第2期 余万华等：钢丝拔杯锥状裂纹扩展条件的判别 ,165. 从图4可以看出，当半模角小于或等于10°，可以保证在任何压缩率情况下，钢丝内部 都不会形成杯锥状裂纹；当半模角大于10°，则钢丝内部存在形成杯锥状裂纹的可能，由此 可以看出，模角对杯锥状裂纹形成影响较大. 3.2m=0.09时安全区图 0 测量、计算得到某厂水箱拉拔条件下，钢丝 50 与模子之间的摩擦系数m=0.09,因此，分析这类 安全区图，具有现实意义· 40 从图5可得以下结论： (1)在压缩率为20%、30%、40%下，实测 00 测的最佳模角为7°8°、9°.在这种情况下即使拉 20 拔硬化系数B=0的钢丝，也可保证不产生内裂纹. 10 从而证明，采用最佳模角的模子拉拔钢丝，其内 部不会形成裂纹， 0 10 2030 4050 a/() (2)随着硬化系数减小，钢丝内实际形成杯 锥状裂纹的可能性加大，即拉拔的最后道次易形 图5m=0.09时安全区图 成杯锥状裂纹， Fig.5 Criterion for central bursting,m=0.09 3.3钢丝中夹杂对杯锥状裂纹形成的影响 由于冶炼技术的限制，钢丝内不可避免地存在夹杂，夹杂与金属基体之间的结合力较 弱，进人变形区后，在变形参数不合理而产生的中心拉应力和由于夹杂存在而产生的应力集 中的联合作用下，金属与夹杂之间很快产生间隙，促进中心裂纹的形成和发展， 钢丝内部形成杯锥状裂纹大致要经历两个阶段：)钢丝内部微裂纹的形成，夹杂缺陷 会促进裂纹形成；2)裂纹的起动和发展，裂纹起动和发展都必须遵循临界条件式，即(2) 式. 因此，由(2)式所推导的安全区图，也同样适合防止钢丝内有夹杂物时杯锥状裂纹的 形成和发展. 4结论 (1)杯锥状裂纹的产生和发展有4个影响因素，即材料的硬化系数、材料与拉拔模之 间的摩擦系数、拉拔模的模角、压缩率，由于这些因素配合不合理，导致钢丝内部变形不渗 透和中心轴上较大的内应力从而使裂纹形成与扩展， (2)利用上界定理推导，计算了杯锥状裂纹扩展的条件，计算结果和由此制定的安全 区图可以用于指导拉拔工艺设计，防止钢丝内杯锥状裂纹的产生· (3)钢丝内夹杂物对杯锥状裂纹形成和发展起促进作用· (下转第170页)第 期 余万华等 钢丝拔杯锥状 裂 纹扩展条件 的判别 从图 可 以看 出 ， 当半模角小于 或等于 “ ， 可 以 保证在任何压缩率情 况 下 ， 钢 丝 内部 都不 会形 成杯锥状裂 纹 当半模 角大 于 。 ， 则钢 丝 内部存在形 成杯锥 状裂 纹 的 可 能 ， 由此 可 以看 出 ， 模角对杯锥状裂纹形 成影 响较大 二 伪 时安全区 图 哥咨岁出 测 量 、 计算得 到某 厂水箱拉拔条件下 ， 钢 丝 与模子 之 间的摩 擦系 数 ， 因此 ， 分析这类 安全 区 图 ， 具有 现实意 义 从图 可得 以 下结论 在压缩率为 、 、 下 ， 实测 测 的最佳模角为 气 气 在这种情况 下 即使拉 拔硬化 系数 刀 的钢 丝 ， 也 可 保证不产生内裂纹 从而证 明 ， 采 用最佳模 角 的模子 拉拔钢丝 ， 其 内 部不 会形 成裂 纹 随着 硬 化系数减 小 ， 钢 丝 内实 际形成杯 锥状裂 纹 的可 能性加大 ， 即拉 拔 的最后 道 次易形 成杯锥状裂 纹 钢丝 中夹杂对杯锥状裂纹形成的影响 。 买 图 二 朋 时安全区 图 沈污刃 伙 功】 恤浏吨 ， 爪 伪 由于 冶 炼技 术 的限制 ， 钢 丝 内不 可 避 免 地存 在 夹 杂 夹 杂 与 金 属 基 体 之 间 的 结 合 力 较 弱 进人 变形 区 后 ， 在 变形 参数不合理 而 产生 的 中心 拉应力和 由于夹杂存在而 产生 的应力集 中的联合作 用下 ， 金 属 与夹杂 之 间很快 产 生 间隙 ， 促进 中心裂纹 的形 成和发展 钢 丝 内部形 成杯锥 状裂 纹大致要 经历两 个 阶段 钢丝 内部 微 裂 纹 的形 成 夹杂缺 陷 会促 进裂 纹形 成 裂 纹 的起 动和 发展 裂纹起 动和 发展 都必 须 遵 循 临 界 条 件 式 ， 即 式 因此 ， 由 式所 推 导 的安全 区 图 ， 也 同样适合 防止 钢 丝 内有 夹 杂 物 时 杯 锥 状 裂 纹 的 形成和 发展 结 论 杯锥 状裂 纹 的产 生和 发展有 个 影 响 因 素 ， 即 材 料 的硬 化 系 数 、 材 料 与 拉 拔模 之 间的摩擦系数 、 拉拔模 的模 角 、 压缩率 由于 这些 因 素配合不 合理 ， 导致钢 丝 内部变形 不渗 透和 中心轴上较大 的 内应力从而 使裂 纹形 成 与 扩展 利用上界 定理 推导 ， 计算 了杯锥状裂 纹扩 展 的 条 件 ， 计算 结果 和 由此 制 定 的 安 全 区 图可 以 用于指 导拉拔工 艺设计 ， 防止钢 丝 内杯锥 状裂 纹 的产 生 钢丝 内夹杂物对杯锥状裂 纹形 成 和发展 起促进作用 下转第 页