一、脉冲电流作用下碳钢淬火裂纹的愈合（论文文献综述）
马云瑞[1]（2020）在《电脉冲处理对冷轧奥氏体钢微观组织和力学性能的优化研究》文中认为脉冲电流经过金属材料时,在内部焦耳热和电子风力的作用下,会在材料中引起再结晶、相变、裂纹愈合和非晶晶化等各种现象,从而实现电致塑性、晶粒细化、损伤修复和性能恢复等效果。根据这一特性,把电脉冲工艺和传统加工技术相结合来恢复或者提升工程材料的力学性能成了学术界和工业界的一个热点研究方向。由于316L奥氏体不锈钢具有优异的力学性能、加工性能和抗腐蚀性能,在工业上得到了广泛应用。本论文采用高强脉冲电流结合冷轧工艺对316L奥氏体不锈钢进行处理,从电致塑性、裂纹愈合、耐腐蚀性能以及低温力学性能等方面开展了系统研究,探讨了高强度脉冲电流处理工艺对奥氏体不锈钢的微观组织与力学性能演变规律和工程应用前景。研究了冷轧316L不锈钢板材在高强脉冲电流处理（EPT）后的微观组织和力学性能演化规律。选取EPT不同放电电压对冷轧后样品进行处理,采用SEM、EBSD、TEM、拉伸、硬度等技术对微观组织与力学性能进行了表征。发现随着脉冲强度的增加,材料出现先硬化后软化现象,硬化主要是由于片层状组织中的可动位错密度降低,而软化则主要是由于再结晶晶粒的形核和长大。研究了冷轧316L板材中沿不同取向进行EPT处理后的微观组织和力学性能演化规律。选取冷轧316L不锈钢板材的轧向（RD方向）与横向（TD方向）的样品进行EPT处理,对比两者的电致塑性敏感度。发现一方面RD试样中片层状晶粒拥有更大的长-宽轴比,导致了其具有更强的焦耳热效应和电子风力作用,另一方面EPT处理后RD试样相比于TD试样的马氏体逆转变的程度更大,两者共同作用下,RD试样表现出更明显的电致软化。研究了 EPT和传统热处理对冷轧316L不锈钢微观组织和力学性能的演化规律的异同。分析了 EPT与传统热处理对变形组织再结晶形核及长大机制的异同,并探讨了两种工艺处理后的材料的耐腐蚀性能。发现EPT处理不仅能瞬间完成传统热处理的功效,还能抑制低导电率有害相的析出,从而提高材料的耐腐蚀性能。研究了冷轧316L不锈钢板材在EPT后的低温拉伸性能,比较了EPT与传统热处理对其低温力学性能影响的异同。对EPT后样品在低温拉伸过程中的变形机制进行了系统表征。发现316L不锈钢轧板室温拉伸（293 K）过程中,变形机制以TWIP效应为主导,TRIP效应为辅;而低温拉伸（77 K）过程中,变形机制完全以TRIP相变为主导。此外,EPT处理后,材料出现低温电致强化和低温电致软化现象。研究了孪生诱发塑性奥氏体钢（TWIP钢）中的两种尺度裂纹在EPT过程中愈合行为。表征了紧凑拉伸的穿透型大裂纹和轧制微裂纹在EPT处理后裂纹的微观组织变化,并对这两种类型裂纹的电致愈合机制进行对比分析和讨论。发现EPT处理对于紧凑拉伸（CT）试样中的穿透型大裂纹和轧板内部的微裂纹都有明显的愈合效果。在裂纹尖端和侧面两个位置的热压应力的作用下,穿透型大裂纹以裂纹尖端愈合为主,钝化孔洞和硬化区也同样起到抑制裂纹扩展的作用,而内部微裂纹则是裂纹尖端和侧面共同作用进行愈合。
曾志[2]（2020）在《脉冲电流对316L不锈钢拉伸性能和微观组织的影响》文中提出脉冲电流能够改变金属材料的力学性能,通常表现为流变应力降低、延伸率增加。这种现象叫做电塑性效应。但目前对于电流影响材料性能的作用机理仍然充满了争论。材料的种类、电参数的改变都会使得材料的变形行为发生改变,这影响了电辅助加工技术的应用与推广。对内在作用机理的研究离不开材料的微观表征。由于316L不锈钢的应用广泛,关于它的研究成果丰富,且位错结构易于观察。因此本文选用316L不锈钢作为研究对象,采用电辅助拉伸装置进行了拉伸实验,探讨了脉冲电流的作用机理。在实验开始前,为了得到均匀而稀疏的位错组织,对材料进行了固溶处理。热处理结束后分别进行常温无电拉伸实验和通电拉伸试验。研究了不同的电流参数和应变速率对316L不锈钢力学性能的改变。实验发现,脉冲电流对于316L不锈钢的强度和延伸率有显着的影响,电压和频率越大,强度和延伸率下降得越明显,表现出与电塑性效应相异的实验结果。同时,随着电压和频率的增大,应变硬化指数呈现出下降的趋势,表明材料的均匀变形能力减弱。在无电流作用和有电流作用的两种情况下,应变速率对于316L不锈钢强度和延伸率的影响都非常小。同时,在有无通电的两种情况下,应变硬化指数随着应变速率的增加先增大后降低。应变速率为10-3 s-1时,应变硬化指数最大。拉伸实验结束后样品进行了断口观察、金相组织观察和位错表征。利用扫描电子显微镜,发现材料在脉冲电流的作用下,断口表面起伏变大,韧窝数量减小,出现了光滑的剪切面,断裂方式从韧性断裂转变为准解理断裂。通过金相组织观察发现,晶粒变形严重。当固定电压为30 V,频率在600 Hz以上时,发生了动态再结晶现象。当固定频率为200 Hz,升高电压没有发现动态再结晶。通过透射电子显微镜的观察,发现材料的位错密度和孪晶密度随着电压的增大而逐渐增大,从而呈现出与高温拉伸时不同的规律。脉冲电流的作用促进了位错的演化过程。
