后钢丝内部会产生明显的残余应力,这会极大影响钢丝的力学性能。本文利用Abaqus建立了超高强度钢丝多道次冷拉拔有限元模型,研究了模具半锥角、拉拔道次、定径带长度、摩擦系数对冷拉拔后钢丝残余应力的影响,并分析了各个工艺参数对钢丝残余应力及塑性变形均匀性的影响程度,在此基础上优化了拉拔工艺参数。

冷拔珠光体钢丝渗碳体微观结构

采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和高分辨透射电镜(HREM)观察了拉拔前后SWRH82B钢丝的显微组织,并采用振动样品磁强计(VSM)研究了渗碳体含量随应变量的变化规律。结果表明,钢丝经拉拔变形后,铁素体中形成竹节状位错亚结构;渗碳体片层内部碎化,并出现非晶。VSM测量显示,随着应变量的增加,钢丝比饱和磁化强度不断升高,渗碳体含量逐渐减少。变形前,钢丝的比饱和磁化强度为198.84 emu/g。经过应变量为1.90拉拔变形后,钢丝的比饱和磁化强度升高到210.9emu/g。相应的渗碳体含量则由变形前的14.1%降至变形后的8.9%。这表明SWRH82B钢丝经过应变量为1.90的拉拔后,渗碳体发生了部分溶解。

逐层剥离法测量高碳钢盘条残余应力

基于ASTXSTRESS3000型应力仪,结合化学腐蚀逐层剥离技术的基础上,研究了热轧高碳钢盘条及其拉拔钢丝的表面轴向应力,并测量了盘条内部铁素体的轴向应力分布.研究表明盘条及钢丝的表面状态对残余应力的测量值有重要的影响,盘条轴向应力沿横截面直径方向的分布比较均匀,接近于零应力的水平.经过应变量为1.8的连续拉拔形变后,钢丝外表面的轴向应力值明显提高,由原始盘条表面的6.4MPa,增加到500MPa左右.

大应变冷拔钢丝的强化模型

采用扫描电镜观察了不同应变量拉拔变形后SWRH72A钢丝的显微组织,并统计了珠光体片层间距的变化。通过透射电镜分析了变形后铁素体中的位错分布状态,测量了不同应变量拉拔变形后钢丝的力学性能,并基于钢丝微观组织结构建立了钢丝的强化模型。结果表明,随着拉拔应变量的增大,珠光体片层间距逐渐减小,钢丝强度随之升高。综合分析珠光体片层间距和钢丝强度的变化规律得出,应变量较小时,珠光体片层间距较大(>100nm),钢丝加工硬化符合Hall-Patch定律;应变量较大时,珠光体片层间距较小(<100nm),钢丝加工硬化符合奥罗万(Orowan)机制。

中间退火对拉拔硬铝线性能的影响

将硬铝线的电导率由≥61%IACS提高至≥63%IACS可使输电线路的输电线损降低约3%。通过对硬铝线进行不同温度的中间退火,研究了回复、再结晶退火处理对硬铝线性能的影响。实验结果表明对硬铝线进行180℃回复处理,可在保持硬铝线强度的前提下使其电导率提高0.5%IACS^1.0%IACS,对硬铝线进行300℃再结晶中间退火可使硬铝线的电导率提高1.5%IACS^2.0%IACS。再结晶退火过程中过饱和固溶Fe的脱溶析出是导致使硬铝线电导率提高的主要原因。

形变Cu-20vol%Fe原位复合材料研究

研究了形变Cu 2 0vol%Fe原位复合材料的组织结构 ,结果发现 ,合金经室温变形后 ,Fe相由铸造态的树枝状变成纤维状组织 ,在纵截面上呈现片状 ,其厚度随变形量增加而减小 ,在横断面上呈弯曲的薄片状。随变形量增加 ,Cu 2 0vol%Fe合金的强度提高。适当的中间热处理可以大大降低其电阻率 ,经过室温形变和中间热处理的合理配合 ,可获得良好强度和电导率的结合。

大应变量变形珠光体钢丝的显微组织和力学性能

采用透射电镜观察了大应变量拉拔变形前后SWRH72A钢丝的显微组织,研究了钢丝的力学性能及珠光体片层间距随应变量的变化关系。结果表明:钢丝的抗拉强度和屈服强度均随着应变量的增大而增大,伸长率则随着应变量的增大先急剧下降,而后基本保持不变;钢丝显微组织中的珠光体片层间距随着应变量增大逐渐减小,基本上符合Langford的指数衰减规律,经过ε=2.6的冷拔变形后,珠光体片层间距由变形前的200 nm减小到50 nm左右;经过大应变量拉拔变形后,铁素体内的位错密度显著升高,形成大量的位错胞,变形后铁素体具有特殊取向。

