高压电脉冲放电加热对钢的组织与性能的影响

摘要

电脉冲技术是在改善金属材料的机械性能,提高能源利用率的环境下提出的一种新兴技术,正逐渐在材料的各个领域中应用开来,并已取得了显著的效果. 该论文将脉冲技术应用于固态金属材料的组织细化,利用电脉冲快速加热的特点,有效提高奥氏体的形核率并配以快速喷水冷却方式抑制晶粒长大.系统研究了电工纯铁DT4、20钢、25Cr2MoV、07号钢(自编)及GCrl5钢经电脉冲处理后的组织和性能.结果表明,实验材料得到了显著的细化效果,其中07号钢的细化效果最为显著,经透射电镜观察,试样中马氏体板条宽度在80~100nm之间,铁素体晶粒尺寸在200nm左右,试样的综合力学性能提高.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1脉冲电流在材料中的应用

1.1.1脉冲电流处理技术在金属的凝固过程的应用

1.1.2电脉冲处理低碳微合金钢、H62黄铜、45钢

1.1.3电脉冲处理非晶合金

1.1.4脉冲电流处理技术在材料的微裂纹愈合中的作用

1.1.5电脉冲在材料仿生学中的应用

1.1.6电脉冲技术在粉末冶金中的应用

1.2课题的研究目的

2实验原理

2.1奥氏体晶粒长大及其控制

2.1.1加热温度和保温时间的影响

2.1.2含碳量对晶粒细化的影响

2.1.3合金元素对细化的影响

2.1.4加热前原始组织的影响

2.2快速加热对相变的影响

2.2.1加热速度对相变点的影响

2.2.2快速加热时的相变机理

2.2.3快速加热对奥氏体组织产生的影响

2.3循环加热的细化作用

2.4电脉冲对相变的影响

3实验方法

3.1实验装置

3.1.1实验装置的电路组成

3.1.2冷却装置与测温系统

3.2实验步骤

3.3实验样品的制备

3.4实验材料的选择

3.5高压电脉冲放电参数

4实验结果分析

4.1电工纯铁DT4电脉冲快速加热处理后的组织与性能

4.1.1金相分析

4.1.2快速加热对纯铁相变点的影响

4.1.3实际温度测量

4.1.4趋肤效应

4.2 20钢电脉冲快速加热处理后的组织与性能

4.2.1金相观察

4.2.2 20钢的力学性能

4.2.3温度测量

4.3 25Cr2MoV钢中的细化处理

4.4低碳微合金钢电脉冲快速加热处理后的组织与性能

4.4.1金相观察

4.4.2奥氏体晶粒大小与马氏体晶区、板条束大小之间的关系

4.4.3细化机制的探讨

4.4.4力学性能

4.4.5试样的透射电镜观察

4.4.6试样温升测量

4.5电脉冲方法与常规方法的比较

4.5.1 GCr15钢的电脉冲实验与盐浴加热的比较

4.5.2.20钢电脉冲处理与普通循环热处理的比较

4.6实验中存在的问题

结论

致谢

参考文献