尹彭璐[3]（2020）在《基于电脉冲处理的40Cr钢组织与性能调控》文中研究表明低合金高强钢作为当今工业领域应用最广泛的金属材料之一,其强韧化一直是钢铁研究的一个重要课题。然而,传统处理工艺一般具有成本高、周期长、污染严重等特点,并且难以充分开发材料的潜力。而电脉冲作为一种瞬时高能输入技术,已经被大量研究证明是一种改善组织和提高性能的有效手段,并且高效经济,节能环保。本论文将电脉冲技术应用于40Cr钢的淬火和回火处理,通过检测其显微组织、断口和微观内应力的变化,系统地研究了脉冲电流对40Cr钢固态相变的影响规律和作用机制。对比传统热处理,研究了电脉冲处理对40Cr钢力学性能和抗延迟断裂性能的影响,得到了能使其综合性能最优的电脉冲处理工艺参数。（1）由于电脉冲处理极短的高温停留时间和脉冲电流对奥氏体形核的促进作用,退火冷拔态试样经电脉冲淬火（electropulsing quenching,EQ）后可获得比传统淬火（conventional quenching,CQ）更细小的马氏体组织。最佳的EQ参数为480 ms,此时的硬度为690 HV,原奥氏体晶粒平均尺寸为14.65μm。相比于CQ,480 ms EQ能使试样获得更高的位错密度,相应地,微观残余应力也更大,这可以归因于电脉冲处理过程中极端非平衡的相转变条件。此外,EQ还会引起晶粒取向的剧烈变化,使得试样具有较大的Schmid因子,并且在电流方向上形成<110>丝织构。480ms EQ试样经520℃传统回火（conventional tempering,CT）后,可获得与12.9级螺栓相当的力学性能（传统调质态试样的性能等级只有10.9级）。（2）480 ms EQ试样的最佳电脉冲回火（electropulsing tempering,ET）工艺参数为:100 ms ET、循环3次（3×100 ms ET）;此时的显微硬度为654 HV,最大抗拉强度为2241 MPa,断裂延伸率为15.2%。对比250℃CT,3×100 ms ET引起的位错密度下降较少,但对微观残余应力的释放效果几乎相同。ET过程快速的应力释放可归因于在脉冲电流引起的焦耳热、电子风力和热压应力的综合作用下位错滑移速率的增加。此外,由于脉冲电流对低导电率相形成有抑制作用,480 ms EQ试样经3×100 ms ET后没有?-碳化物析出。（3）适宜参数的循环EQ可以促使原奥氏体晶粒进一步细化,这主要归因于相变过程中晶体缺陷密度的增加,即相变硬化。最佳循环EQ的工艺参数为:三次循环EQ,每次的EQ时长依次为440 ms、400 ms和380 ms;此时试样的平均原奥氏体晶粒尺寸为4.98μm,硬度为780 HV。最佳参数循环EQ试样经3×120 ms ET后综合力学性能达到最优,此时的硬度为692 HV,最大抗拉强度为2336 MPa,断裂延伸率为15.1%。（4）电脉冲处理有一定的除氢效果,并能降低氢脆断裂倾向。相比于传统调质态试样,最佳参数电脉冲调质态试样的延迟断裂时间增加了0.9倍。抗延迟断裂性能的提高可能与脉冲电流引起的组织细化（晶粒更加细小、碳化物更加弥散）和内应力变化有关。此外,利用电脉冲技术对40Cr螺栓钢进行调质处理时,建议将硬度控制在360-390 HV范围内。
何蒙[4]（2020）在《低碳钢裂纹的愈合工艺和机理研究》文中进行了进一步梳理本文以应用最为广泛的低碳钢内部裂纹为研究对象,系统地研究了循环相变热处理和恒温热处理愈合工艺及参数对裂纹形貌、基体组织、裂纹愈合过程、裂纹愈合机理以及力学性能的影响。可以为在役重要金属构件的修复提供工艺上的指导和参考,具有一定的理论意义以及较高的应用价值和社会效益。首先,进行恒温热处理愈合试验,研究了愈合时间、愈合温度、裂纹宽度及基体塑性变形量对裂纹愈合及基体组织的影响规律。在此基础上,提出了循环相变热处理愈合工艺,研究了循环次数工艺参数对裂纹愈合及基体组织的影响。最后,对比研究了两种愈合工艺方法的裂纹愈合形貌演变过程、愈合机理及试样力学性能恢复情况。研究结果表明:裂纹的愈合程度随着愈合时间、愈合温度、基体塑性变形量及循环次数的增加而增大。恒温热处理存在着粗化基体晶粒的缺点。但是循环相变热处理不仅对基体晶粒有细化作用而且裂纹的愈合程度更高,这些更有利于金属材料力学性能的恢复。此外,循环相变热处理愈合工艺比恒温热处理愈合工艺具有更高的愈合速度。无论是循环相变热处理还是恒温热处理,裂纹的愈合过程都可以分为三个阶段。另外,依据扩散微孔以及裂纹形貌的演化可以看出,冶金学愈合机理均为原子扩散和再结晶。原子扩散贯穿整个裂纹愈合过程,而再结晶仅在裂纹愈合第一阶段出现。原子扩散为再结晶提供物质基础,而再结晶促进了原子的进一步扩散。裂纹愈合区的显微硬度及试样的抗拉强度随着愈合面积的增加而增加。当愈合面积相似时,继续增加愈合时间及温度,会造成晶粒粗化,从而导致裂纹愈合区显微硬度及抗拉强度的下降。恒温热处理愈合工艺会引起基体显微硬度的下降,而循环相变热处理愈合工艺对基体的显微硬度几乎没有影响。另外,即使循环相变热处理及恒温热处理的裂纹愈合面积相似,试样在恒温热处理愈合时的抗拉强度也低于循环相变热处理愈合时,即愈合效果比循环相变热处理愈合工艺差。
