电流密度对单晶铜棒材电化学冷拉拔的影响

通过显微维氏硬度计、电子背散射衍射和透射电子显微镜等分析手段研究了不同电流密度对单晶铜棒材电化学冷拉拔过程中拉拔力、硬度、晶体取向及位错的影响。结果表明,当电流密度为6.7 m A·cm^(-2)时,激活的滑移系数量最多,拉拔力最小,且拉拔后棒材的表面硬度也最小。不同的电流密度使单晶铜棒材的塑化程度不同,其主要原因是由于晶体内滑移系激活数量不同引起,导致位错易于运动,使得位错缠结减少。而在更高的电流密度下,由于表面腐蚀层厚度的增加,激活的滑移系数量减少,继而摩擦力增大,位错密度增大,使得拉拔力再次增大。

变形量对冷拉拔低碳镀锌钢丝力学性能的影响

冷拉拔低碳镀锌钢丝以良好的耐蚀性能、焊接性能、与力学性能协同匹配的良好综合性能和低廉的价格广泛应用于轻工业及建筑行业,其中变形量是影响其力学性能、生产成本及良品率的关键因素。通过显微组织分析、力学性能测定、断口观察,研究了Q235冷拉拔低碳镀锌钢丝不同变形量下的加工硬化过程,并分析了断丝及钢丝表面出现箭头状裂纹的原因。结果表明:真应变从0增加到2.41的过程中,抗拉强度、横纵截面硬度随应变量增加呈抛物线状增加,抗拉强度从586.8 MPa增加到1157.1 MPa,横截面硬度比纵截面增加了5.8 HV。塑性变形初期,加工硬化率最大,为364.7 MPa。真应变从0增加到1.91过程中,加工硬化率从364.7 MPa降低到162.2 MPa,真应变从1.91增加到2.41的过程中,加工硬化率又增加到了172.0 MPa。钢丝中存在CaO夹杂物是导致钢丝出现断丝和表面箭头状裂纹的主要原因。

冷拉拔铜包铝细丝的退火工艺与组织性能研究

研究了冷拉拔铜包铝细丝合理的退火工艺及其对材料力学性能、铜包覆层组织及界面扩散层厚度的影响规律。结果表明:铜包铝细丝的最佳退火工艺为300℃×60min。低于200℃退火时,铜包铝细丝铜包覆层处于回复阶段,细丝强度从冷拉态的361MPa急剧下降到236MPa,延伸率略有降低;300℃退火后,铜包覆层的再结晶完成,细丝的抗拉强度下降至约152MPa,延伸率升到最高,达到16.3%;400℃退火后,铜包覆层晶粒显著长大,界面处生成脆性金属间化合物,延伸率急剧下降。界面扩散层的厚度随退火温度和保温时间的增加而增大,当退火温度低于300℃时,扩散层厚度随退火时间增加缓慢;当退火温度高于350℃后,扩散层厚度快速增大。延伸率随扩散层厚度的增加先升高后降低,当界面扩散层厚度为2μm时,铜包铝细丝的延伸率最高。

金属橡胶用冷拉拔奥氏体不锈钢丝的微观组织

利用OM(光学显微镜)、SEM(扫描电镜)、TEM(透射电镜)和EBSD(电子背散射衍射)等技术,对金属橡胶用冷拉拔奥氏体不锈钢丝的微观组织进行研究。结果表明,钢丝由α′相的形变诱发马氏体与残余奥氏体相组成,马氏体相的亚结构为孪晶和位错,而残余奥氏体晶粒被细化到微米尺度。同时研究发现了钢丝在拉拔方向上形成的以第二相硬质颗粒为核心的梭形微孔洞。进一步研究分析后认为,Cr17-N i7系奥氏体不锈钢丝更适合制备高阻尼的金属橡胶材料。

