發(fā)布時間：2021-04-05 14:02

　　低合金高強鋼作為當今工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的金屬材料之一,其強韌化一直是鋼鐵研究的一個重要課題。然而,傳統(tǒng)處理工藝一般具有成本高、周期長、污染嚴重等特點,并且難以充分開發(fā)材料的潛力。而電脈沖作為一種瞬時高能輸入技術(shù),已經(jīng)被大量研究證明是一種改善組織和提高性能的有效手段,并且高效經(jīng)濟,節(jié)能環(huán)保。本論文將電脈沖技術(shù)應(yīng)用于40Cr鋼的淬火和回火處理,通過檢測其顯微組織、斷口和微觀內(nèi)應(yīng)力的變化,系統(tǒng)地研究了脈沖電流對40Cr鋼固態(tài)相變的影響規(guī)律和作用機制。對比傳統(tǒng)熱處理,研究了電脈沖處理對40Cr鋼力學(xué)性能和抗延遲斷裂性能的影響,得到了能使其綜合性能最優(yōu)的電脈沖處理工藝參數(shù)。（1）由于電脈沖處理極短的高溫停留時間和脈沖電流對奧氏體形核的促進作用,退火冷拔態(tài)試樣經(jīng)電脈沖淬火（electropulsing quenching,EQ）后可獲得比傳統(tǒng)淬火（conventional quenching,CQ）更細小的馬氏體組織。最佳的EQ參數(shù)為480 ms,此時的硬度為⁶90 HV,原奧氏體晶粒平均尺寸為¹4.65μm。相比于CQ,480 ms EQ能使試樣獲得更... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：121 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

納米晶形成示意圖

是由于脈沖電流對鉛擴散的促進作用，其中包括定向的電遷移和非定向的鉛擴散（相比于傳統(tǒng)熱處理獲得的粗晶組織，電脈沖處理后獲得的納米晶組織更有利鉛的自擴散，即自擴散系數(shù)更大）。A.Rahnama及其同事[79,80]發(fā)現(xiàn)，低碳鋼經(jīng)電脈沖處理后，原本在鐵素體基體中隨機分布的滲碳體片層其方向逐漸與電流方向一致（圖1.2a-b），從而導(dǎo)致試樣的電阻率提高。電流流經(jīng)珠光體區(qū)時滲碳體形狀、大小及排布的變化如圖1.2(c1-c4)所示：滲碳體片層間距逐漸增大；部分滲碳體發(fā)生斷裂并逐漸球化；片狀和破碎發(fā)生球化的滲碳體沿電流方向排布。圖1.20.14%C鋼電鏡形貌：(a)電脈沖處理前，(b)電脈沖處理后（紅色箭頭為電流方向）；(c1-c4)珠光體組織演變示意圖Fig.1.2SEMmicrographsof0.14%Csteel:(a)samplebeforetreatment,(b)sampleafterelectropulsingtreatment(theredarrowdenotesthecurrentdirection);(c1-c4)schematicdiagramillustratingvariousconfigurationsofpearlitemicrostructure1.3.2.3脈沖電流對晶粒取向的影響根據(jù)Y.Dolinsky和T.Elperin[81,82]的研究，在電脈沖處理過程中，電流對高導(dǎo)電性相的形成有促進作用，而對低導(dǎo)電性相的形成有抑制作用。由于晶體的導(dǎo)電性是各向異性的，因此經(jīng)電脈沖處理后多晶材料可獲得具有擇優(yōu)取向的組織，即織構(gòu)。Wang等人[83]發(fā)現(xiàn)Cu-Zn合金經(jīng)電脈沖處理后形成了具有擇優(yōu)取向的納米孿晶，并且隨著電流密度的增加，納米孿晶的取向性增強，且數(shù)

熱薣84,85]發(fā)現(xiàn)在再結(jié)晶過程中，脈沖電流對高斯織構(gòu)的形成有很大的促進作用。Dai等人[86]進一步研究了電脈沖處理過程中電流方向（Currentdirection,CD）對其織構(gòu)的影響：將冷軋態(tài)試樣分成兩組，并對它們分別進行電流方向平行和垂直于軋制方向（Rollingdirection,RD）的電脈沖試驗。XRD結(jié)果表明，處理前冷軋態(tài)硅鋼主要存在兩種織構(gòu)：α絲織構(gòu)（<110>∥RD）和γ絲織構(gòu)（<111>∥法向）；而電脈沖處理后，CD∥RD組試樣的α絲織構(gòu)和{111}<110>γ絲織構(gòu)強度均強于CD⊥RD組試樣；只有{111}<112>γ絲織構(gòu)的強度較CD⊥RD組試樣的弱。如圖1.3所示，在{111}晶面上，<110>晶向與<112>晶向之間存在30°夾角的關(guān)系，并且個別指數(shù)的晶向分別與RD呈平行和垂直的關(guān)系。由此可見，脈沖電流對與之方向一致的織構(gòu)有強化作用；這可能是因為脈沖電流引起的電子風效應(yīng)使得位錯的運動在電流方向得到加強，從而導(dǎo)致再結(jié)晶晶粒傾向于在與電流方向平行的晶向上形核。圖1.3(111)<112>取向晶粒<110>晶向和<112>晶向示意圖，其中實線箭頭表示CD⊥RD時的電流方向，虛線箭頭表示CD⊥RD的電流方向Fig.1.3Schematicillustrationof<110>and<112>directionsof(111)<112>orientedgrains,inwhichtheblackarrowsdenotethecurrentdirectionasCD⊥RD,andthedotlinesdenotethecurrentdirectionwhenCD//RD1.3.2.4脈沖電流對非晶合金組織的影響對于非晶合金，其電阻率一般會隨著退火溫度的升高先略有下降，再升高，然后下降。其間，電阻率的增加是因為非晶結(jié)構(gòu)發(fā)生了弛豫，而隨后的降低是因為非晶結(jié)構(gòu)發(fā)生了晶化。大量研究表明，直流電對鐵基、銅基和鋯基等非晶合金的弛豫和晶化行為有促進作用[8,17,47,87,88]。并發(fā)現(xiàn)，對于結(jié)構(gòu)弛豫，當電流密度小于5×103A/cm2時，該過程會隨著電流密度的增加而

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3119764