發(fā)布時間：2023-01-30 14:04

　　先進(jìn)高強(qiáng)度鋼憑借其優(yōu)異的力學(xué)性能、良好的成型性能以及較低的制造成本,在汽車制造、軍工以及航天等領(lǐng)域有著十分廣闊的應(yīng)用前景。縱觀第一代到第三代先進(jìn)高強(qiáng)鋼的發(fā)展歷程,以“復(fù)相、多尺度”為基礎(chǔ)的調(diào)控理論研制具有“亞穩(wěn)相、超細(xì)晶基體”等特點(diǎn)的超級鋼逐漸受到青睞�，F(xiàn)今,在輕量化和智能制造等一些列工業(yè)背景下,如何更快速高效且低能耗地開發(fā)更輕質(zhì)、高性能的鋼材也成為了材料加工領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。高能瞬時電脈沖處理,自電致塑性效應(yīng)被發(fā)現(xiàn)以來,就備受材料研究人員的關(guān)注。近些年來,伴隨著對非平衡固態(tài)相變機(jī)理、多物理場作用下微觀結(jié)構(gòu)的演變規(guī)律以及相應(yīng)伴生現(xiàn)象的深入研究,電致強(qiáng)化這一概念也逐漸受到重視,電脈沖處理在鋼鐵材料的強(qiáng)韌化等方面也實(shí)現(xiàn)了一定程度的工程化應(yīng)用。此外,基于電子風(fēng)沖擊、電遷移效應(yīng)對快速相變以及再結(jié)晶的影響,采用脈沖電流對鋼材進(jìn)行細(xì)化及強(qiáng)韌化處理完全符合第三代先進(jìn)高強(qiáng)鋼的開發(fā)宗旨和組織性能要求特點(diǎn)。但以往的工作多集中在對電脈沖處理誘發(fā)的組織細(xì)化以及強(qiáng)塑性同時提升等方面的淺層研究,而缺乏對位錯組態(tài)、界面遷移、晶體取向以及析出行為等方向的實(shí)質(zhì)性深入探索。因此,研究脈沖電流作用下鋼材的亞結(jié)構(gòu)演化及強(qiáng)韌化機(jī)... 

【文章頁數(shù)】：277 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題目的與意義
    1.2 鋼鐵材料的研究現(xiàn)狀
    1.3 42 CrMo鋼簡介
        1.3.1 42 CrMo鋼的國內(nèi)外發(fā)展背景
        1.3.2 42 CrMo鋼的組織及性能特點(diǎn)
        1.3.3 42 CrMo鋼的國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.3.4 42 CrMo鋼的國外研究現(xiàn)狀
    1.4 馬氏體時效鋼簡介
        1.4.1 馬氏體時效鋼的國內(nèi)外發(fā)展背景
        1.4.2 T-250 馬氏體時效鋼的由來
        1.4.3 馬氏體時效鋼的性能特征
        1.4.4 馬氏體時效鋼的國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.4.5 馬氏體時效鋼的國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.4.6 馬氏體時效鋼的國外研究現(xiàn)狀
    1.5 金屬材料的強(qiáng)韌化研究背景
        1.5.1 幾大主要強(qiáng)化機(jī)制
        1.5.2 新強(qiáng)韌化機(jī)理的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.5.3 金屬材料的組織細(xì)化方法
            1.5.3.1 鑄態(tài)組織的細(xì)化
            1.5.3.2 形變、熱處理以及形變+熱處理
            1.5.3.3 冶金
            1.5.3.4 特種處理
        1.5.4 鋼鐵材料傳統(tǒng)晶粒細(xì)化工藝存在的問題
    1.6 高能瞬時電脈沖處理簡介
        1.6.1 電脈沖處理的物理效應(yīng)
        1.6.2 脈沖電流物理效應(yīng)的實(shí)質(zhì)體現(xiàn)
            1.6.2.1 電致塑性
            1.6.2.2 脈沖電流誘發(fā)再結(jié)晶
            1.6.2.3 位錯組態(tài)的改變
            1.6.2.4 脈沖電流誘導(dǎo)析出與回溶
            1.6.2.5 PLC效應(yīng)的改變
            1.6.2.6 快速固態(tài)相變
            1.6.2.7 電流對鋼材奧氏體化機(jī)制的影響
            1.6.2.8 特殊性能的改善
        1.6.3 電脈沖處理的應(yīng)用概述
            1.6.3.1 電脈沖處理的工業(yè)化背景
            1.6.3.2 電脈沖處理的數(shù)學(xué)模型
    1.7 應(yīng)用電脈沖技術(shù)進(jìn)行鋼材強(qiáng)韌化的可行性探討
    1.8 本文應(yīng)用電脈沖技術(shù)擬解決的問題
    1.9 研究內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.1 42 CrMo鋼的制備
        2.1.2 T250 鋼的制備
        2.1.3 初始態(tài)顯微組織
    2.2 實(shí)驗(yàn)工藝及方案
        2.2.1 42 CrMo鋼的實(shí)驗(yàn)流程
        2.2.2 T250 鋼的實(shí)驗(yàn)流程
    2.3 電脈沖處理裝置
    2.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        2.4.1 硬件
        2.4.2 軟件
    2.5 試樣制備
