钢丝拉拔后性能.docx
《钢丝拉拔后性能.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钢丝拉拔后性能.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
钢丝拉拔后性能
适用标准文案
8.拉拔时钢丝性能变化的一般规律
信息根源：
金属制品网日期：
2013-12-27点击：
32文字大小：
[大][中][小]
8.1.力学性能
在显微组织构造同样的前提下，钢丝冷加
工加强
出色文档
适用标准文案
系数随含碳量增大而增大，是一个大家普
遍认知
的基本规律。
实质上，氮与碳拥有完整同样的特征，常常被人们忽视了，氮对冷加工加强的
贡献几乎与等量碳同样。
所以对气体保护焊丝（08Mn2Si）和帘线用钢丝（72A）等，希望从
盘条用最少循环道次直接拉拔到成品的钢丝，一定控制钢中氮含量（≤60ppm或≤40ppm）才能保证拉拔顺利进行。
氮含量的增添还会以致钢丝的应变时效脆化效应加强。
显微组织构造对冷加工加强系数有决定性的影响，从表11能够看出，不一样组织构造的
碳素钢丝中，索氏体钢的冷加工加强系数最大，粒状珠光体钢的冷加工加强系数最低。
广而
言之，奥氏体钢的冷加工加强系数最大，铁素体钢的冷加工加强系数最低。
关于同一炉号的
钢，只需其组织构造同样，冷加工加强系数一般是衡定的。
表11不一样牌号、不一样组织构造钢丝的冷加工加强系数（K）
抗拉强度（Rm）
K
抗拉强度（Rm）
K
牌号
组织构造
牌号
组织构造
MPa
Rm/1.0%q
MPa
Rm/1.0%q
粒状珠光体
440
粒状珠光体
540
35
片状珠光体
510
65Mn
片状珠光体
640
索氏体
750
索氏体
1100
粒状珠光体
620
4Cr5MoSiV1（H13）
珠光体
780
T9A
片状珠光体
750
60Si2MnA
珠光体
750
索氏体
1320
GCr15
粒状珠光体
650
06Cr17Ni12Mo2
奥氏体
640
10Cr18Ni9Ti
奥氏体
670
06Cr19Ni9（304）
奥氏体
650
12Cr18Ni9（302）
奥氏体
660
24Cr19Ni9Mo2（3J9
奥氏体
780
12Cr18Mn9Ni5N（202）
奥氏体
800
）
04Cr24（446）
铁素体
490
022Cr11MoTi（409）
铁素体
430
3Cr13
马氏体不锈
640
08Mn2SiA
低碳马氏体
505
注：
Rm为热办理状态的抗拉强度，
Rm为拉拔时抗拉强度增添值，K为总减面率
70%～85%拉拔时的均匀冷加工加强系数。
8.2.工艺性能
8.2.1.成形性能
频频曲折、环绕和扭转是弹簧成形和服役时一定蒙受的应力状态，通称为韧性指标，是
弹簧钢丝的重要查核指标。
出色文档
适用标准文案
图31显示，频频曲折次数、环绕性能和扭转次数是随拉拔减面率的增添而迟缓降落的，但又并不是完整这样。
因为这三项指标除受冷加工加强影响外，还受钢的化学成分、纯净度、
组织构造的均匀性、气体含量（特别是[H]含量）、钢丝剩余应力的散布状况、以及应变时效
脆化效应的影响，并且后者的作用常常远大于前者。
经过调整化学成分和拉拔工艺，钢丝在
获取预约抗拉强度的同时，能够获取不一样样级的韧性指标。
图32给出了生产Φ，抗拉
强度160～185kg/mm2级制绳钢丝的几种工艺方案，方案a采用60钢、Φ热轧盘条，
表面办理后直接拉拔到Φ，此时抗拉强度刚达到下限要求，考虑到性能的颠簸，一定
加大投料尺寸，但钢丝断后伸长率已降到很低水平，扭转值已超出最高点并开始降落，明显
是不适合的。
正确的方法是采用含碳量为0.65%的盘条。
方案b采用70钢盘条预拉到Φ，而后铅淬火，再拉拔到Φ，钢丝的抗拉强
