脉冲电流处理对Cu-Zn合金相变及再结晶初期形核的影响

摘要

随着人类社会及科技的进步，人们对于高性能材料的需求愈加迫切，新的材料改性技术也随之发展以满足人们的需求。作为一种典型的新型材料改性技术，脉冲电流处理技术因其优异的特性，而得到广泛的应用。
　　目前，对于脉冲电流处理的研究主要集中在细化凝固组织，电致塑性，电迁移，及微裂纹愈合等方面，而关于脉冲电流处理对金属再结晶及相变初期形核的研究较少，已有的研究主要集中在对电流密度，脉冲频率等因素的影响上，而并未考虑电流方向及电流本身对相变及再结晶的影响，因而在对ECP处理的作用机制的解释上，显得缺乏说服力，从而遏制了ECP处理技术在材料领域的应用。本研究通过对电流方向与轧制方向分别呈0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°夹角时，ECP处理对H62黄铜相变及再结晶影响的研究，借助XRD织构分析，SEM-EBSD扫描分析，以及拉伸实验等分析测试手段，初步揭示了不同电流施加方向下，ECP处理对H62黄铜相变及再结晶的影响规律。
　　通过对比不同电流施加方向对H62黄铜相变初期形核的影响，发现当电流方向与轧制方向呈15°、30°、60°、75°时，ECP处理对H62黄铜α+β'→β相变的促进作用高于电流方向与轧制方向平行(0°)，呈45°夹角及垂直(90°)时的相变促进作用。通过进一步对α+β'→β相变时滑移带形核的β'相子晶与α相母晶位相关系的研究，发现了β'相子晶与α相母晶服从K-S关系，并且β'相子晶以α相母晶滑移面为相变过程中的共格界面形核的现象，从而初步揭示了滑移带上α→β相变的变体选择规律，并将可能出现的24种变体优化为6种。
　　通过对比不同电流施加方向对H62黄铜再结晶过程的影响，发现经相同电流密度脉冲电流处理后，对于电流施加方向与轧向平行的样品仅发生回复，而对于电流方向与轧制方向呈角度的样品，平均再结晶率达70％以上;另外，通过对脉冲电流处理诱导再结晶织构的研究发现，对于0°样品，由于发生回复，织构类型不变的前提下，其织构强度高于初始冷轧织构;对于发生再结晶的样品，其织构强度均较弱，由此可见，ECP处理诱导再结晶晶粒取向随机。理论分析表明:相同电流密度下，电流施加方向与轧向成不同角度时对再结晶形核速率的影响机制主要归结为电子风力对再结晶形核速率的影响。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 脉冲电流的研究现状及物理效应

1．2．1 金属中的电迁移现象

1．2．2 电致塑性效应

1．2．3 脉冲电流对金属材料凝固组织的影响

1．2．4 脉冲电流作用下的非晶结构变化和纳米晶化

1．2．5 脉冲电流对裂纹愈合的作用

1．3 脉冲电流处理对金属再结晶及固态相变影响的研究现状

1．4 研究内容及意义

第2章 实验方法

2．1 实验材料及样品尺寸

2．2 脉冲电流(Electric current pulsing)实验

2．2．1 再结晶样品的脉冲电流参数

2．2．2 相变样品的脉冲电流参数

2．3 XRD物相及织构分析实验

2．3．1 XRD物相分析实验

2．3．2 XRD织构分析实验

2．4 材料力学性能实验

2．5 显微组织观察及EBSD分析

2．5．1 金相实验

2．5．2 扫描电镜(SDM)形貌观察及EBSD分析

第3章 脉冲电流对H62黄铜相变初期的影响

3．1 脉冲电流处理前后H62黄铜的物相分析

3．2 脉冲电流处理前后H62黄铜的显微组织演变

3．3 脉冲电流处理前后H62黄铜宏观织构演变

3．4 脉冲电流处理前后抗拉强度变化

3．5 脉冲电流处理前后各组H62黄铜的EBSD分析

3．6 本章小结

第4章 脉冲电流对H62黄铜再结晶的影响

4．1 脉冲电流处理前后H62黄铜的物相分析

4．2 脉冲电流处理前后H62黄铜的宏观织构演变

4．3 脉冲电流处理前后H62黄铜抗拉强度的演变

4．4 脉冲电流处理前后H62黄铜的EBSD分析

4．5 本章小结

第5章 结论

参考文献

致谢