        2.5.1 顯微組織觀察、表征及硬度測試
        2.5.2 TEM樣品制備
        2.5.3 原奧氏體晶界觀察
        2.5.4 EBSD樣品制備
        2.5.5 AFM樣品制備
        2.5.6 APT樣品制備
        2.5.7 拉伸測試樣品制備
        2.5.8 XPS樣品制備
        2.5.9 DSC樣品制備
        2.5.10 斷口分析
        2.5.11 試樣尺寸
    2.6 技術(shù)路線
第3章 電脈沖處理過程中的有限元數(shù)值模擬
    3.1 引言
    3.2 多物理場耦合的理論基礎(chǔ)
        3.2.1 經(jīng)典熱力學(xué)理論與基本方程
        3.2.2 耦合場方程
    3.3 電脈沖處理T250 鋼的有限元模擬
        3.3.1 模擬預(yù)設(shè)置
        3.3.2 幾何定義及網(wǎng)格劃分
        3.3.3 材料屬性定義
        3.3.4 邊界條件設(shè)定與載荷施加
    3.4 電脈沖處理模擬結(jié)果及后處理
        3.4.1 溫度場分布
        3.4.2 電流密度分布
        3.4.3 應(yīng)力分布
    3.5 本章小結(jié)
第4章 電脈沖淬火處理對42CrMo鋼組織與性能的影響
    4.1 引言
    4.2 不同時長脈沖電流作用下淬火態(tài)42CrMo鋼的組織與性能
        4.2.1 顯微組織演變
        4.2.2 硬度變化
    4.3 脈沖電流作用下42CrMo鋼的組織演變機(jī)理
        4.3.1 晶粒細(xì)化
        4.3.2 亞結(jié)構(gòu)變化
        4.3.3 殘余奧氏體穩(wěn)定性的提高
        4.3.4 馬氏體的轉(zhuǎn)變機(jī)制
    4.4 脈沖電流作用下42CrMo鋼的強(qiáng)韌化
        4.4.1 拉伸性能
        4.4.2 強(qiáng)化機(jī)理
        4.4.3 韌化機(jī)理
    4.5 本章小結(jié)
第5章 電脈沖回火處理對42CrMo鋼組織及性能的影響
    5.1 引言
    5.2 TQ態(tài)42CrMo鋼的回火處理
        5.2.1 不同時長EPT處理對TQ態(tài)42CrMo組織與性能的影響
        5.2.2 不同溫度TT處理對TQ態(tài)42CrMo組織與性能的影響
    5.3 EPQ態(tài)42CrMo鋼的回火處理
        5.3.1 不同時長EPT處理對EPQ態(tài)42CrMo組織與性能的影響
        5.3.2 不同溫度TT處理對EPQ態(tài)42CrMo組織與性能的影響
    5.4 42 CrMo鋼回火過程的機(jī)理分析
        5.4.1 組織演變機(jī)制
        5.4.2 組織-性能關(guān)系以及力學(xué)行為
    5.5 層片碳化物的形成機(jī)理及其對強(qiáng)韌性的影響
        5.5.1 形成機(jī)制
        5.5.2 層狀碳化物對力學(xué)性能的影響
    5.6 本章小結(jié)
第6章 電脈沖固溶處理對T250 鋼組織與性能的影響
    6.1 引言
    6.2 T250 鋼的EPS處理的工藝優(yōu)化
        6.2.1 顯微組織
        6.2.2 拉伸性能及斷口分析
    6.3 固溶態(tài)T250 鋼組織演變及強(qiáng)韌化機(jī)理分析
        6.3.1 顯微組織及亞結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變機(jī)制
        6.3.2 強(qiáng)化機(jī)制
        6.3.3 韌化機(jī)制
    6.4 本章小結(jié)
第7章 電脈沖時效處理對TS態(tài) T250 鋼組織與性能的影響
    7.1 引言
    7.2 時效態(tài)TS試樣的時效硬化曲線及拉伸性能
    7.3 時效態(tài)TS試樣的顯微組織
        7.3.1 馬氏體的回復(fù)及逆變奧氏體的形成
        7.3.2 析出行為
    7.4 TS+EPA(280 ms)試樣中NixTiy相的形成及演化機(jī)理
    7.5 時效態(tài)TS試樣的強(qiáng)韌化機(jī)理
        7.5.1 強(qiáng)化機(jī)制
        7.5.2 基于第一性原理的NixTiy相的分子動力學(xué)模擬
        7.5.3 韌化機(jī)理
    7.6 本章小結(jié)
第8章 電脈沖時效處理對EPS態(tài) T250 鋼組織與性能的影響
    8.1 引言
    8.2 時效態(tài)EPS試樣的時效硬化曲線
    8.3 時效態(tài)EPS試樣的顯微組織
    8.4 納米逆變奧氏體的形成機(jī)理
    8.5 時效態(tài)EPS試樣的強(qiáng)韌化機(jī)理
        8.5.1 強(qiáng)化機(jī)制
        8.5.2 韌化機(jī)制
    8.6 本章小結(jié)
第9章 結(jié)論
展望
參考文獻(xiàn)
作者簡介及在攻讀博士期間所取得的科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]中國汽車市場預(yù)測及細(xì)分領(lǐng)域市場案例分析[J]. 歐鵬飛,馮乾隆.  汽車實(shí)用技術(shù). 2019(23)
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博士論文
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本文編號：3733144