本文關(guān)鍵詞：脈沖電流處理對錳系合金鋼組織和性能的影響

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【摘要】：隨著社會的發(fā)展,節(jié)能、低碳、環(huán)保已經(jīng)成為了時代的主題。鋼鐵材料作為使用最廣泛的結(jié)構(gòu)材料,承擔著重要的使命。在滿足安全要求的前提下,我們總是盡可能地節(jié)省材料,提高鋼的強度是實現(xiàn)節(jié)能減排的關(guān)鍵。脈沖電流處理作為一種新興的材料處理手段,不同于傳統(tǒng)的熱處理,它具有作用時間短,響應(yīng)速度快,能量利用率高等優(yōu)點。脈沖電流通過金屬材料時,會在材料內(nèi)部形成一個熱、電、力的綜合作用場,材料處在一種極端非平衡狀態(tài)下,內(nèi)部會發(fā)生一系列復(fù)雜的變化,研究這些復(fù)雜變化背后的規(guī)律對研究脈沖電流處理的作用機理有著重要的意義。本文以三種不同錳含量的合金鋼為研究對象,以脈沖電流處理為手段,研究了脈沖電流處理對錳系合金鋼的組織和性能的影響規(guī)律。本文所用實驗材料為自行熔煉的三種不同錳含量的合金鋼ZG60Mn8、ZG60Mn12和ZG60Mn23,對它們進行脈沖電流處理,研究內(nèi)容如下:1.ZG60Mn8鑄態(tài)組織為馬氏體、奧氏體和碳化物,480ms脈沖電流淬火處理后,組織中奧氏體含量減少,馬氏體組織得到細化,碳化物得到溶解。鑄態(tài)ZG60Mn8經(jīng)過1050℃固溶處理之后,組織中碳化物得到溶解,奧氏體的量有所減少,晶粒有所細化,組織中缺陷減少。對固溶處理試樣進行480ms脈沖電流淬火處理,馬氏體組織得到細化,組織更加均勻,試樣的抗拉強度和延伸率同時得到提高。對固溶處理后的ZG60Mn8進行液氮深冷處理,部分殘余奧氏體進一步轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體,碳化物在晶界處析出,組織脆化。480ms脈沖電流淬火處理之后,晶界處的碳化物得到溶解,液氮深冷得到的馬氏體經(jīng)過奧氏體化再次轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體,在此逆轉(zhuǎn)變過程中,馬氏體的尺寸得到了細化,組織更加均勻,起到了細晶強化的作用。2.ZG60Mn12經(jīng)過20%和30%冷軋變形處理之后,組織仍為奧氏體,出現(xiàn)了加工硬化現(xiàn)象,且變形量越大,加工硬化現(xiàn)象越顯著。隨著脈沖電流處理時間的增加,試樣發(fā)生了不同程度的回復(fù)和再結(jié)晶,試樣的硬度和抗拉強度略微降低,延伸率先增加后降低,在520ms時達到最大。脈沖電流作用時間繼續(xù)增加,再結(jié)晶晶粒進一步長大,組織粗化,延伸率反而降低。3.ZG60Mn12和ZG60Mn23經(jīng)30%冷軋變形處理之后,組織仍為奧氏體,試樣的強度和硬度均有所提高,延伸率下降。隨著錳含量的增加,奧氏體穩(wěn)定性增加,加工硬化能力降低,可承受變形增大。隨著脈沖電流作用時間的增加,ZG60Mn12和ZG60Mn23內(nèi)部發(fā)生了不同程度的回復(fù)和再結(jié)晶,試樣的硬度和強度整體上逐漸降低,晶粒尺寸先減小后增大,在520ms時達到最小。但是隨著脈沖電流作用時間的增加,ZG60Mn12的延伸率先增加后降低,在520ms時達到最大,而ZG60Mn23的延伸率則隨著脈沖電流作用時間的增加持續(xù)增加,這是因為繼續(xù)提高脈沖電流作用時間,ZG60Mn23試樣內(nèi)部出現(xiàn)了退火孿晶,退火孿晶可以在變形過程中有效促進滑移的產(chǎn)生,因此,延伸率持續(xù)增加。
【關(guān)鍵詞】：脈沖電流 錳鋼 組織與性能 冷軋變形 再結(jié)晶
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG142.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-27
• 1.1 選題目的與意義11-13
• 1.2 錳鋼的概述13-16
• 1.2.1 錳鋼的化學成分對組織和性能所產(chǎn)生的影響13-15
• 1.2.2 錳鋼的性能特點15-16
• 1.2.3 錳鋼的應(yīng)用16
• 1.3 金屬材料強韌化的方法16-22
• 1.3.1 固溶強化17-18
• 1.3.2 第二相強化18-20
• 1.3.3 加工硬化20-22
• 1.3.4 細晶強化22
• 1.4 脈沖電流在金屬材料加工領(lǐng)域的應(yīng)用22-25
• 1.4.1 脈沖電流的研究現(xiàn)狀23-24
• 1.4.2 脈沖電流對金屬凝固組織的作用24
• 1.4.3 脈沖電流對固態(tài)金屬的作用24-25
• 1.5 本文研究內(nèi)容25-27
• 第2章 實驗方法27-35
• 2.1 實驗材料27
• 2.2 試樣的預(yù)處理27-28
• 2.3 電脈沖處理28-30
• 2.4 試樣的制備30-31
• 2.4.1 脈沖電流處理試樣的制備30
• 2.4.2 拉伸試樣的制備30-31
• 2.5 顯微組織觀察31-32
• 2.6 力學性能檢測32-33
• 2.6.1 硬度測試32
• 2.6.2 拉伸性能測試32-33
• 2.7 實驗技術(shù)路線33-35
• 第3章 脈沖電流處理對ZG60Mn8組織和性能的影響35-57
• 3.1 引言35
• 3.2 脈沖電流處理對鑄態(tài)ZG60Mn8組織和性能的影響35-41
• 3.3 脈沖電流處理對固溶處理ZG60Mn8組織和性能的影響41-48
• 3.4 脈沖電流處理對固溶+深冷處理ZG60Mn8組織和性能的影響48-55
• 3.5 本章小結(jié)55-57
• 第4章 脈沖電流處理對ZG60Mn12和ZG60Mn23組織和性能的影響57-77
• 4.1 引言57-58
• 4.2 固溶處理ZG60Mn12的組織和性能58-59
• 4.3 脈沖電流處理對不同變形量冷軋ZG60Mn12組織和性能的影響59-70
• 4.4 脈沖電流處理對冷軋ZG60Mn12和ZG60Mn23組織和性能的影響70-76
• 4.5 本章小結(jié)76-77
• 第5章 結(jié)論77-79
• 參考文獻79-85
• 致謝85

【參考文獻】

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本文編號：717101