度达到了上限要求，只管断后伸长率较低，但断面缩短率和扭转值处于较好水平。
方案c采用80钢、Φ盘条，第一进行铅淬火，预拉到Φ，再经铅淬火后
拉拔到Φ。
钢丝在获取希望的抗拉强度的同时，断面缩短率处于高水平，扭转值也处于上涨阶段。
从图31和图32两案例中能够看出碳素钢丝冷拉过程中扭转值、塑性和强度变化的某些
规律：
a.图31和图32中显示的扭转值随减面率变化的规律不一致，此中图32方案c显示的
规律与生产实践相符合，即扭转值在前一两道次拉拔时稍有降落，而后随减面率加大逐渐回
升，总减面率72%～86%（碳含量越高，峰值出现的越早）时达到最高值，并稳固一个阶段，
而后又急剧降落，出现后一种状况，往常称为冷加工过分。
扭转值出现图31的状况预计与
拉丝机冷却成效不太好有关，对比较图32的冷却成效明显好点。
b.在拉拔工艺同样，模具、润滑和冷却亦同样条件下，索氏体钢的扭转值最高；钢丝索
氏体化程度越高，索氏体片间距越细，组织均匀性越好，扭转值越高。
两次铅淬火的钢丝索
氏体度更高，均匀性更好，扭转值自然偏高。
别的，奥氏晶粒度偏大，索氏体团偏大的钢丝，扭转值也明显偏高。
c.碳素钢丝不论组织构造怎样，也不论碳含量高低，在冷拔早期（减面率35%左右）断
后伸长率很快降到很低水平（6%以下）；而断面缩短率因组织构造不一样，拉拔过程中出现很
大差距，索氏体钢随减面率增添先减后升，变化幅度不大。
剖析起来，断后伸长率反应钢丝
均匀变形能力，断面缩短率反应钢丝局部变形能力，由此推论：
能表现钢丝可拉拔性，或拉
拔塑性的指标是断面缩短率，而不是断后伸长率。
出色文档
适用标准文案
e.折服极限在拉拔早期增添的幅度比抗拉强度的增幅大得多了，当总减面率持续加大时，折服极限与抗拉强度同步增添，直到拉断时折服极限已特别靠近抗拉强度了。
f.拉拔早期，弹性极限的增添相当迟缓，总减面率持续加大时，弹性极限的增添还将进一步减慢。
如前所述，钢丝的扭转、环绕和曲折性能与钢丝内部剩余应力散布直接关系，
凡能降低
钢丝表面与心部应力差距，或能降低表面拉应力的工艺举措，
如增添拉拔道次，降低最后两
道次的拉拔减面率，成品钢丝经矫直办理等均能改良上述韧性指标，
加强拉丝冷却成效和使
用反拉力自然也是有效举措。
据德国
L·西蒙斯的研究结果：
在无反拉力或反拉力很小时，
钢丝心部的维氏硬度要比表面低得多，
跟着反拉力的增添，
心部与表面硬度差逐渐减小，
当
反响力增添到拉拔力的
80%时，整个横断面的硬度基真同样，由此推论：
反拉力能够改良钢
丝扭转性能。
W·卢埃格证明上述推论，施加
40%的反拉力，经
4道次拉拔的钢丝，抗拉强
度和曲折次数的变化能够忽视不计，扭转次数比无反拉力拉拔提升了
20%～25%。
不一样组织构造的钢丝在冷拉过程中力学性能和工艺性能变化规律不尽同样，用以索
氏体组织为主的碳素钢丝为例，研究
冷拉减面率对其力学性能和工艺性能
的影响（如图33），能反响出钢丝冷拉
时性能变化的基本趋势。
"FONT-FAMILY:
宋体;COLOR:
black;FONT-SIZE:
7.5pt"
lang=EN-US>800
04Cr24（446）
铁素体
490
022Cr11MoTi（409）
铁素体
出色文档
适用标准文案
430
3Cr13
马氏体不锈
640
08Mn2SiA
低碳马氏体
505
注：
Rm为热办理状态的抗拉强度，Rm为拉拔时抗拉强度增添值，K为总减面率70%～85%拉拔时的均匀冷加工加强系数。
8.2.工艺性能
8.2.1.成形性能
频频曲折、环绕和扭转是弹簧成形和服役时一定蒙受的应力状态，通称为韧性指标，是
弹簧钢丝的重要查核指标。
图31显示，频频曲折次数、环绕性能和扭转次数是随拉拔减面率的增添而迟缓降落的，但又并不是完整这样。
因为这三项指标除受冷加工加强影响外，还受钢的化学成分、纯净度、