杨川[5]（2019）在《金属管件微裂纹的电涡流修复方法及机理研究》文中研究表明结构材料失效往往造成灾难事故和重大经济损失。如果在材料失效前,以裂纹等形式存在的损伤能被修复,将会大幅延长结构材料的寿命,并减少经济损失。因此,材料损伤的修复研究具有重要的经济意义与社会意义。本文针对金属管件中微裂纹修复的难题,提出了一种针对不同磁性金属管件微裂纹的电涡流修复方法,通过电涡流处理试验研究了其对微裂纹修复规律及性能的影响,并采用ANSYS与MAXWELL有限元仿真软件模拟分析了电涡流处理过程中微裂纹附近的物理场变化,揭示了金属管件微裂纹的电涡流修复机制。采用中频感应加热电源作为放电装置,对铁磁性1045钢管件疲劳裂纹开展了谐波电涡流修复试验。试验结果表明轴向裂纹最容易被修复,环向裂纹的修复最困难,而倾斜裂纹介于二者之间。延长处理时间,增加处理次数或者提高处理功率都可以提高疲劳裂纹的愈合程度。谐波电涡流处理可以延缓疲劳裂纹的萌生及扩展:在裂纹萌生前对轴向裂纹试样进行60 k W谐波电涡流处理1s,疲劳裂纹的萌生从5×104次疲劳延缓至6.5×104次;在裂纹萌生后的处理使得裂纹扩展速率从10.3μm/104次疲劳降低至4.1μm/104次。开展了1045钢管件疲劳裂纹谐波电涡流处理过程的有限元仿真,揭示了疲劳裂纹的修复机理。仿真结果表明轴向裂纹的存在导致电涡流在裂纹尖端汇聚,进而在裂纹尖端产生了较高的温度及环向热压应力,使得疲劳裂纹宽度变窄,裂纹尖端闭合。在后续处理过程中,电涡流将绕流新的裂纹尖端,使得裂纹可以继续愈合。经过多次处理后,疲劳裂纹逐步完全修复。环向裂纹对电涡流分布影响较小,几乎不会产生温度梯度,不容易被修复。而倾斜裂纹的情况则介于轴向与环向裂纹之间。采用高电压脉冲电源作为放电装置,对非铁磁性稀土镁合金旋压管件微裂纹开展了脉冲电涡流修复试验。试验结果表明随着脉冲电涡流处理次数的增加,微裂纹逐渐愈合,且在一定范围内提高放电电压有利于微裂纹的修复。与外放电方案相比,内放电方案中微裂纹的愈合程度更为显着。有限元仿真显示在脉冲电涡流处理过程中,管件内部产生高密度电涡流与较大洛伦兹力。镁合金管件的受力状态表明无论在内放电方案还是外放电方案中,径向裂纹与切向裂纹在电涡流引起的局部热效应和洛伦兹力的联合作用下都可能被修复。研究了脉冲电涡流处理对镁合金旋压管件力学性能的影响。在外放电方案中,随着处理次数的增加,试样的强度与延伸率都有所提高,在放电电压6k V下处理15次后,试样的屈服强度提高了16.56%,抗拉强度提高了12.76%,延伸率提高了53.04%。在内放电方案中,试样强度与塑性同样随着处理次数的增加而提高,并且对旋压件力学性能提升更明显。连续脉冲电涡流处理有利于微裂纹的愈合,但热量累积过高有可能烧坏管件。针对脉冲电涡流处理后的旋压试样进一步开展了热处理实验,发现固溶处理降低了试样强度而提高了延伸率;时效处理提高了试样强度但降低了试样塑性;固溶时效试样的强度与延伸率则位于时效试样与固溶试样之间。在时效析出过程中,析出相容易在裂纹表面偏聚,从而有利于裂纹的修复,所以脉冲电涡流处理再时效处理试样的性能提升幅度要略大于直接热处理试样。通过1045钢管件与稀土镁合金旋压件的电涡流处理实验与仿真研究可知,铁磁性材料管件内微裂纹可以利用感应加热电源进行谐波电涡流处理来修复,非铁磁性材料管件可以利用脉冲电源进行脉冲电涡流处理来修复。两类材料管件内微裂纹的修复都与电涡流绕流微裂纹产生的局部热效应有关,而非铁磁性材料管件内微裂纹的修复还受到脉冲电涡流处理诱发的洛伦兹力的影响。
崔歆炜[6]（2017）在《脉冲电流处理对ZG25SiMn2CrB钢组织及性能的影响》文中提出低合金高强度钢是现今社会使用量大且应用范围广泛的重要金属材料,但其传统热处理工序复杂,资源消耗量大,难以充分发挥材料的潜能。为了降低资源消耗,开发能够提高资源利用率、缩短钢铁生产过程的新工艺势在必行。电脉冲处理技术是在改善金属材料的显微组织和力学性能、提高能源利用率的背景下提出的一种新兴技术,已在材料加工的各领域内有所应用,并取得了显着的效果。本论文将脉冲电流处理技术应用于ZG25SiMn2Cr B钢的固态相变和回火过程,通过检测其显微组织和力学性能的变化,系统地研究了脉冲电流处理对三种不同初始组织ZG25Si Mn2CrB钢固态相变过程的影响规律及作用机制。对比不同初始状态下的试样,研究了电脉冲处理马氏体逆相变机理,得到不同初始状态下ZG25SiMn2CrB钢的最佳脉冲电流处理工艺参数。（1）以退火态为初始状态的试样奥氏体化升温过程为扩散型转变,随脉冲电流处理时间的增加,室温显微组织由铁素体/珠光体逐渐转变为板条马氏体组织,并于500 ms脉冲电流淬火处理后的组织达到最细,力学性能最佳;以正火态为初始状态的试样奥氏体升温转变过程既有扩散型转变又有非扩散型转变,钢的室温组织逐渐由贝氏体/铁素体和马氏体的混相组织转变为板条马氏体和隐晶马氏体组织,最佳淬火工艺参数为480 ms脉冲电流淬火处理;以淬火态为初始组织的试样逆相变有位移型逆相变的特征,在380 ms脉冲电流处理后晶粒尺寸最细,综合力学性能最好。与退火态和正火态初始组织相比,淬火所得到的马氏体初始组织更有利于脉冲电流处理工艺实现奥氏体晶粒超细化。（2）分别利用脉冲电流和传统热处理对电脉冲淬火态ZG25SiMn2CrB钢进行回火处理,研究ZG25Si Mn2CrB钢回火后组织的演变过程和力学性能变化,研究发现瞬时脉冲电流回火处理可以避免回火脆性现象的产生。（3）在最佳参数脉冲电流淬、回火处理下ZG25SiMn2CrB钢获得比传统箱式电阻炉热处理更好的力学性能。高密度脉冲电流处理ZG25SiMn2Cr B钢的相变是热效应和非热效应相耦合作用的结果,非热效应可以降低奥氏体的形核势垒,瞬时升温过程能够提高形核率,抑制奥氏体晶粒的长大,最终使组织细化。
