材料研究中的电脉冲处理技术

评述了电脉冲处理技术在材料研究中的应用现状,介绍了电脉冲处理技术对金属凝固组织和机械性能的影响,以及在零件加工和表面工程等领域中的应用,并对其研究和应用的前景进行了分析。     

Microstructure Refinement and Property Improvement of Metastable Austenitic Manganese Steel Induced by Electropulsing

Grain refinement efficiency of electropulsing treatment(EPT)for metastable austenitic manganese steel was investigated.The mean grain size of original austenite is 300μm.However,after EPT,the microstructure exhibits a bimodal grain size distribution,and nearly 70vol.%grains are less than 60μm.The refined austenite results in ultrafine martensitic microstructure.The tensile strengths of refined austenitic and martensitic microstructures were improved from 495to 670,and 794to 900MPa respectively.The fine grained materials possess better fracture toughness.The work-hardening capacity and wear resistance of the refined austenitic microstructure are improved.The reasonable mechanism of grain refinement is the combination of accelerating new phase nucleation and restraining the growth of neonatal austenitic grain during reverse transformation and rapid recrystallization induced by electropulsing.     

脉冲电流对Ti-6Al-4V冷拉拔变形行为的影响(英文)

利用电子背散射衍射(EBSD)及透射电镜(TEM)研究在脉冲电流作用下Ti-6Al-4V钛合金冷拉拔变形后组织及织构的演变。研究结果表明:施加脉冲电流可以促进非有利滑移取向的晶粒发生变形,从而使Ti-6Al-4V钛合金各晶粒之间的变形更为协调。常规拉拔和电塑性拉拔的丝材织构对比显示,脉冲电流促进钛合金柱面,a滑移,抑制锥面c+a滑移,通过晶界滑移协调c方向应变。电塑性拉拔钛合金的小角度晶界比例降低,说明脉冲电流抑制了变形诱发伴生位错晶界和几何必须晶界的形成。     

脉冲电流轧制对AZ31镁合金微观组织与力学性能的影响

对比研究脉冲电流轧制工艺与温轧工艺对AZ31镁合金板材的力学性能、织构、微观组织与沉淀相等方面的影响。结果表明：脉冲电流具有促进冷轧AZ31镁合金低温再结晶能力的作用。脉冲电流轧制后的镁合金板材组织由细小的等轴再结晶粒与析出相构成,没有发现孪晶组织,并且完全再结晶,原始晶粒均被细小的再结晶晶粒取代,再结晶晶粒内的位错密度低。而温轧镁合金组织则由稍拉长变形孪晶、粗大的再结晶晶粒和析出相构成,再结晶的晶粒内位错密度高。两种轧制方式下的镁合金析出相均为Mg17Al12。脉冲电流轧制后镁合金的织构具有典型基面织构的特征,而脉冲电流轧制镁合金的织构则出现横向偏转;脉冲电流轧制后镁合金的屈服强度与伸长率均比温轧镁合金的大,但抗拉强度正好相反。     

外场处理在镍基高温合金组织控制中的应用

在镍基高温合金的热处理中施加静电场或脉冲电流,研究外场作用下合金组织结构的演化行为及机制。结果表明,静电场处理（EFT）可以促进合金中的空位运动,使合金中孪晶界面比例显著增加;静电场可以促进原子扩散,改变合金中沉淀相形核、长大的热力学及动力学条件。在镍基高温合金的塑性变形过程中进行脉冲电流处理（EPT）,可显著降低合金的塑性变形抗力、提高其塑性变形能力。同时,脉冲电流可以降低合金的再结晶激活能,促进再结晶晶核的形成及长大。     

脉冲电流对冷加工黄铜的组织及性能的影响

研究了脉冲电流对一种冷加工黄铜再结晶组织和力学性能的影响,结果表明,利用脉冲电流作为形变黄铜的再结晶处理手段,可以得到比常规退火处理更细更均匀的再结晶晶粒,从而使该材料的综合力学性能提高,脉冲电流作用时间短,加热速度快、促进再结晶形核和抑制随后晶粒长大是得到细晶粒的原因。     

脉冲电流退火对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金薄带巨应力阻抗效应的影响

研究了脉冲电流退火工艺对非晶Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金薄带巨应力阻抗（GSI）效应的影响。结果表明,在外加100MPa拉应力下对非晶合金进行脉冲电流退火后,巨应力阻抗效应显著提高,并且△Z／Z最大值随退火电流密度的增加而增加,当退火电流密度为930A／mm^2时,阻抗的最大相对变化达到350％。     

电脉冲处理下疲劳铜单晶的再结晶

对疲劳后的[1^-23]铜单晶体进行高电流密度脉冲处理可以形成多边形与椭圆形两种再结晶晶粒,晶粒尺寸分别为7．2－8．8μm和5．3－8.0μm。高电流密度脉冲处理造成的位错湮没会增大局部位错分布不均匀区域的位错密度梯度,从而形成再结晶的晶核,由于脉络结构分布均匀,在这一区域形成的再结晶晶粒没有明显的方向性,而在驻留滑移带处于脉冲电流处理的局部温升,增加了位错运动的可能性,导致再结晶晶粒之间间隔一定距离,由于电脉冲作用时间很短,晶粒没有足够的时间长大,从而形成晶粒尺寸较小的再结晶晶粒。