冷拉拔对Al-Zr-(RE)合金硬度的影响及人工神经网络预测

通过维氏硬度测量和透射电镜(TEM)观察研究冷拉拔对Al-Zr-(RE)合金组织与性能的影响。结果表明:铝锆合金中Sc、Er的添加可以有效细化晶粒,改善第二相的析出,且析出的弥散Al3(Sc,Zr)相能够抑制再结晶,钉扎在冷拉拔过程中产生的位错阻碍位错运动,提高材料的硬度。在实测得到的维氏硬度值的基础上,采用误差反向传播(BP)算法训练人工神经网络,建立以变形量和稀土元素添加量为输入参数和维氏硬度为目标函数的网络。网络训练值与实验值较吻合,相关系数R达到0.992 1,用建立的网络进行仿真,仿真的相关系数为0.979 3,证明了网络的可靠性与良好的泛化推广能力。

冷拉拔强迫润滑自增压理论分析与实验研究

对冷拉拔工艺采用带锥度的增压管，实现自增压以提高润滑效果，采用液体动力学的理论进行了理论分析和公式推导，并经过实验验证。实验说明，笔者所推导的公式是可以用于指导生产实际的，带锥度的增压管实现自增压是完全可行的，欲获得更佳的自增压润滑效果，应研制粘度更高，且有一定化学吸附作用的润滑剂。

亚微米晶Cu-5%Cr冷拉拔后的回复再结晶及热稳定性

通过对冷拉拔的亚微米晶Cu-5%Cr丝材进行退火及高温热处理,研究其回复与再结晶、组织与性能的变化及其热稳定性。采用透射电镜(TEM)分析了退火后Cu-5%Cr的组织结构,并对其进行了硬度和导电性的测试。结果表明,冷拉拔的亚微米晶Cu-5%Cr丝材退火处理时析出大量的Cr相颗粒,Cu基体发生了回复和再结晶,其再结晶温度是在480℃～560℃范围内,其导电率在退火温度为550℃左右出现峰值。冷拉拔的亚微米晶Cu-5%Cr丝材在600℃以上热处理,硬度趋于稳定,其组织也比较稳定。在800℃热处理时,Cu晶粒虽有所长大,但其晶粒尺寸仍保持在500 nm～600 nm。这主要是因为Cr相颗粒有阻碍Cu晶粒长大的作用。同时发现,拉拔变形量大的在热处理时再结晶形核数量多,晶粒更细小。

纯镁细丝冷拉拔工艺的研究

本文研究了采用不同润滑剂、拉拔速度、道次变形量对纯镁细丝累积变形量、表面质量、力学性能的影响。结果表明:选择摩擦系数较小的液体油基润滑剂,拉拔速度小于60mm/s,道次变形量为10%-15%、累积变形量约40%的多道次冷拉拔工艺参数制备的纯镁细丝表面质量以及力学性能均较高,并能满足一定的生产效率要求。

冷拉拔AZ31镁合金在退火过程中显微组织的稳定性(英文)

研究冷拉拔AZ31镁合金线材在退火温度为200～450℃范围内显微组织的演变。研究结果表明:退火态材料的晶粒尺寸对退火温度和冷拉拔面积的减少敏感。在所有退火条件下,冷拉拔面积减少12.2%时的AZ31镁合金丝材晶粒尺寸均匀长大,而晶粒的3个不同变化过程:晶粒细化、正常长大和异常粗化,会随着退火温度的升高和冷拉拔面积减少(23.0%～60.5%)时逐步发生。随着拉拔面积的逐渐减少,3个阶段的临界退火温度降低,同时优先提高材料外表面剧烈拉拔部位异常长大晶粒的起始温度,在材料外表面大量的剪切应变构成了晶粒长大的驱动力。

强迫润滑冷拉拔自增压性能研究

对实现无缝钢管强迫润滑冷拉拔工艺中的关键部件──增压管的几何参数，采用了流体动力学的理论进行了分析研究。研究结果显示，在增压管较短的情况下，通过合理选择增压管的锥度可得到相当高的润滑压力。

