【正文】 H13模具剛預(yù)處理工藝的改進(jìn) [J]. 金屬熱處理，2007年01期。脈沖電流對(duì)低碳合金鋼力學(xué)性能的影響[J]。她們的諄諄教導(dǎo)不僅促是我較順利的完成論文，而且使我掌握了許多的技能和方法，在此謹(jǐn)向各位老師的殷勤教導(dǎo)表示衷心的感謝！同時(shí)也感謝同組同學(xué)也曾給予無私的幫助，在收集整理資料和實(shí)驗(yàn)過程中我們小組成員同心協(xié)力，團(tuán)結(jié)一致，共同應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)中的各種困難。對(duì)待研究學(xué)術(shù)問題要有一絲不茍的精神?；厥鬃哌^的這段時(shí)光，多少歡喜多少辛酸，如煙云都在慢慢的消散，記憶深處一直駐留著辛勤教育我的老師曾給我的諄諄教導(dǎo)和與同窗好友同學(xué)同樂，感慨頗深！四年中，在院系領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)懷支持下，在王煥琴等老師的教導(dǎo)下，我度過了一個(gè)既充實(shí)又快樂而又充滿激情的大學(xué)生活，學(xué)習(xí)上取得了自己比較理想的成績，專業(yè)知識(shí)能力和動(dòng)手實(shí)踐能力得到了提高，思想上也有了質(zhì)的飛躍。得出的結(jié)論是金相組織中的晶粒大小不同，金屬材料的機(jī)械性能也會(huì)受其影響，由于沒有溫度檢測(cè)方面的儀器，無法檢測(cè)出每個(gè)試樣上所受到溫度是否相同？這是本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要問題。本試驗(yàn)存在的問題是在球化退火的組織顯微上來看局部的碳化物還不是太均勻，產(chǎn)生的原因可能是在進(jìn)行試驗(yàn)前原材料沒有消除一些網(wǎng)狀碳化物所致。H13模具鋼電脈沖等溫球化退火的加熱溫度可以選較低的加熱溫度， h；在整個(gè)施加脈沖電場(chǎng)球化退火過程中保溫時(shí)間比常規(guī)處理減少1—2h。晶粒細(xì)化后，得到比常規(guī)等溫退火處理更細(xì)更均勻的晶粒組織，鋼的綜合力學(xué)性能得到提高。 不同堆放方式球化退化后的金相組織比較下面比較一下不同電流處理方式下的H13脈沖處理后組織對(duì)比如下： 電流3A 電流5A 電流7A 電流9A9 結(jié)論及存在問題實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，金屬從高溫到冷卻的過程中的脈沖電流處理能夠改善組織的均勻性，細(xì)化凝固組織，并能在一定程度上改善材料中宏觀缺陷的分布情況，從而提高材料的綜合力學(xué)性能[14]。H13模具鋼鍛件在電脈沖等溫球化退火下，在退火加熱過程中充分等溫保溫，大大改善了H13模具鋼中碳化物的形態(tài)與分布，從而為H13模具鋼加熱淬火的最終組織和力學(xué)性能的優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。晶粒細(xì)化后，鋼的綜合力學(xué)性能得到提高。周亦胄等就電脈沖處理對(duì)固體金屬材料力學(xué)性能的影響進(jìn)行了研究[10 ,11 ] 。因此提高材料綜合力學(xué)性能的改性研究，多集中在細(xì)化、均勻化的材料組織，以及保持細(xì)化后組織的穩(wěn)定性方面。金屬材料的力學(xué)性能與材料的組分和晶粒度密切相關(guān)。這主要是由于隨著加熱溫度的升高，未溶碳化物數(shù)量減少，粒狀碳化物析出數(shù)量也隨之減少。采用改進(jìn)的工藝，經(jīng)840℃加熱退火后,硬度降到190HB 以下，比常規(guī)退火后的硬度低，更有利于切削加工。H13模具鋼中碳化物形態(tài)是影響鋼的機(jī)械性能、工藝性能和實(shí)用性能的最重要因素之一。 正常處理 電流 3A 電流5A 電流7A 電流9A對(duì)上圖進(jìn)行分析，正常熱處理組織中的晶粒有些粗大，隨著電流的變化組織中晶粒就有一定的變化，晶粒細(xì)化了很多，9A電流處理下組織有了很好的細(xì)化。由于本次實(shí)驗(yàn)的主要任務(wù)是探討脈沖電流對(duì)H13熱模具鋼球化退火組織和性能的影響。電脈沖球化退火工藝后H13模具鋼的硬度測(cè)試值如表3中所示。比常規(guī)退火后的硬度低，更有利于切削加工。如圖所示的明顯效果,采用加入電脈沖的新工藝，經(jīng)850℃加熱退火后，H13模具鋼顯微組織碳化物效果明顯提高且分布均勻細(xì)小，碳化物形狀鈍化，硬度降到190HB，甚至更低。H13模具鋼的碳化物不均勻性這使鋼的強(qiáng)度和韌性明顯降低。8 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析鋼在鑄態(tài)下的原始組織對(duì)使用性能影響很大，其中碳化物分布不均勻,大小及形態(tài)起著重要作用。但是由于脈沖電場(chǎng)的應(yīng)用能使材料獲得更好的機(jī)械性能，在國內(nèi)外都受到了相關(guān)學(xué)者的研究興趣。