脉冲电流对亚共晶铁碳合金凝固组织的影响及其机理研究

发布时间：2017-08-29 08:40

  本文关键词：脉冲电流对亚共晶铁碳合金凝固组织的影响及其机理研究

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【摘要】：脉冲电流改性技术具有节能、环保,可以用低功率设备提供瞬时的高能量输出的特点受到各国研究人员的重视,并对其进行了大量的研究。但由于以往研究所使用的材料成分较为复杂,导致脉冲电流作用机理尚无定论。本文针对这一情况,采用成分较为简单的亚共晶铁碳合金为研究对象,研究了不同参数的脉冲电流在共晶温度及液相线以上温度对其凝固组织的影响,同时初步分析了脉冲电流的作用机理。试样在共晶温度经过脉冲电流处理后,其凝固组织中石墨的数量增多,且出现更多细小的片状石墨；其基体组织中珠光体减少,珠光体片层间距减小、显微硬度增大。当脉冲电流的强度最大时,试样基体组织中珠光体基本消失,出现大量马氏体。试样在液相线以上温度经过脉冲电流处理后,其凝固组织中石墨的数量增多；其基体组织中网状莱氏体被打碎,莱氏体数量减少。当脉冲电流强度达到一定程度时,试样基体组织中的莱氏体将基本消失。用单一变量法对脉冲电流三个不同参数对试样凝固组织的影响进行了研究,其中影响最大的是电压,频率次之,脉冲宽度的影响最小。随着电压的增大,试样中珠光体数量减少、显微硬度增大,石墨数量增多、平均尺寸减小。随着频率的增大,试样中珠光体数量减少、显微硬度增大,石墨数量增多、平均尺寸减小。随着脉宽的增大,试样珠光体层片间距减小、显微硬度增大,石墨数量增多、平均尺寸先减小后增大。在不同温度施加脉冲电流处理,其对亚共晶铁碳合金的作用机理不同。经分析得出,在共晶温度附近施加时,脉冲电流使试样中石墨形核率增大,使试样珠光体转变线右移,试样中石墨数量增多,基体组织中珠光体减少,出现马氏体。在液相线以上温度施加时,脉冲电流使铁液中碳原子团簇增加,使试样石墨化进行的更加充分,导致试样凝固组织基体中碳含量减少,试样基体组织中网状莱氏体数量减少且被打断。
【关键词】：脉冲电流 亚共晶铁碳合金 石墨 珠光体
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG141
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第一章 绪论10-22
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 外加物理场对金属材料的改性作用11-15
• 1.2.1 磁场对金属材料的改性作用11-12
• 1.2.2 超声波对金属材料的改性作用12-13
• 1.2.3 重力对金属材料的改性作用13-14
• 1.2.4 交变电流对金属材料的改性作用14-15
• 1.2.5 脉冲电流对金属材料的改性作用15
• 1.3 脉冲电流对铁基合金改性研究的现状15-17
• 1.4 脉冲电流处理对金属材料的作用机理17-21
• 1.5 研究意义及内容21-22
• 第二章 试验设备及工艺方法22-32
• 2.1 试验材料22-23
• 2.1.1 试验材料制备22
• 2.1.2 亚共晶铁碳合金DSC曲线的测定22-23
• 2.2 试验设备23-27
• 2.2.1 脉冲电源23-26
• 2.2.2 管式电阻炉26-27
• 2.3 试验方法27-32
• 2.3.1 试验设计27-28
• 2.3.2 试验过程28-32
• 第三章 脉冲电流处理温度对亚共晶铁碳合金凝固组织的影响32-46
• 3.1 工艺参数方案32-34
• 3.2 脉冲电流处理对亚共晶铁碳合金凝固组织中石墨的影响34-38
• 3.2.1 共晶温度附近施加脉冲电流对石墨的影响34-36
• 3.2.2 液相线以上温度施加脉冲电流对石墨的影响36-38
• 3.2.3 小结38
• 3.3 脉冲电流对亚共晶铁碳合金基体组织的影响38-44
• 3.3.1 共晶温度附近施加脉冲电流对基体组织的影响39-42
• 3.3.2 液相线以上温度施加脉冲电流对基体组织的影响42-43
• 3.3.3 小结43-44
• 3.4 本章小结44-46
• 第四章 脉冲电流参数对亚共晶铁碳合金凝固组织的影响46-62
• 4.1 电压对亚共晶铁碳合金凝固组织的影响46-50
• 4.1.1 工艺参数方案46
• 4.1.2 试验结果46-50
• 4.1.3 小结50
• 4.2 频率对亚共晶铁碳合金凝固组织的影响50-56
• 4.2.1 工艺参数方案50-51
• 4.2.2 试验结果51-55
• 4.2.3 小结55-56
• 4.3 脉宽对亚共晶铁碳合金凝固组织的影响56-61
• 4.3.1 工艺参数方案56
• 4.3.2 试验结果56-61
• 4.3.3 小结61
• 4.4 本章小结61-62
• 第五章 脉冲电流对亚共晶铁碳合金凝固组织的影响机理62-72
• 5.1 共晶温度施加脉冲电流对合金凝固组织的影响机理62-69
• 5.2 液相线以上温度施加脉冲电流对合金凝固组织的影响机理69-71
• 5.3 本章小结71-72
• 第六章 结论与展望72-76
• 6.1 结论72-73
• 6.2 展望73-76
• 致谢76-78
• 参考文献78-84
• 附录 攻读硕士学位期间发表论文目录84

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 程开甲,程漱玉;论位错的稳定存在[J];稀有金属材料与工程;2002年02期

2 沈以赴,郭晓楠,姚戈,何冠虎,李顺林,周本濂;材料疲劳恢复新途径的探索II，

本文编号：752377