邓德伟,于静,刘倩倩,于涛,张洪潮[7]（2016）在《裂纹止裂愈合技术发展现状及展望》文中指出裂纹是机械产品的主要失效形式之一,阻止宏观裂纹扩展或使微观裂纹愈合,不但可以确保机械产品的安全运行,还能够延长其使用寿命。综述了裂纹止裂愈合技术的国内外研究和发展现状及介绍了脉冲电流技术在材料制备加工中的应用,着重介绍了利用高强度脉冲电流瞬态能量输入进行裂纹止裂愈合的一种新途径。结合再制造产品的特点,提出脉冲电流裂纹止裂愈合在带有裂纹的零部件的再制造过程中的应用。依据近四十年来,裂纹止裂愈合研究方向的文献发表情况,以再制造为背景,提出裂纹止裂愈合技术的发展趋势和发展策略建议。
陆子川,姜风春,侯红亮,刘郢,程玉洁,果春焕[8]（2015）在《高能脉冲电流对金属材料的作用机理》文中进行了进一步梳理高能脉冲电流技术因其具有加热速度快、作用时间短、节能等特点,在裂纹愈合、再结晶和相转变等方面均具有较好的效果,是传统热处理无法比拟的。因此,在金属材料的改性领域获得了广泛应用。文章概述了国内外高能脉冲电流技术的发展状况,着重阐述了脉冲电流在金属材料裂纹愈合、再结晶和相转变等方面的作用机理,并提出了目前脉冲电流改性技术发展的不足及未来的发展趋势。
于静[9]（2014）在《基于强脉冲电流金属材料裂纹止裂及愈合技术研究》文中研究表明再制造工程作为一项战略型新兴产业不仅能够节省资源、能源,保护环境,而且具有显着的经济效益。再制造毛坯损伤形式复杂多样,其中裂纹损伤所占比重很大,在以往的再制造过程中,无论什么形式的裂纹损伤一经被检测出来直接报废,因此,金属材料裂纹止裂与损伤愈合技术是机械装备再制造领域急需解决的关键问题之一,尤其对于含有裂纹损伤的高附加值机械装备（如工程机械、船舶、飞机、大型压缩机）的核心部件实施再制造时,首先要修复裂纹损伤才能保证后续再制造工艺的有效性。脉冲电流由于其自身的一些特性被应用于材料制备及物理机械性能改善领域。关于脉冲电流裂纹止裂、愈合技术.目前国内外缺少系统的理论分析和实验研究。本文围绕脉冲电流的绕流效应和焦耳热效应在裂纹止裂、愈合中的应用,从理论分析、实验研究和数值模拟三个角度开展研究工作。本文的主要研究内容和研究成果如下：（1）基于复变函数理论,建立脉冲电流裂纹止裂过程理论模型。根据自由边界处电流密度为零的边界条件,将带有贯穿椭圆形切口的无限大薄板中通入电流问题的求解过程划分为无椭圆孔和存在椭圆孔扰动两种状态的叠加,简化了裂纹边界条件处理过程。当椭圆孔短轴趋于零时,可以将其近似看作裂纹,电流密度、焦耳热源功率和热应力在裂纹尖端具有奇异性,仿照断裂力学中应力强度因子概念,引入强度因子的概念描述裂纹尖端附近区域电、热、热应力场,为设计实验方案和选择工艺参数提供理论基础。（2）基于脉冲功率技术,自行设计并搭建强脉冲电流放电装置HCPD-I。通过对电容器放电回路的分析,确定实验研究的工艺参数为电容量和电容充电电压；增加电容量能够提高回路电流密度和延长脉冲电流作用时间；增大电容充电电压只能够提高回路电流密度。（3）选用工业中应用广泛的AISI316L和压缩机转子叶轮材料Inconel625和FV520B为研究对象,通过实验研究材料种类、试样尺寸和工艺参数对裂纹尖端熔化区尺寸和微观组织的影响规律,探讨利用脉冲进行裂纹止裂的机理。脉冲电流处理过程,由于两裂纹面间距较大电流无法通过,电流在裂纹前端绕流集中,在焦耳热作用下,裂纹尖端局部温度升高甚至瞬间熔化,裂纹尖端曲率半径增大,改善了裂纹前端的应力集中状态。由于脉冲电流作用时间非常短暂,裂纹前端在快速加热和冷却作用下,熔化区周围局部组织发生固态相变,组织均匀细化。而远离裂纹尖端的基体电流密度相对较低,焦耳热作用不明显,表明脉冲电流具有选择作用,对无裂纹部位影响很小。（4）采用拉伸方式预制裂纹的尖端组织发生严重的塑性变形,沿着拉力轴线方向呈纤维状分布。以AISI316L材料为例探讨脉冲电流裂纹止裂同时,对裂纹尖端局部塑性变形区的恢复机理。利用扫描电镜和透射电镜分析脉冲电流处理前后裂纹尖端形貌、显微组织和位错形态的变化,研究结果表明,脉冲电流处理后,尖锐的裂纹尖端变为椭圆形熔孔,裂纹尖端曲率半径增大,降低了裂纹尖端的应力集中,并且裂纹前端局部发生再结晶,形成细小等轴晶粒,局部塑性变形组织发生恢复。（5）采用钻孔压缩法预制内部微裂纹,初步探索脉冲电流用于裂纹愈合的可行性。分析工艺参数和脉冲电流处理次数对裂纹愈合效果的作用规律,并从能量的角度探讨脉冲电流作用对微裂纹愈合的机理。脉冲电流处理过程,在绕流集中和焦耳热效应的作用下,裂纹周围形成压应力,使裂纹面间距变窄,裂纹周围原子在电流作用下向缺陷部位移动填充,将长裂纹分隔成断续短裂纹,短裂纹在愈合过程产生孔洞,孔洞尺寸缩小,数量减少,直至裂纹全部愈合。