冷拉拔过程中含稀土铝镁合金的组织与力学性能演变

熔炼制备不同稀土加入量的Al-3.0Mg-xRE(质量分数/%,x=0,0.12,0.31,RE为La+Ce)合金,研究了该合金的显微组织、硬度和拉伸性能在冷拉拔过程中的演变规律。结果表明:冷拉拔过程中,试验合金的晶粒拉长,第二相拉长并破碎成细小粒子,并在晶界和枝晶界处逐渐聚集呈线状分布,Copper{112}〈111〉型变形织构强度逐渐增高;随着变形量的增大,合金的强度呈线性增大,塑性降低,显微硬度增大;适量稀土(0.12%)的加入能够改善合金组织与力学性能,但过量稀土(0.31%)的加入会导致合金中第二相数量和尺寸的增加,从而降低合金的力学性能。冷拉拔后,Al-3.0Mg-0.12RE合金中第二相的长度最小,数量最少,变形织构强度最高,力学性能最优。

亚微米晶Cu-5%Cr冷拉拔的组织与性能研究

通过机械合金化、热压制坯和热挤压制备了完全致密的亚微米晶Cu-5%Cr(质量分数,以下同)高强高导电材料,在此基础上研究了亚微米晶Cu-5%Cr冷拉拔所引起的组织与性能的变化。结果表明,冷拉拔使亚微米晶Cu-5%Cr中的位错密度增大,并形成了胞状组织;使晶粒尺寸约400～500nm的亚微米晶Cu-5%Cr的晶粒进一步细化为100～200nm;经过550℃退火后得到了晶粒尺寸为200～300nm的再结晶晶粒。这说明通过大塑性变形和适当的再结晶,亚微米晶Cu-5%Cr的晶粒可以被进一步细化。亚微米晶Cu-5%Cr经过冷拉拔后产生了加工硬化,且随拉拔变形量的增加,其强度和伸长率都提高,而导电率降低,其室温断裂方式为微孔聚集型断裂。这说明其塑性变形机制仍以位错滑移为主;随晶粒的进一步细化,其延性进一步提高。

脉冲电流对Ti-6Al-4V冷拉拔变形行为的影响(英文)

利用电子背散射衍射(EBSD)及透射电镜(TEM)研究在脉冲电流作用下Ti-6Al-4V钛合金冷拉拔变形后组织及织构的演变。研究结果表明:施加脉冲电流可以促进非有利滑移取向的晶粒发生变形,从而使Ti-6Al-4V钛合金各晶粒之间的变形更为协调。常规拉拔和电塑性拉拔的丝材织构对比显示,脉冲电流促进钛合金柱面,<a>滑移,抑制锥面<c+a>滑移,通过晶界滑移协调c方向应变。电塑性拉拔钛合金的小角度晶界比例降低,说明脉冲电流抑制了变形诱发伴生位错晶界和几何必须晶界的形成。

超细Ni80Cr20合金丝的冷拉拔制备及表征

开展特定直径超细Ni80Cr20合金丝的冷拉拔制备研究,并通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和金属丝强力仪等对超细合金丝进行了表征。研究结果表明:烧头过程最佳电解液浓度为0.05mol/L,时间为3s;制备的镍铬合金丝直径为24.54μm,表面光滑,尺寸精准;拉拔后晶粒尺寸减小,退火后晶粒尺寸长大;拉拔态镍铬丝由于加工硬化,其伸长率由16%降低至1.88%;退火可改善镍铬丝性能,其断裂强度降低,伸长率增大,合金塑性增强,氮气退火丝的断裂强度大于真空退火丝的断裂强度,伸长率则相反。

冷拉拔对410马氏体不锈钢丝组织及性能的影响

通过光学显微镜、透射电镜(TEM)及万能试验机等手段,分析了冷拔过程中410马氏体不锈钢丝在不同变形量下的显微组织和力学性能,探讨了加工硬化机理。结果表明:410马氏体不锈钢组织主要为马氏体和铁素体,随拉拔过程的进行,由Φ7.5 mm拉拔至5.0 mm时,平均晶粒尺寸由22.7μm减小到13.8μm;抗拉强度由504 MPa增加到741 MPa,断后延伸率由38.2%减小到13.1%。钢丝的应变硬化存在两个阶段,第一阶段n值较高为0.85,与铁素体塑性变形有关,第二阶段n值较低为0.25,与马氏体开始塑性变形,两相塑性应变不相容性下降有关。410钢丝在拉拔过程中的加工硬化机理主要为细晶强化及位错强化。由Φ7.5 mm拉拔至5.0 mm时,细晶强化的强度增量为46.8 MPa,位错强化的强度增量为173 MPa。