利用脈沖電場(chǎng)應(yīng)用于熱處理而成為新型的工藝應(yīng)用。因此提高材料綜合力學(xué)性能的改性研究，多集中在細(xì)化、均勻化的材料組織，以及保持細(xì)化后組織的穩(wěn)定性方面。金屬材料的力學(xué)性能與材料的組分和晶粒度密切相關(guān)。含駐留滑移帶的取向的疲勞金屬單晶體經(jīng)高密度脈沖電流處理后,PSB的分布狀態(tài)趨于均勻，由于電脈沖處理明顯改善了PSB 基體界面的應(yīng)力集中狀態(tài),使駐留滑移帶局部消失。正因?yàn)槿绱耍胚x用電脈沖這一新型的熱處理工藝來進(jìn)行本次的試驗(yàn)。脈沖電流處理可以使材料局部發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù)和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,使晶粒在超塑變形中趨于等軸狀態(tài)。不僅塑性變形中的金屬再結(jié)晶受到電脈沖的影響，單晶體經(jīng)高密度脈沖電流處理后，其再結(jié)晶行為也產(chǎn)生了變化[6] 。脈沖電流通過促進(jìn)位錯(cuò)滑移和原子擴(kuò)散，加快位錯(cuò)攀移進(jìn)入晶界，增大亞晶角度，通過加快位錯(cuò)回復(fù)而加速再結(jié)晶形核和提高再結(jié)晶形核率。再結(jié)晶的發(fā)生依賴位錯(cuò)的回復(fù)與原子擴(kuò)散，脈沖電流能夠影響材料中的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)和原子擴(kuò)散，從而會(huì)對(duì)材料的再結(jié)晶過程產(chǎn)生影響。許多的國內(nèi)專家學(xué)者晁月盛，鄂洪儒等就高密度電脈沖對(duì)Fe2Si2B非晶合金晶化過程的影響進(jìn)行了系列研究[3 ，4 ] 。電脈沖對(duì)非晶合金晶化和金屬材料再結(jié)晶的影響非晶合金中通過電流時(shí)，自由電子定向運(yùn)動(dòng),通過與非晶中的原子發(fā)生碰撞，把動(dòng)能傳遞給原子，使原子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)加劇。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，電脈沖能夠?qū)饘俨牧系慕M織轉(zhuǎn)變和性能產(chǎn)生諸多影響，脈沖電流處理可以使材料局部發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù)和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，使晶粒在超塑變形中趨于等軸狀態(tài)，從而改善材料的塑性。電脈沖處理技術(shù)在材料研究領(lǐng)域的應(yīng)用與電遷移理論的發(fā)展密切相關(guān)[1] 。施加脈沖電流使晶內(nèi)運(yùn)動(dòng)位錯(cuò)數(shù)量及阻力增加，導(dǎo)致流變應(yīng)力增大。具有超塑性的金屬材料的晶粒是等軸的，當(dāng)受到外來拉力時(shí)，晶粒沿等軸晶界滑移，使金屬材料具有超常的塑性。按最簡單的理解來說就是利用特定的高頻高壓變壓器得到持續(xù)的高壓脈沖電場(chǎng)。把做好的試樣按以下工藝路線進(jìn)行金屬試樣制備，金相試樣制備：取樣→預(yù)磨（280600→1000）→拋光→水沖→侵蝕→水沖→吸干觀察。當(dāng)光線照射到此凸凹不平的表面時(shí)，由于各處光線反射的程度不同，在顯微鏡下就能觀察到不同的組織和相。對(duì)于兩相或兩相以上的合金來說，侵蝕主要是一個(gè)電化學(xué)腐蝕過程。這樣制的金相試樣即可在顯微鏡下進(jìn)行觀察。侵蝕時(shí)間應(yīng)適當(dāng)，時(shí)間太短則侵蝕不足，組織不能充分顯示；時(shí)間過長，則試樣表面過于發(fā)暗，組織也顯示不清。金相顯微試樣的制備過程包括：取樣、鑲樣、磨光、拋光、侵蝕等工序。金相顯微分析可以顯示金屬材料內(nèi)部的組織特征，測(cè)定金屬晶粒的大小，鑒定金屬中的非金屬夾雜物，測(cè)定化學(xué)熱處理滲層的深度，因此它是研究金屬材料最基本的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。6 金相顯微試樣的制備利用金相顯微鏡，把專門制備的碳鋼試樣放大100～1500倍后進(jìn)行觀察，以研究內(nèi)部組織和缺陷的方法，稱為金相顯微分析法。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前還的檢查電路是否接好？電路是否通電等一些問題，等這些問題都解決了，我就開始做實(shí)驗(yàn)，首先把工件放入到預(yù)先做好的裝置中，然后把裝好工件的裝置放入到電阻爐內(nèi)，接好電路，打開電源進(jìn)行加熱，并加熱至820℃后，通入脈沖電場(chǎng)，時(shí)間為20min，隨爐