小工艺参数、多次处理更有利于延长裂纹愈合区域尺寸,提高愈合效率。（6）分析裂纹尖端形貌和微观组织对力学性能演变趋势的影响。纳米压痕硬度测量结果表明,脉冲电流处理后裂纹前端热影响区硬度高于基体。X射线残余应力分析结果表明,脉冲电流处理后裂纹前端产生了强大的压应力。脉冲电流处理后,AISI316L、 Inconel625和FV520B三种材料的抗拉强度均呈现不同程度的提高,而延伸率变化趋势各异,脉冲电流对塑性的影响与材料种类有关。研究工艺参数对拉伸性能和疲劳性能的作用规律,增大放电回路的电容量和电容充电电压均可以扩大裂纹尖端的熔化区面积,但裂纹尖端熔化区尺寸过大反而会降低其力学性能。通过建立熔化区尺寸与拉伸性能和疲劳性能关系曲线,确定本实验条件下裂纹止裂效果最佳的熔化区尺寸区间。含有拉伸裂纹的试样经过脉冲电流处理后,拉伸性能和疲劳性能均得到改善。尖锐的裂纹尖端变钝,降低了裂纹尖端的应力集中,尤其是裂纹前端局部塑性变形恢复,组织细化、位错密度增大是提高拉伸裂纹力学性能的主要原因。（7）基于电-热-结构耦合理论,应用ANSYS有限元分析软件直观展示脉冲电流处理过程电流在裂纹前端绕流集中和焦耳热释放现象。以AISI316L试样为例,按照实验过程进行建模、施加载荷和边界条件,模拟计算试样厚度、裂纹长度和工艺参数对裂纹前端熔化区尺寸的影响规律,并对比实验测量结果,两者误差小于12%；计算了脉冲电流处理过程中试样的应力场分布和残余应力应力场分布,模拟计算的残余应力场与实验测量结果数量级相同。
马炳东[10]（2014）在《脉冲电流对高强度钢组织与力学性能的影响及数值模拟分析》文中指出在脉冲电流的作用下，电能、热能和应变能被瞬时输入到金属材料中。在电-热-力多场耦合作用下，材料中将引发一系列瞬时非平衡动态过程及其伴生现象。深入研究这些非平衡过程、伴生现象、演变规律和作用机理，将进一步揭示金属材料的电致强化本质，探索与发展新的材料强韧化方法，对于大幅度提高金属材料的综合力学性能具有重大的理论意义和实用价值。高强度钢是现代工业中用量大、使用范围广的重要基础材料，深入挖掘其性能潜力是长久以来材料研究热点和永恒主题。本文采用瞬时高能脉冲电流对高强度钢的组织与力学性能进行了研究。同时，利用数值模拟方法模拟了在脉冲电流处理过程中，试样中各个部位的电流密度分布、温度场以及应力场状态，研究脉冲电流与其所形成的物理场对新相在母相中形成时影响。在脉冲电流处理下，硬化后的冷轧硼钢具有优异的综合力学性能。在最优参数处理下，其抗拉强度超过了2GPa，同时具有良好的延展性能。而且，其加工硬化能力也要好于模压硬化处理的硼钢。部件的高强度与韧性，将提高汽车的安全性能。由于脉冲电流处理的热的以及非热的效应，其极大地提高了相变奥氏体的形核率。而且，由于脉冲电流处理的时间非常短，以及通水铜电极的急速冷却作用，所以新形成奥氏体晶粒的长大并不容易。从而，硼钢在随后的淬火冷却过程中，形成了细小的板条马氏体组织。这种组织状态，极大地提高了硬化硼钢的综合力学性能。同时，在本实验条件下，脉冲电流促进冷轧硼钢再结晶而导致的其最终组织细化的效果，要好于脉冲电流循环热处理效应而导致的组织细化效果。数值模拟结果表明，在试样的弧形过渡处，电流密度分布较为集中。试样中部的温度最高，而其两个端部的温度最低，且在试样中部与端部的连接区域存在着梯度温度分布。随着脉冲电流处理时间的延长，这种温度梯度越来越大。试样中的应力场数值模拟表明，弧形过渡区域的应力集中最为明显，而试样中部和其两个端部的应力值较低。随着脉冲电流处理时间的延长，在试样中部与端部的连接区域，其应力梯度也越来越大。高电流密度脉冲电流的作用下，在冷轧硼钢样品端部与中部的连接区域，形成了局域的奥氏体纳米晶结构。这种奥氏体纳米晶结构是单相纯净的，并没有其它相与之共存。从数值模拟的结果看，在局域纳米晶结构被发现的地方，其具有高电流密度、较高温度以及高应力的特点。快速的温升只是提供了相变的温度条件，而其本身并不能引起材料中纳米晶结构的形成。从脉冲电流的特殊效应、奥氏体相变的特点以及实验结果中的较大尺寸纳米晶结构看，奥氏体晶粒发生再结晶过程而纳米化，形成局域奥氏体纳米晶结构的可能性是存在的。合金元素含量较多的区域以及快速冷却的特点，为局域奥氏体纳米晶结构能够保持到室温提供了热力学和动力学条件。同时，在试样连接区的电-热-力三场耦合作用，对其局域奥氏体纳米晶结构形成是有利的。从数值模拟的非均匀物理场分析结果看，当母相中形成一个高电导率的新相晶核时，体系中的电流密度分布、温度场以及应力场，将有利于其长大而不利于其分解。同时，当母相中形成一个低电导率的新相晶核时，体系中的电流密度分布、温度场以及应力场，将有利于其分解而不利于其长大。脉冲电流的回火处理提高了高碳钢锯条的力学性能，其齿部的硬度较大而锯条背部的硬度较低，在齿槽部位的硬度最低。齿部的高硬度，提高了锯条的切割能力，而锯条背部的较低硬度则提高了锯条的韧性。同时，在齿槽部位的塑性区域阻止了锯条的在此裂纹的萌生和扩展。因此，钢锯条的强度和韧性得到明显的改善。锯条的脉冲电流处理数值模拟表明，由于脉冲电流的绕流现象，齿槽部位较大的电流密度造成了较大的温升，以及由此而产生的较大应力。在齿槽部位的高电流密度和温度以及较大应力可引起此部位的电致塑性效应较为明显，裂纹的愈合效应更加有效，从而提高钢锯条的强韧性。调质态12.9级高强度螺栓的低温脉冲电流处理，可以提高其综合的力学性能，即抗拉强度和塑性得到同时改善。利用脉冲电流对螺栓进行回火处理时，螺栓的综合力学性能也得到了较大的提升。螺栓的脉冲电流低温处理数值模拟表明，由于电流的绕流现象，在螺纹根部的电流密度最大，而螺纹部位的电流密度较小，而螺栓中部的电流密度介于其间且分布均匀。在螺纹根部的温度较高，而齿尖位置温度最低，这样的温度分布可在提高螺纹的强度的同时提高螺栓整体的综合力学性能。同时，螺栓的脉冲电流回火处理数值模拟表明，在螺纹部位的应力值较大，而螺栓中部的应力值最低，这样的应力分布可提高螺纹以及整体螺栓抵抗疲劳破坏的能力。