拉拔道次对碳素钢棒材电化学冷拉拔成形的影响

通过表面宏观观察、腐蚀前后微观组织观察以及冲击断口的扫描电镜(SEM)分析、电子背散射衍射(EBSD)分析,研究了拉拔道次对碳素钢电化学冷拉拔(ECD)过程中的拉拔力、显微组织、硬度、表面质量、晶粒取向以及力学性能的影响。研究表明,电化学冷拉拔可以显著降低拉拔过程中的拉拔力,降低材料表面硬度,改善表面加工质量,削弱塑性成形后的晶粒取向关系,并且经电化学腐蚀后的冲击韧性没有明显的下降。与传统冷拉拔(DIA)相比,电化学冷拉拔单道次拉拔力下降率最大可达49.79%,表面硬度最大下降率为23.68%,单道次伸长率最大可提高30.83%,冲击韧性下降率为0.19%～4.9%左右。

预电化学腐蚀时间对Q235钢棒材电化学冷拉拔的影响

通过光学显微镜(OM)、显微硬度仪(HV)、正电子湮没寿命谱仪(PALS)等分析手段,研究了不同预电化学腐蚀时间对Q235钢电化学冷拉拔过程中的拉拔力、硬度、变形层、塑化层的影响。结果表明:当预电化学腐蚀时间为20 min时,拉拔力下降幅度最大,与传统拉拔相比下降了14.6%,且拉拔后的棒材的变形层厚度及硬度也最小;不同的预电化学腐蚀时间使Q235钢棒材的表面出现不同程度的塑化,其主要是由于空位缺陷的形成。而棒材表面形成的空位缺陷进一步降低拉拔力,其主要是由于已形成的空位缺陷使位错进一步松弛。

超细Ni80Cr20合金丝冷拉拔烧头及穿模工艺

采用冷拉拔技术制备超细Ni80Cr20合金丝,探索了电化学法烧头和超景深显微镜辅助穿模方法,开展了直径25.60μm的超细丝拉拔至21.14μm的烧头和穿模工艺研究。实验结果表明:采用电解电压为5V,0.2mol/L的HCl溶液,烧头时间为1s,超景深显微镜200倍放大模式,成功拉制直径为21.14μm的微丝;电化学法可以精确控制烧头电压和时间,同时超景深显微镜可以放大金刚石模具孔径,解决了烧头时间控制不准确和人工穿模的难题,显著提高了穿模效率和成功率。

冷拉拔超细Ni80Cr20合金丝卷曲因素分析

Ni80Cr20超细丝经冷加工后呈规则的三维螺旋卷曲状态。实验研究了拉拔角度、变形量、拉拔速度和模具定径区长度对超细丝材曲率的影响,制定了NiCr合金丝单模冷拉拔工艺。结果表明:随拉拔角度的增加,丝材曲率逐渐增加;变形量增加,拉拔角度为17°时,丝材曲率没有明显规律,基本在0.56mm^(-1)左右,但拉拔角度为0°时,丝材曲率逐渐增加;拉拔速度小于10m·min^(-1)时,曲率逐渐增加,大于10m·min^(-1)时,曲率增加趋势变缓,大于30m·min^(-1)曲率又有所下降;定径区长度越长丝材曲率越小。分析认为,NiCr丝材表面产生的附加切变形及切变层的流动速度的不一致性是丝材产生卷曲的原因,且曲率越大残余应力越大。为减小不均匀变形,冷拉拔工艺采用0°拉拔、拉拔速度10 m·min^(-1)、模具定径区长度为模具定径区直径的60%。

45圆钢冷拉拔后表面裂纹原因分析

针对45圆钢冷拉拔后表面出现裂纹问题,从宏观和微观两方面对裂纹原因进行分析,结果表明圆钢表面裂纹是圆钢折叠缺陷经冷拉拔后在表面显露出来。可以通过严格执行检修和轧制制度来消除圆钢表面折叠。