组织构造的均匀性、气体含量（特别是[H]含量）、钢丝剩余应力的散布状况、以及应变时
效脆化效应的影响，并且后者的作用常常远大于前者。
经过调整化学成分和拉拔工艺，钢丝
在获取预约抗拉强度的同时，能够获取不一样样级的韧性指标。
图32给出了生产Φ，抗
拉强度160～185kg/mm2级制绳钢丝的几种工艺方案，方案a采用60钢、Φ热轧盘条，
表面办理后直接拉拔到Φ，此时抗拉强度刚达到下限要求，考虑到性能的颠簸，一定
加大投料尺寸，但钢丝断后伸长率已降到很低水平，扭转值已超出最高点并开始降落，明显
是不适合的。
正确的方法是采用含碳量为0.65%的盘条。
方案b采用70钢盘条预拉到Φ，而后铅淬火，再拉拔到Φ，钢丝的抗拉强
度达到了上限要求，只管断后伸长率较低，但断面缩短率和扭转值处于较好水平。
出色文档
适用标准文案
方案c采用80钢、Φ盘条，第一进行铅淬火，预拉到Φ，再经铅淬火后
拉拔到Φ。
钢丝在获取希望的抗拉强度的同时，断面缩短率处于高水平，扭转值也处于上涨阶段。
从图31和图32两案例中能够看出碳素钢丝冷拉过程中扭转值、塑性和强度变化的某些
规律：
a.图31和图32中显示的扭转值随减面率变化的规律不一致，此中图32方案c显示的
规律与生产实践相符合，即扭转值在前一两道次拉拔时稍有降落，而后随减面率加大逐渐回
升，总减面率72%～86%（碳含量越高，峰值出现的越早）时达到最高值，并稳固一个阶段，
而后又急剧降落，出现后一种状况，往常称为冷加工过分。
扭转值出现图31的状况预计与
拉丝机冷却成效不太好有关，对比较图32的冷却成效明显好点。
b.在拉拔工艺同样，模具、润滑和冷却亦同样条件下，索氏体钢的扭转值最高；钢丝索
氏体化程度越高，索氏体片间距越细，组织均匀性越好，扭转值越高。
两次铅淬火的钢丝索
氏体度更高，均匀性更好，扭转值自然偏高。
别的，奥氏晶粒度偏大，索氏体团偏大的钢丝，扭转值也明显偏高。
c.碳素钢丝不论组织构造怎样，也不论碳含量高低，在冷拔早期（减面率35%左右）断
后伸长率很快降到很低水平（6%以下）；而断面缩短率因组织构造不一样，拉拔过程中出现很
大差距，索氏体钢随减面率增添先减后升，变化幅度不大。
剖析起来，断后伸长率反应钢丝均匀变形能力，断面缩短率反应钢丝局部变形能力，由此推论：
能表现钢丝可拉拔性，或拉拔塑性的指标是断面缩短率，而不是断后伸长率。
e.折服极限在拉拔早期增添的幅度比抗拉强度的增幅大得多了，当总减面率持续加大时，折服极限与抗拉强度同步增添，直到拉断时折服极限已特别靠近抗拉强度了。
f.拉拔早期，弹性极限的增添相当迟缓，总减面率持续加大时，弹性极限的增添还将进一步减慢。
如前所述，钢丝的扭转、环绕和曲折性能与钢丝内部剩余应力散布直接关系，
凡能降低
钢丝表面与心部应力差距，或能降低表面拉应力的工艺举措，
如增添拉拔道次，降低最后两
道次的拉拔减面率，成品钢丝经矫直办理等均能改良上述韧性指标，
加强拉丝冷却成效和使
用反拉力自然也是有效举措。
据德国
L·西蒙斯的研究结果：
在无反拉力或反拉力很小时，
钢丝心部的维氏硬度要比表面低得多，
跟着反拉力的增添，
心部与表面硬度差逐渐减小，
当
反响力增添到拉拔力的
80%时，整个横断面的硬度基真同样，由此推论：
反拉力能够改良钢
丝扭转性能。
W·卢埃格证明上述推论，施加
40%的反拉力，经
4道次拉拔的钢丝，抗拉强
度和曲折次数的变化能够忽视不计，扭转次数比无反拉力拉拔提升了
20%～25%。
出色文档
适用标准文案
不一样组织构造的钢丝在冷拉过程中力学性能和工艺性能变化规律不尽同样，用以索
氏体组织为主的碳素钢丝为例，研究冷拉减面率对其力学性能和工艺性能的影响（如图33），
能反响出钢丝冷拉时性能变化的基本趋向。
"FONT-FAMILY:
宋体;COLOR:
black;FONT-SIZE:
7.5pt"lang=EN-US>800