二、脉冲电流作用下碳钢淬火裂纹的愈合（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、脉冲电流作用下碳钢淬火裂纹的愈合（论文提纲范文）
（1）电脉冲处理对冷轧奥氏体钢微观组织和力学性能的优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 材料的损伤与愈合行为 |
| 1.3 电流处理技术 |
| 1.3.1 电流处理技术的研究历史 |
| 1.3.2 电流处理技术的理论基础 |
| 1.3.3 电流改善材料的性能 |
| 1.3.4 电辅助成形和制造技术 |
| 1.4 本文研究目的及内容 |
| 1.4.1 研究目的 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第2章 电脉冲强度对316L不锈钢轧板微观组织与力学性能的影响 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料和实验方法 |
| 2.2.1 脉冲电流实验装置 |
| 2.2.2 实验材料 |
| 2.2.3 电脉冲处理工艺 |
| 2.2.4 微观组织表征 |
| 2.2.5 力学性能测试 |
| 2.3 脉冲处理后微观组织和力学性能演化规律 |
| 2.3.1 电脉冲处理后的力学性能演化 |
| 2.3.2 电脉冲处理后的微观组织演化 |
| 2.3.3 电脉冲处理后的硬化和软化现象 |
| 2.4 轧制方向对电致塑性的影响 |
| 2.4.1 电脉冲处理后RD和TD方向的微观组织演化 |
| 2.4.2 电脉冲处理后RD和TD方向的力学性能演化 |
| 2.4.3 电脉冲处理后的各向异性机理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 电脉冲和热处理对316L不锈钢轧板微观组织与力学性能影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验材料和实验方法 |
| 3.2.1 实验材料 |
| 3.2.2 微观组织表征 |
| 3.2.3 力学性能测试 |
| 3.3 电脉冲和热处理后微观组织与力学性能对比 |
| 3.3.1 电脉冲和热处理后的微观组织对比 |
| 3.3.2 电脉冲和热处理后的拉伸力学性能对比 |
| 3.3.3 电脉冲与热处理的相似和不同之处 |
| 3.4 电脉冲和热处理后耐腐蚀性能对比 |
| 3.4.1 电脉冲处理抑制第二相粒子析出 |
| 3.4.2 电脉冲和热处理后耐腐蚀性能对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 脉冲电流处理对316L不锈钢低温拉伸性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 实验方案 |
| 4.2.2 实验材料 |
| 4.2.3 室温与低温拉伸实验 |
| 4.2.4 微观组织观察 |
| 4.3 316L不锈钢的低温拉伸性能 |
| 4.3.1 退火态316L不锈钢的低温拉伸性能 |
| 4.3.2 冷轧态316L不锈钢的低温拉伸性能 |
| 4.3.3 低温拉伸过程中的变形机制 |
| 4.4 脉冲电流处理对316L不锈钢低温拉伸性能的影响 |
| 4.4.1 6 kV电脉冲处理后低温拉伸的硬化现象 |
| 4.4.2 7 kV电脉冲处理后低温拉伸的软化现象 |
| 4.4.3 电脉冲处理和低温拉伸之间的关系 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 脉冲电流处理对TWIP钢裂纹愈合的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.2.1 实验材料 |
| 5.2.2 脉冲电流处理 |
| 5.2.3 微观组织观察 |
| 5.3 脉冲电流处理对裂纹的愈合效果 |
| 5.3.1 脉冲电流处理对穿透型大裂纹的愈合效果 |
| 5.3.2 脉冲电流处理对内部微裂纹的愈合效果 |
| 5.3.3 热压应力的影响 |
| 5.4 脉冲电流对TWIP钢裂纹愈合机理 |
| 5.4.1 裂纹尖端和侧面的愈合 |
