超大形变珠光体中的“位错贫乏”现象及影响机制研究

Pearlitic steel wires were widely applied in engineering, such as high span bridge, tyre, aviation，and so on. Pearlitic steel wires with tensile strengths greater than 7 GPa can be produced through heavily cold drawn process. However, the strengthening mechanisms of heavily cold drawn pearlitic steel wire still remain uncertain. To address this issue, the microstructural evolution of pearlitic steel wire in drawing will be investigated. Research on phenomenon and characters of "dislocation starvation" in heavily cold drawn pearlitic steel wire will be carried out. To establish the effects of original microstructure and interface state on cold drawn process, microstructural and mechanical properties of lamella and granular pearlite wire in drawing will be studied. Effects of subtle low temperature aging treatment on dislocation configuration and mechanical properties will also be clarified. In doing so, influence on formation of the dislocation starvation in heavily cold drawn pearlitic steel wire will be established. By extending the dislocation starvation theory into the analysis of the strengthening mechanisms of heavily cold drawn pearlitic steel wire, new insights into the structure-strength relationship will be gained, which will open up new opportunities for the design of super high strong steel wires.

高强度钢丝在大跨度桥梁、汽车轮胎、航空等领域得到广泛应用。超高强度钢丝是珠光体钢盘条经大形变冷拉拔制成的。现已制备出7000MPa超高强度钢丝，传统的形变强化理论无法解释超大形变珠光体钢丝的强度来源。 本项目拟研究冷拉拔形变珠光体钢丝的渗碳体、铁素体及相界面的演变规律及结构特征，深入研究超大形变（总压缩率c>92%）珠光体钢丝中"位错贫乏"（dislocation starvation）现象及微结构特征。研究片状珠光体和粒状珠光体冷拉拔形变过程，探讨原始组织及界面状态对超大形变珠光体钢丝组织结构的影响；研究精细低温时效处理对超大形变珠光体中位错组态和力学性能的影响。在此基础上，探讨超大形变珠光体钢丝中"位错贫乏"的影响机制，并建立相应的物理模型。 本研究是"位错贫乏"机制在纳米双相材料中的拓展，对于丰富纳米双相材料的形变及强化理论，推动超高强度钢丝的研制具有重要的意义。

高强度钢丝在大跨度桥梁、汽车轮胎、航空等领域得到广泛应用。超高强度钢丝是珠光体钢盘条经大形变冷拉拔制成的。现已制备出7000MPa 超高强度钢丝，传统的形变强化理论无法解释超大形变珠光体钢丝的强度来源。. 针对这一问题，本项目重点研究以下五部分内容，并取得了重要进展：1）冷拉拔过程中珠光体的组织性能演变规律，提出了珠光体形变三阶段机制；2）提出了超大形变珠光体中渗碳体的形变机制；3）研究了超大形变珠光体中铁素体中位错组态的演变规律，发现超大形变钢丝中会出现规则平行排列的位错；4）发现了超大形变珠光体钢丝的织构遗传现象及其对后续形变的影响，并利用织构遗传现象指导超高强度钢丝的研制；5）研究了超大形变珠光体的精细回火处理技术。研究工作丰富了纳米双相材料的形变及强化理论，推动了超高强度钢丝的研制。.项目完成时，取得以下成果：1）申请国家发明专利3项，其中1项已授权。2）发表论文25 篇，其中SCI收录17篇，EI收录7篇。3）获得两项江苏省科技进步奖，其中一等奖1项（第一完成人），二等奖1项（第二完成人）。.项目经费支出符合预算和相关规定的要求。.综上所述，本项目完成计划要求的工作。