04Cr24（446）
铁素体
490
022Cr11MoTi（409）
铁素体
430
出色文档
适用标准文案
3Cr13
马氏体不锈
640
08Mn2SiA
低碳马氏体
505
注：
Rm为热办理状态的抗拉强度，Rm为拉拔时抗拉强度增添值，K为总减面率70%～85%拉拔时的均匀冷加工加强系数。
8.2.工艺性能
8.2.1.成形性能
频频曲折、环绕和扭转是弹簧成形和服役时一定蒙受的应力状态，通称为韧性指标，是
弹簧钢丝的重要查核指标。
图31显示，频频曲折次数、环绕性能和扭转次数是随拉拔减面率的增添而迟缓降落的，但又并不是完整这样。
因为这三项指标除受冷加工加强影响外，还受钢的化学成分、纯净度、
组织构造的均匀性、气体含量（特别是[H]含量）、钢丝剩余应力的散布状况、以及应变时
效脆化效应的影响，并且后者的作用常常远大于前者。
经过调整化学成分和拉拔工艺，钢丝
在获取预约抗拉强度的同时，能够获取不一样样级的韧性指标。
图32给出了生产Φ，抗
拉强度160～185kg/mm2级制绳钢丝的几种工艺方案，方案a采用60钢、Φ热轧盘条，
表面办理后直接拉拔到Φ，此时抗拉强度刚达到下限要求，考虑到性能的颠簸，一定
加大投料尺寸，但钢丝断后伸长率已降到很低水平，扭转值已超出最高点并开始降落，明显
是不适合的。
正确的方法是采用含碳量为0.65%的盘条。
方案b采用70钢盘条预拉到Φ，而后铅淬火，再拉拔到Φ，钢丝的抗拉强
度达到了上限要求，只管断后伸长率较低，但断面缩短率和扭转值处于较好水平。
出色文档
适用标准文案
方案c采用80钢、Φ盘条，第一进行铅淬火，预拉到Φ，再经铅淬火后
拉拔到Φ。
钢丝在获取希望的抗拉强度的同时，断面缩短率处于高水平，扭转值也处于上涨阶段。
从图31和图32两案例中能够看出碳素钢丝冷拉过程中扭转值、塑性和强度变化的某些
规律：
a.图31和图32中显示的扭转值随减面率变化的规律不一致，此中图32方案c显示的
规律与生产实践相符合，即扭转值在前一两道次拉拔时稍有降落，而后随减面率加大逐渐回
升，总减面率72%～86%（碳含量越高，峰值出现的越早）时达到最高值，并稳固一个阶段，
而后又急剧降落，出现后一种状况，往常称为冷加工过分。
扭转值出现图31的状况预计与
拉丝机冷却成效不太好有关，对比较图32的冷却成效明显好点。
b.在拉拔工艺同样，模具、润滑和冷却亦同样条件下，索氏体钢的扭转值最高；钢丝索
氏体化程度越高，索氏体片间距越细，组织均匀性越好，扭转值越高。
两次铅淬火的钢丝索
氏体度更高，均匀性更好，扭转值自然偏高。
别的，奥氏晶粒度偏大，索氏体团偏大的钢丝，扭转值也明显偏高。
c.碳素钢丝不论组织构造怎样，也不论碳含量高低，在冷拔早期（减面率35%左右）断
后伸长率很快降到很低水平（6%以下）；而断面缩短率因组织构造不一样，拉拔过程中出现很
大差距，索氏体钢随减面率增添先减后升，变化幅度不大。
剖析起来，断后伸长率反应钢丝均匀变形能力，断面缩短率反应钢丝局部变形能力，由此推论：
能表现钢丝可拉拔性，或拉拔塑性的指标是断面缩短率，而不是断后伸长率。
e.折服极限在拉拔早期增添的幅度比抗拉强度的增幅大得多了，当总减面率持续加大时，折服极限与抗拉强度同步增添，直到拉断时折服极限已特别靠近抗拉强度了。
f.拉拔早期，弹性极限的增添相当迟缓，总减面率持续加大时，弹性极限的增添还将进一步减慢。
如前所述，钢丝的扭转、环绕和曲折性能与钢丝内部剩余应力散布直接关系，
凡能降低
钢丝表面与心部应力差距，或能降低表面拉应力的工艺举措，
如增添拉拔道次，降低最后两
道次的拉拔减面率，成品钢丝经矫直办理等均能改良上述韧性指标，
加强拉丝冷却成效和使
用反拉力自然也是有效举措。
据德国
L·西蒙斯的研究结果：
在无反拉力或反拉力很小时，
钢丝心部的维氏硬度要比表面低得多，
