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金属热处理 2024年第4期49卷 131-137页

作者：王艺橦侯华兴张弛潘栋鞍钢集团北京研究院有限公司北京102211

研究了单一温度/组合式电脉冲技术对一种海洋结构用低合金钢焊接接头组织及性能的影响。结果表明,两种电脉冲技术均可显著细化晶粒并提高其低温冲击性能。电脉冲处理可降低新相形核的势垒,提高奥氏体的形核率,同时改变位错组态,从而达... 详细信息

研究了单一温度/组合式电脉冲技术对一种海洋结构用低合金钢焊接接头组织及性能的影响。结果表明,两种电脉冲技术均可显著细化晶粒并提高其低温冲击性能。电脉冲处理可降低新相形核的势垒,提高奥氏体的形核率,同时改变位错组态,从而达到细晶强化和位错强化的效果。与未处理焊接接头相比,单一温度电脉冲500℃试样的母材晶粒尺寸降低93.3%,性能最优的组合式电脉冲900℃+650℃试样的焊缝区-40℃冲击吸收能量提高200.12%,-60℃冲击吸收能量提高146.99%,强塑积提高36.61%。

关键词：高能电脉冲处理海洋结构用钢焊接接头组织性能

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高能电脉冲在Q235低碳钢加工中的应用研究

高能电脉冲在Q235低碳钢加工中的应用研究

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作者：陈苏文哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

高能电脉冲处理作为一种新型的材料加工技术，越来越受到人们的关注。与传统热处理工艺相比，高能电脉冲能明显改善金属材料的机械性能（抗拉强度、延伸率、硬度），大幅度提高能源利用效率、缩短生产周期，具有优异的加工稳定性。本文... 详细信息

高能电脉冲处理作为一种新型的材料加工技术，越来越受到人们的关注。与传统热处理工艺相比，高能电脉冲能明显改善金属材料的机械性能（抗拉强度、延伸率、硬度），大幅度提高能源利用效率、缩短生产周期，具有优异的加工稳定性。本文采用清华大学新材料研究所自行研制的高能电脉冲处理设备，对冷轧态的Q235低碳钢板进行在线软化退火，通过不同电参数（脉冲频率、脉冲电压）和处理时间的选择，研究高能电脉冲处理对加工硬化的Q235低碳钢再结晶温度及其材料组织和机械性能的影响规律，并与传统电阻炉退火处理工艺进行比较分析。研究结果显示：采用最佳的高能电脉冲处理参数对冷轧态的Q235低碳钢进行在线处理时，发生完全再结晶的温度要比传统电阻炉退火的再结晶温度低150℃左右。在180V/500Hz的电参数下高能电脉冲处理冷轧态的Q235低碳钢21s时，可以实现完全再结晶（此时测得该钢板的表面温度为401℃）;而同样状态冷轧钢样在550℃的电阻炉中保温2h后才能实现完全再结晶。利用高能电脉冲在线处理冷变形后的Q235低碳钢板材，能获得优异的综合机械性能。显微组织分析表明：在最佳电参数处理下，（180V/500Hz高能电脉冲处理21s），Q235板材组织中会出现大量的细小均匀的等轴晶晶粒，实现了完全再结晶，在这种晶粒组织下的材料抗拉强度达到371MPa、延伸率为47.6%、硬度达188HV;而经过550℃的传统电阻炉退火保温2h后，也形成了完全再结晶组织，但其晶粒尺寸要比高能电脉冲处理下的再结晶粗大，其抗拉强度为381MPa、延伸率为40.8%、硬度为185HV。可见，电脉冲处理后材料的延伸率提高17.5%，而抗拉强度仅降低2.7%。所以电脉冲处理后材料的综合力学性能要优于传统电阻炉退火得到的材料性能，并且高能电脉冲处理的时间要比传统热处理的时间缩短两个数量级，生产效率得到大幅度提高。总结高能电脉冲在线处理工艺的作用机制和原理为：高能电脉冲处理时产生热效应和电迁移效应（非热效应）的耦合作用，使再结晶驱动力提高，同时脉冲电流激发大量点缺陷的运动，加快位错攀移速度，缩短再结晶形核的孕育期，加速再结晶形核，抑制晶粒长大，使高能电脉冲处理冷轧态的Q235低碳钢时，可以在较低的温度下和较短的时间内获得细小又均匀的完全再结晶组织和优异的综合力学性能。

关键词：高能电脉冲处理 Q235低碳钢机械性能显微组织

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