热轧Si-Mn双相钢冷拔后回复动力学特征

对冷拔形变热轧态低碳Si-Mn双相钢,经400～550℃加热5min及30min后的显微组织、力学性能以及回复动力学特征进行了研究。结果表明:冷拔形变75.2％的试验钢,500℃时回复阶段的激活能与铁在α-Fe中的自扩散激活能数值大体相近。可以认为试验钢在该温度下30min加热时,回复过程受控于α-Fe中Fe的自扩散。

冷拉钢丝的变形与强化

研究了冷拉钢丝的变形及对强化的影响,结果表明:冷拉钢丝中的渗碳体片已成为易变形的塑性相,在Fe_3C/F界面上有许多“坎”(Ledge)存在,可发射位错,这可能是变形时造成Fe_3C/F界面有较高的位错密度原因之一;证实了位错可切过渗碳体片,必须考虑这一因素对强化的贡献。

双钢筋混凝土梁裂缝分布的试验研究与分析

通过对比 12根冷轧带肋和冷拔钢丝双钢筋混凝土梁的试验研究 ,证明了采用双钢筋技术可以改善梁的裂缝分布 ,减小裂缝宽度 ,便于高强钢材的发挥 ,通过分析该类梁在正常使用状态下裂缝分布规律 ,提出了双钢筋混凝土梁平均裂缝间距的计算公式 ,使计算裂缝宽度更加符合实测值 图 5 ,表 2 ,参

冷拔钢丝残余应力的研究综述

综述了近年来对冷拔钢丝残余应力的研究状况,阐述了残余应力的形成机理及对冷拔钢丝性能的影响,并重点介绍了衍射法和有限元法在计算冷拔钢丝残余应力中的应用.

受火后冷拔低碳钢丝预应力混凝土空心板受弯性能试验研究

为比较不同受火时间后的力学性能,进行了7块冷拔低碳钢丝预应力混凝土空心板的对比试验研究,其中3块未受火对比试件,4块底面分别受火20 min、40 min、60 min和80 min试件。研究结果表明,对比试件和受火试件均发生弯曲破坏。升温过程中预制空心板跨中挠度随受火时间显著增加,熄火自然冷却后受火20 min和40 min的试件跨中挠度可恢复;而受火试件60 min和80 min的试件跨中残余挠度接近15 mm。随着受火时间延长,受火后预制空心板开裂荷载、极限荷载和初始弯曲刚度均明显降低,降低幅度基本与受火时间呈线性关系。受火后预制空心板跨中截面变形基本符合平截面假定,相同荷载作用下受火后试件受拉边缘拉应变和受压边缘压应变均明显大于对比试件。

极细珠光体片层的超声振动抛光显示方法

高强度高碳钢丝的显微组织为变形珠光体,组织极细,片层间距为纳米级,采用常规的制样方法难以将其清晰表征。笔者在国内首次采用超声振动抛光技术来显示极细珠光体的显微组织,主要流程包括常规金相制样、机械磨抛、精细抛光和超声振动抛光等,经制样后在场发射扫描电镜下可以对高碳钢丝盘条及其大变形(真应变ε=1.79)钢丝的组织结构细节进行全面而深入的表征。结果表明:采用超声波振动抛光技术,不仅可以清晰地显示极细珠光体片层,还能显示出珠光体中渗碳体的形态,进而深入研究其显微组织的演化规律。

钢丝绳牵引带式输送机减速机损坏原因分析及改进措施

主要介绍了煤矿钢丝绳牵引带式输送机减速机损坏的形式,以及原因分析,并有针对性地采取科学的方法对减速机进行整体优化,以适应煤矿运输低速度、重负荷、易超载的特点,采取的全面改进方案和预防措施,满足煤炭提升和人员运输的需求,提高了运输设备的可靠性。

冷拔高碳钢丝高温退火前后显微组织及织构变化

采用扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射技术(EBSD)作为分析手段,对两种变形量SWRH82B冷拔高碳钢丝在奥氏体化高温退火处理前后的显微组织和织构变化进行了表征研究。结果表明:该冷拔高碳钢丝显微组织中的珠光体经奥氏体化退火处理后由纤维状转变为等轴状;冷拔高碳钢丝主要是〈110〉织构,且织构强度随着变形量的增大而增强;经奥氏体化退火处理后〈110〉织构强度明显下降,且织构强度与变形量相关性减小,同时还出现了〈112〉织构。

回复、再结晶中间退火对纯铝导体性能的影响

提高架空输电线路用硬铝线的电导率,开发节能导线为国家电网公司所倡导。通过对硬铝线进行不同温度下的中间退火,研究了回复、再结晶对硬铝线性能的影响。实验结果表明对硬铝线进行180℃回复处理,可在保持硬铝线强度的前提下使其电导率提高0.5%IACS,对硬铝线进行300℃再结晶中间退火可使硬铝线的电导率提高1.5%IACS,但使硬铝线的强度降至140 MPa。再结晶退火过程中过饱和固溶Fe的脱溶析出是导致硬铝线导电率提高的主要原因。