跟着反拉力的增添，
心部与表面硬度差逐渐减小，
当
反响力增添到拉拔力的
80%时，整个横断面的硬度基真同样，由此推论：
反拉力能够改良钢
丝扭转性能。
W·卢埃格证明上述推论，施加
40%的反拉力，经
4道次拉拔的钢丝，抗拉强
度和曲折次数的变化能够忽视不计，扭转次数比无反拉力拉拔提升了
20%～25%。
出色文档
适用标准文案
不一样组织构造的钢丝在冷拉过程中力学性能和工艺性能变化规律不尽同样，用以索
氏体组织为主的碳素钢丝为例，研究冷拉减面率对其力学性能和工艺性能的影响（如图33），
能反响出钢丝冷拉时性能变化的基本趋向。
不一样组织构造的钢丝在冷拉过程中力学性能和工艺性能变化规律不尽同样，用以索
氏体组织为主的碳素钢丝为例，研究冷拉减面率对其力学性能和工艺性能的影响（如图33），
能反响出钢丝冷拉时性能变化的基本趋向。
8.2.2.疲惫极限
工程顶用疲惫极限来权衡弹簧钢丝的疲惫性能利害，一般将经107次循环动作，不产生
断裂时的最大负载应力称为疲惫极限。
弹簧钢丝的疲惫极限与钢丝的表面质量（有无裂纹、
划伤、凹坑和毛刺等缺点），有无脱碳层，钢的纯净度和次表层夹杂散布状况，以及钢丝横
截面硬度和应力均匀性亲密有关。
一般说来，弹簧钢丝的疲惫极限与钢丝的折服极限成正比，
要提升疲惫极限就应想法提升钢丝折服强度，或提升屈强比。
拉拔早期疲惫极限随抗拉强度
同步上涨，达到抗拉强度的30%时开始降落,与韧性指标的扭转次数有相像的变化规律。
碳
出色文档
适用标准文案
含量越低疲惫极限的峰值向更高减面率方向挪动；在碳含量固定条件下，铅淬温度越高（抗
拉强度偏低），疲惫极限的峰值也向更高减面率方向挪动。
8.2.3.焊接性
焊接性指资料在限制的施工条件下，焊接成设计要求的构件，并知足预约服役要求的能
力。
焊接性受资料、焊接方法、构件种类及使用要求四个要素的影响。
焊丝的焊接性主要取
决于化学成分，碳当量（CE）是评估其焊接性常用指标，碳当量是把钢中的合合金元素的含
量换算成碳的相当量，作为评定焊口金属淬硬、冷裂及脆化等性能的参照指标。
当CE＜0.4%
时，焊口金属硬度一般不超出250HV，焊接性能优秀，焊前不需要预热；当CE＞0.47时，
热影响区的硬度可能超出350HV，易产生裂纹，焊前一定预热才能防备产生裂纹。
碳当量常
用计算公式以下：
CE=C%＋Mn%/6＋Si%/24＋Cr%/5＋Ni%/15＋Mo%/4＋Cu%/13＋P%/2＋V%/10
冷拉对焊接性能无直接影响，但为保持平直度，焊丝一般以轻拉和冷拉状态交货。
中细规格的气体保护焊丝和埋弧焊丝，为保证送丝顺畅，要求以较高抗拉强度交货，规格越细强度要求越高，一般要求Φ的焊丝，Rm控制在900～1150MPa；Φ的焊丝，Rm≥1100MPa。
8.2.4.切削性能
冷加工变形对大多半钢的切削性能有增进，易切削钢特别是这样。
自然因为冷加工硬化惹起的强度高升，以致切削困难是另一回事。
8.3.物理性能
（1）密度（比重）
一般说来，钢丝经冷加工后其密度稍有降落。
含碳0.7%的碳素钢经96.5%的减面率拉拔
后，密度由本来的7.851降至7.822。
（2）电阻率
大多半钢丝经冷加工后电阻率增添，也有部分丝材（如Cr20Ni80、0Cr25Al5等）经拉
拔后电阻率降落。
这类现象称为电阻失常变化。
（3）耐腐化性能
出色文档
适用标准文案
冷拉的钢丝的耐腐化性能较本来（热办理状态）有所降落。
别的，组织构造对钢丝的耐
腐化性能有决定性的影响：
碳素钢丝在索氏体状态下耐应力腐化性能最好，奥氏体不锈钢丝
在固溶状态下耐腐化性能最好，马氏体不锈钢丝在淬火-回火状态下耐腐化性能最好。
（4）弹性模量
拉伸弹性模量（E）和切变弹性模量（G）随拉拔减面率的增添有所降落，除去剩余应力
办理或时效办理后，弹性模量能够恢复到原有水平。
出色文档
升级会员 