| 5.4.2 不同状态裂纹的愈合机制 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 全文总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表文章目录 |
| 作者简介 |
（2）脉冲电流对316L不锈钢拉伸性能和微观组织的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 脉冲电流对金属合金力学性能和微观组织的影响 |
| 1.2.1 塑性变形 |
| 1.2.2 微观组织 |
| 1.3 电流作用的理论研究 |
| 1.3.1 热效应 |
| 1.3.2 电子风效应 |
| 1.3.3 其他效应 |
| 1.4 电流辅助成形工艺应用研究 |
| 1.5 目前研究的总结与不足 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料 |
| 2.3 拉伸实验 |
| 2.3.1 不通电常温拉伸实验 |
| 2.3.2 通电拉伸实验 |
| 2.4 试样表征方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 脉冲电流对316L不锈钢拉伸性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 电压对316L不锈钢拉伸性能的影响 |
| 3.3 脉冲频率对316L不锈钢拉伸性能的影响 |
| 3.4 应变速率对316L不锈钢拉伸性能的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 脉冲电流对316L不锈钢微观结构的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 电压对316L不锈钢板材微观组织的影响 |
| 4.2.1 电压对316L不锈钢断口形貌的影响 |
| 4.2.2 电压对316L不锈钢金相组织的影响 |
| 4.2.3 电压对316L不锈钢位错组织的影响 |
| 4.3 频率对316L不锈钢板材微观组织的影响 |
| 4.3.1 频率对316L不锈钢断口形貌的影响 |
| 4.3.2 频率对316L不锈钢金相组织的影响 |
| 4.4 应变速率对316L不锈钢板材微观组织的影响 |
| 4.4.1 应变速率对316L不锈钢断口形貌的影响 |
| 4.4.2 应变速率对316L不锈钢金相组织的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（3）基于电脉冲处理的40Cr钢组织与性能调控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题的目的与意义 |
| 1.2 钢的强韧化研究概述 |
| 1.3 电脉冲处理概述 |
| 1.3.1 脉冲电流在金属凝固过程中对组织的影响 |
| 1.3.2 脉冲电流对固态金属组织的影响 |
| 1.3.2.1 脉冲电流的晶粒细化作用 |
| 1.3.2.2 脉冲电流对第二相的影响 |
| 1.3.2.3 脉冲电流对晶粒取向的影响 |
| 1.3.2.4 脉冲电流对非晶合金组织的影响 |
| 1.3.3 脉冲电流的电致塑性效应 |
| 1.3.4 脉冲电流对金属裂纹的愈合作用 |
| 1.4 高强螺栓概述 |
| 1.4.1 高强螺栓的研究现状 |
| 1.4.2 高强螺栓的失效形式 |
| 1.5 本文研究的主要内容 |
| 第2章 试验方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 40Cr钢的热处理 |
| 2.3 电脉冲处理装置及试验 |
| 2.3.1 电脉冲处理装置 |
| 2.3.2 电脉冲处理试样制备 |
| 2.4 显微组织表征与分析 |
| 2.4.1 电阻率的测定 |
| 2.4.2 光学显微组织观察(OM) |
| 2.4.3 扫描电子显微镜(SEM)观察 |
| 2.4.4 电子背散射衍射(EBSD)分析 |
| 2.4.5 透射电镜(TEM)分析 |
| 2.4.6 小角度X射线衍射(XRD)分析 |
| 2.4.7 氢含量测定 |
| 2.5 力学性能检测 |
| 2.5.1 硬度测试 |
| 2.5.2 拉伸性能测试 |
| 2.5.3 延迟断裂性能测试 |
| 2.6 技术路线 |
| 第3章 电脉冲淬火和回火对40Cr钢组织及力学性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 电脉冲的基本理论 |
| 3.3 原始组织表征 |
| 3.4 电脉冲淬火对40Cr钢显微组织及力学性能的影响 |
| 3.5 淬火态40Cr钢经传统高温回火后组织及力学性能的变化 |
| 3.5.1 淬火态40Cr钢经550℃传统回火后组织及力学性能的变化 |
| 3.5.2 淬火态40Cr钢经520oC传统回火后组织及力学性能的变化 |
| 3.6 电脉冲回火对最佳参数电脉冲淬火态40Cr钢显微组织及力学性能的影响 |
| 3.6.1 电脉冲淬火态40Cr钢经单次电脉冲回火后组织及力学性能的变化 |
