各种工艺条件下调质结构钢金相分析—拉拔

      钢材拉拔的目的是将粗截面的线材或棒材，通过模孔拉拔成尺寸和性能均满足标准要求的不同截面大小要求的钢丝。
      钢丝拉拔一般是在室温下进行，属冷加工范围。钢丝经拉拔后，随着变形程度的增大，钢丝的抗拉强度，弹性极限和硬度值升高，而伸长率和断面收缩率等塑性指标则相应下降。钢丝内部的晶粒形状也沿钢丝的伸长，出现所谓形变结构，此时拉拔难以继续，为了获得想要的截面尺寸，还需拉拔就必须进行再结晶处理以消除冷加工硬化现象并恢复其塑性。
      在生产结构钢钢丝（钢丝绳钢丝，弹簧钢丝等）过程中，广泛采用索氏体化处理作为拉拔成品前的热处理。索氏体基体的钢丝进一步变形使之趋纤维状分布，以保证钢丝具有良好的综合性能。为获得索氏体组织，一般采用高温等温淬火工艺，即将线材或钢丝加热到Ac3或Acm以上温度（900℃左右），使之先成为奥氏体组织，保温一段时间，随后在熔融的铅、盐、碱或沸腾粒子床等恒温介质中进行冷却转变，使钢丝的组织充分转变为细片状珠光体与渗碳体的混合物即索氏体组织。因此高温等温淬火又名索氏体化处理，因国内大多数生产厂家采用熔铅作冷却介质习惯称为铅淬火，也有用熔盐作为介质的。对于有些合金结构钢也可采用连续冷却转变方式进行索氏体处理，如利用轧制余温控制冷速得到索氏体。
      图1所示为索氏体化后拉制成材的基体组织形貌，组织为索氏体，呈纤维状分布。
      在索氏体化过程中，若加热温度过低，奥氏体化不充分，造成残留铁素体，或等温冷却的冷速过慢形成先共析铁素体，使基体中存在铁素体，造成线材强度不足。图2所示为索氏体+铁素体组织形貌。当索氏体化的等温过程中冷速局部过大，尤其是合金含量高的材料，会出现淬火马氏体组织，造成钢丝拉拔时发生断裂。
      钢丝在拉拔过程中，由于金属变形不均匀，表层金属变形大，心部变形小，钢丝在轴线方向上表层产生压应力，心部产生拉应力，在中心线上逐步形成速度不连续点。这些应力的大小、分布与拉丝模、润滑条件，拉拔速度及变形量等工艺条件有关。当工艺及原材料控制不当，会产生一些缺陷，如内部的杯锥状裂纹、表面裂纹、起刺、内部晶粒大小不均匀，力学性能不均匀等。

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图1 纤维状索氏体组织

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图2 索氏体+铁素体组织