本文關(guān)鍵詞：脈沖電流處理對(duì)硼鋼力學(xué)性能和顯微組織的影響

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【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，輕量化、智能化、低成本及高性能的汽車已經(jīng)成為人們需求的主要方向，因此對(duì)汽車零件的用材及生產(chǎn)制造工藝過(guò)程提出了更高的要求。與傳統(tǒng)成形零件相比，具有質(zhì)輕高強(qiáng)等特點(diǎn)的高強(qiáng)鋼熱沖壓成形零件，更具市場(chǎng)適應(yīng)性，應(yīng)用前景也越來(lái)越廣泛。然而，在熱沖壓技術(shù)的不斷革新過(guò)程中，傳統(tǒng)加熱方式的不足之處也不斷顯現(xiàn)出來(lái)。 本文研究了脈沖電流加熱和傳統(tǒng)箱式爐加熱對(duì)熱沖壓后硼鋼B1500HS組織及性能的影響，分析了加熱過(guò)程產(chǎn)生物理場(chǎng)的變化，具體內(nèi)容如下： （1）采用高能脈沖電流處理高強(qiáng)度硼鋼B1500HS，探究脈沖電流處理對(duì)硼鋼組織、力學(xué)性能、硬度及表面氧化程度等方面的影響，，得出以下結(jié)論： 在最佳參數(shù)的作用下，脈沖電流加熱淬火后硼鋼試樣獲得了比傳統(tǒng)箱式爐加熱更加細(xì)小的馬氏體板條組織。這是由于脈沖電流的作用提高了奧氏體的形核率，促進(jìn)奧氏體形核轉(zhuǎn)變；同時(shí)脈沖電流快速的加熱過(guò)程能夠抑制奧氏體晶粒的長(zhǎng)大，使得最終獲得均勻細(xì)小的馬氏體組織。 通過(guò)脈沖電流加熱處理的淬火后硼鋼的機(jī)械性能得到了很大的提高。脈沖處理后試樣的抗拉強(qiáng)度達(dá)到1660MPa，延伸率提高了約7%，同時(shí)保持著高硬度。脈沖電流作用產(chǎn)生的電致塑性效應(yīng)決定了成形后試樣的高強(qiáng)度及高韌性。脈沖電流處理工藝改善了材料的綜合力學(xué)性能，能夠有效地提高汽車安全系數(shù)。 脈沖處理后試樣的表面氧化皮較少，氧化增重情況明顯好于箱式爐加熱試樣。脈沖電流的瞬間加熱和快速給壓的過(guò)程決定了高溫試樣能夠在空氣中短暫停留，使得試樣的表面氧化程度降低，不僅能夠提高能源的利用率還能有效的保證工件的尺寸精度，減少材料的氧化浪費(fèi)，有利于節(jié)能環(huán)保。 （2）利用有限元模擬分析方法研究在脈沖電流處理板料的過(guò)程中材料內(nèi)部產(chǎn)生的溫度分布及電流密度分布情況。 有限元模擬結(jié)果表明：由于試樣形狀規(guī)則，脈沖電流作用后試樣整體電流分布均勻，只有兩端面處存在電流密度梯度分布的情況。溫度模擬結(jié)果顯示：試樣中部的溫度較高，端部的溫度較低，隨著加熱時(shí)間的延長(zhǎng)，這樣的溫度梯度逐漸增大。整體看來(lái)試樣中間成形有效區(qū)處于高溫加熱狀態(tài)，熱能得到了有效的利用。 本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)和仿真的手段研究高能脈沖電流對(duì)高強(qiáng)度硼鋼組織和性能的影響，旨在為脈沖電流技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中的推廣提供一定的理論基礎(chǔ)。相信未來(lái)高能脈沖電流處理技術(shù)在熱沖壓領(lǐng)域的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛。
【關(guān)鍵詞】：脈沖電流處理 高強(qiáng)度硼鋼 微觀組織 力學(xué)性能 有限元數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG142.1;TG161
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 引言10-12
• 1.2 熱沖壓技術(shù)簡(jiǎn)介12-14
• 1.2.1 熱沖壓的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 熱沖壓技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)分析13-14
• 1.3 脈沖電流處理對(duì)材料性能影響的研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3.1 脈沖電流處理促進(jìn)金屬回復(fù)和再結(jié)晶14-15
• 1.3.2 電致塑性效應(yīng)15-16
• 1.3.3 脈沖電流處理在板料成形上的應(yīng)用16-17
• 1.4 選題意義及研究?jī)?nèi)容17-20
• 1.4.1 選題意義17-18
• 1.4.2 課題研究?jī)?nèi)容18-20
• 第2章 脈沖電流處理的理論基礎(chǔ)及有限元理論20-30
• 2.1 熱電耦合及傳熱理論20-22
• 2.2 脈沖電流處理對(duì)材料性能影響的機(jī)制22-27
• 2.2.1 電致塑性效應(yīng)產(chǎn)生機(jī)制22-25
• 2.2.2 脈沖電流對(duì)原子擴(kuò)散及再結(jié)晶形核過(guò)程產(chǎn)生影響25-27
• 2.3 有限元模擬方法介紹27-30
• 第3章 實(shí)驗(yàn)方法與結(jié)果30-50
• 3.1 實(shí)驗(yàn)材料30
• 3.2 實(shí)驗(yàn)裝置30-32
• 3.3 實(shí)驗(yàn)方案32-36
• 3.3.1 脈沖電流加熱時(shí)間與溫度之間的關(guān)系32-35
• 3.3.2 技術(shù)路線圖35
• 3.3.3 實(shí)驗(yàn)方案35-36
• 3.4 實(shí)驗(yàn)分析測(cè)試方法36-38
• 3.4.1 力學(xué)性能測(cè)定36-37
• 3.4.2 硬度測(cè)定37-38
• 3.4.3 微觀組織形貌觀察38
• 3.4.4 氧化程度測(cè)定38
• 3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析38-48
• 3.5.1 力學(xué)性能結(jié)果分析39-42
• 3.5.2 硬度測(cè)試結(jié)果分析42-43
• 3.5.3 微觀組織形貌分析43-47
• 3.5.4 試樣氧化程度分析47-48
• 3.6 本章小結(jié)48-50
• 第4章 脈沖電流處理硼鋼有限元模擬50-62
• 4.1 引言50
• 4.2 熱電耦合有限元模擬分析前處理過(guò)程50-52
• 4.3 脈沖電流處理時(shí)試樣中的物理場(chǎng)數(shù)值模擬分析結(jié)果52-60
• 4.3.1 脈沖電流處理試樣中電流密度分布52-54
• 4.3.2 脈沖電流處理試樣中溫度分布54-60
• 4.4 本章小結(jié)60-62
• 第5章 結(jié)論62-64
• 參考文獻(xiàn)64-70
• 作者簡(jiǎn)介及攻讀學(xué)位期間取得的科研成果70-72
• 致謝72

【參考文獻(xiàn)】

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

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本文編號(hào)：565410