硬拉鋼絲球化工藝技術研究

宮明江 ，李澤林 ，王彥全 ，袁金良 ，許長慶

（1、天津華源線材有限公司，天津301636；2、河北工業大學材料學院，天津300130）

0 引言

硬拉鋼絲是用中間退火代替鉛浴等溫淬火，即在冷拔的工序之間加一低溫退火，（600~680℃），以提高塑繼續冷拔，可用于碳鋼和65Mn鋼制低應力彈簧[1]。提高該工藝的水平才有可能達到真正的替代鉛浴的效果。本文研究了65Mn硬拉鋼絲在短時間球化退火過程中的組織及性能變化[2，3]，并從機理上討論了組織變化的因果關系。

1 實驗方法與過程

將彈簧鋼65Mn從直徑12 mm拉拔到5 mm，分別在470℃、520℃、570℃、620℃，進行退火。在每個溫度保溫時間分為1 h、2 h、3 h、4 h四組試樣。快速加熱，隨爐冷卻。接下來對樣品的強度和斷面收縮率進行了測試，采用了Navo Nano450掃描電鏡進行樣品金相組織觀察。

2 實驗結果

2.1 不同溫度及時間下退火后的材料的強度變化

退火溫度和退火時間與鋼絲強度的關系如圖2-1所示，從圖中可以看出，隨著退火溫度的上升和保溫時間的增長，強度也越來越低。

圖2-1 退火溫度和退火時間與鋼絲強度的關系

2.2 斷面收縮率的變化

不同溫度及時間下退火后的材料的斷面收縮率在圖2-2中給出。可以看出，隨著退火溫度的上升和保溫時間的增長，斷面收縮率越來越高，具有韌性增加的傾向。

2.3 金相組織的變化：

拉拔后的材料的金相組織在圖2-3中給出。拉拔后不同溫度退火后金相組織在圖2-4給出。

圖2-2 退火溫度和退火時間與鋼絲斷面收縮率的關系

圖2-3 拉拔后的材料的金相組織

在保溫時間相同的情況下，退火溫度越高，硬度越低。從金相圖中可以看出，在保溫時間均為三小時的情況下，470℃，520℃，570℃，620℃各自的金相組織發生明顯變化，碳化物顆粒逐漸粗大。

3 討論

從圖2-4可發現碳化物球的大小分成兩種，從其分布上仍能看到拉拔的影響，圖3-1是珠光體片的不同取向所形成的兩種直徑大小不同的碳化物球示意圖，是對這個狀態形成的描述。

第一種情況，珠光體片與拉拔方向一致，拉拔后組織間距更加細密，因此退火后形成的碳化物組織細小，第二種組織珠光體片與拉拔方向相差很大，拉拔后在片之間產生間隙，碳化物會在間隙中聚集長大，因此退火后形成的碳化物較為粗大。

4 結論

1）拉拔態65Mn彈簧鋼球化退火，保溫時間一定的情況下，隨著退火溫度的升高，其抗拉強度逐漸降低，斷面收縮率越來越高。

圖3-1 珠光體片的不同取向所形成的兩種直徑大小不同的碳化物球示意圖

圖2-4 拉拔后不同溫度退火金相組織

2）從金相組織圖可以觀察到，隨退火溫度的提高，片狀珠光體越容易向球狀碳化物分布在鐵素體基體上的組織形態轉變，球化越來越明顯。

3）球化退火出現兩種大小不同的球化組織，這個不同與鋼絲拉拔變形方向相關。

[1]苑少強,王春,梁國俐,等.回火溫度對冶金鋸片用鋼65Mn組織及性能的影響[J].機械設計與制造,2010(4):123-125.

[2]王運炎,朱莉.塑性變形加速鋼中碳化物球化過程的機理探討[J].成都大學學報：自然科學版,1994(1):16-20.

[3]董瑞琪;歐陽雅娜;宮明江，等.大變形65Mn彈簧鋼退火后的組織及性能研究[J].天津冶金，2015（5）.