發(fā)布時(shí)間：2021-04-05 14:02

　　低合金高強(qiáng)鋼作為當(dāng)今工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的金屬材料之一,其強(qiáng)韌化一直是鋼鐵研究的一個(gè)重要課題。然而,傳統(tǒng)處理工藝一般具有成本高、周期長(zhǎng)、污染嚴(yán)重等特點(diǎn),并且難以充分開(kāi)發(fā)材料的潛力。而電脈沖作為一種瞬時(shí)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(jì),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(guò)檢測(cè)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(duì)40Cr鋼固態(tài)相變的影響規(guī)律和作用機(jī)制。對(duì)比傳統(tǒng)熱處理,研究了電脈沖處理對(duì)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(shí)間和脈沖電流對(duì)奧氏體形核的促進(jìn)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(xì)小的馬氏體組織。最佳的EQ參數(shù)為480 ms,此時(shí)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(lái)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(yè)數(shù)】：121 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

納米晶形成示意圖

是由于脈沖電流對(duì)鉛擴(kuò)散的促進(jìn)作用，其中包括定向的電遷移和非定向的鉛擴(kuò)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(kuò)散，即自擴(kuò)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(jī)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(shí)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(duì)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(guò)程中，電流對(duì)高導(dǎo)電性相的形成有促進(jìn)作用，而對(duì)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(qiáng)，且數(shù)

熱薣84,85]發(fā)現(xiàn)在再結(jié)晶過(guò)程中，脈沖電流對(duì)高斯織構(gòu)的形成有很大的促進(jìn)作用。Dai等人[86]進(jìn)一步研究了電脈沖處理過(guò)程中電流方向（Currentdirection,CD）對(duì)其織構(gòu)的影響：將冷軋態(tài)試樣分成兩組，并對(duì)它們分別進(jìn)行電流方向平行和垂直于軋制方向（Rollingdirection,RD）的電脈沖試驗(yàn)。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(qiáng)度均強(qiáng)于CD⊥RD組試樣；只有{111}<112>γ絲織構(gòu)的強(qiáng)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(gè)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(jiàn)，脈沖電流對(duì)與之方向一致的織構(gòu)有強(qiáng)化作用；這可能是因?yàn)槊}沖電流引起的電子風(fēng)效應(yīng)使得位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)在電流方向得到加強(qiáng)，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(shí)線(xiàn)箭頭表示CD⊥RD時(shí)的電流方向，虛線(xiàn)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(duì)非晶合金組織的影響對(duì)于非晶合金，其電阻率一般會(huì)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?yàn)榉蔷ЫY(jié)構(gòu)發(fā)生了弛豫，而隨后的降低是因?yàn)榉蔷ЫY(jié)構(gòu)發(fā)生了晶化。大量研究表明，直流電對(duì)鐵基、銅基和鋯基等非晶合金的弛豫和晶化行為有促進(jìn)作用[8,17,47,87,88]。并發(fā)現(xiàn)，對(duì)于結(jié)構(gòu)弛豫，當(dāng)電流密度小于5×103A/cm2時(shí)，該過(guò)程會(huì)隨著電流密度的增加而

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]TWIP高熵合金中塑性變形機(jī)理的原位電鏡研究[J]. 符曉倩,余倩,張澤.  電子顯微學(xué)報(bào). 2019(05)
[2]汽車(chē)張緊輪用40Cr鋼螺栓斷裂失效分析[J]. 章敬保,胡洋,高國(guó)慶,楊川.  機(jī)械工程材料. 2016(10)
[3]循環(huán)相變細(xì)化AK鋼冷軋薄板組織[J]. 郭俊鋒,周旭東,秦炳雪.  熱加工工藝. 2016(02)
[4]《中國(guó)鋼鐵工業(yè)年鑒》[J].   冶金管理. 2015(09)
[5]循環(huán)相變對(duì)T250馬氏體時(shí)效鋼組織和性能的影響[J]. 謝東,楊西榮,趙西成,馬偉洲.  熱加工工藝. 2015(12)
[6]快速循環(huán)相變對(duì)GCr15SiMn鋼組織和性能的影響[J]. 楊方亮,周旺松,曹文全,俞峰,杜松林,龔志翔.  鋼鐵研究學(xué)報(bào). 2015(07)
[7]脈沖電流處理高強(qiáng)度螺栓鋼抗延遲斷裂性能的研究[J]. 韓忠良,侯建新,彭白星,董越,馬亞南,趙宇光.  山東工業(yè)技術(shù). 2015(01)
[8]調(diào)質(zhì)工藝對(duì)Cr5鋼支承輥組織和性能的影響[J]. 岳慎偉,袁海倫,王文焱,李昌義,謝敬佩,岳宗格.  金屬熱處理. 2014(07)
[9]高錳TWIP/TRIP鋼研究進(jìn)展與應(yīng)用[J]. 張維娜,劉振宇,王國(guó)棟.  中國(guó)工程科學(xué). 2014(01)
[10]脈沖電流作用下純鋁熔體凝固晶核的遷移行為(英文)[J]. 李希彬,蘆鳳桂,崔海超,唐新華.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(01)

碩士論文
[1]基于EBSD的Z2CND18.12N鋼疲勞損傷研究[D]. 周全.大連理工大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3119764