| 3.6.2 电脉冲淬火态40Cr钢经循环电脉冲回火后组织及力学性能的变化 |
| 3.6.3 最佳参数电脉冲回火试样SEM金相和拉伸断口形貌分析 |
| 3.7 最佳参数电脉冲处理和传统热处理对40Cr钢组织及力学性能影响的对比分析 |
| 3.7.1 力学性能 |
| 3.7.2 微观残余应力和位错密度 |
| 3.7.3 显微组织演变 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 循环电脉冲淬火对40Cr钢组织及力学性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 经不同参数循环电脉冲淬火后40Cr钢组织及力学性能的变化 |
| 4.2.1 经二次循环电脉冲淬火后40Cr钢组织及力学性能的变化 |
| 4.2.2 经三次循环电脉冲淬火后40Cr钢组织及力学性能的变化 |
| 4.2.3 经四次循环电脉冲淬火后40Cr钢组织及力学性能的变化 |
| 4.2.4 经五次循环电脉冲淬火后40Cr钢组织及力学性能的变化 |
| 4.3 最佳参数循环电脉冲淬火态40Cr钢经循环电脉冲回火后组织及力学性能的变化 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 电脉冲处理对40Cr钢延迟断裂性能的影响 |
| 5.1 电脉冲处理对40Cr钢组织及力学性能的影响 |
| 5.2 电脉冲处理对40Cr钢延迟断裂性能的影响 |
| 5.2.1 延迟断裂性能测试 |
| 5.2.2 SEM金相分析 |
| 5.2.3 氢含量的测定 |
| 5.2.4 延迟断裂断口分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（4）低碳钢裂纹的愈合工艺和机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 裂纹愈合研究现状 |
| 1.2.1 裂纹制备方法的研究现状 |
| 1.2.2 金属材料裂纹愈合工艺方法研究现状 |
| 1.2.3 裂纹愈合机理研究现状 |
| 1.3 当前研究存在的不足 |
| 1.4 研究目标、内容及方案 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3 研究方案 |
| 第二章 试验材料、方法及设备 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 裂纹制备试验 |
| 2.3 裂纹愈合试验 |
| 2.3.1 恒温热处理裂纹愈合试验 |
| 2.3.2 热膨胀试验 |
| 2.3.3 循环相变热处理裂纹愈合试验 |
| 2.4 裂纹愈合微观组织及形貌分析试验 |
| 2.4.1 光学显微镜分析试验 |
| 2.4.2 扫描电镜及能谱分析试验 |
| 2.4.3 电子背散射衍射分析试验 |
| 2.5 裂纹愈合力学性能分析试验 |
| 2.5.1 拉伸性能分析试验 |
| 2.5.2 显微硬度分析试验 |
| 第三章 愈合工艺及参数对裂纹愈合的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 预制裂纹形态 |
| 3.3 热膨胀试验 |
| 3.4 恒温热处理工艺参数对裂纹愈合的影响 |
| 3.4.1 愈合温度对裂纹愈合的影响 |
| 3.4.2 愈合时间对裂纹愈合的影响 |
| 3.4.3 裂纹宽度对裂纹愈合的影响 |
| 3.4.4 基体塑性变形量对裂纹愈合的影响 |
| 3.5 循环相变热处理对裂纹愈合的影响 |
| 3.6 愈合工艺及参数对基体晶粒尺寸的影响 |
| 3.6.1 恒温热处理愈合温度对基体晶粒尺寸的影响 |
| 3.6.2 恒温热处理愈合时间对基体晶粒的影响 |
| 3.6.3 循环相变热处理愈合时循环次数对基体晶粒的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 裂纹形貌的演化规律及愈合机理 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 恒温热处理愈合工艺的裂纹形貌演化规律 |
| 4.3 恒温热处理愈合工艺的裂纹愈合机理 |
| 4.3.1 原子扩散 |
| 4.3.2 再结晶 |
| 4.4 循环相变热处理愈合工艺的裂纹形貌演化规律 |
| 4.5 循环相变热处理愈合工艺的裂纹愈合机理 |
| 4.5.1 原子扩散 |
| 4.5.2 再结晶 |
| 4.6 循环相变热处理加速愈合的机理 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 力学性能的恢复 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 显微硬度的恢复 |
| 5.2.1 恒温热处理愈合工艺显微硬度的恢复 |
| 5.2.2 循环相变热处理愈合工艺显微硬度的恢复 |
| 5.3 拉伸性能的恢复 |
| 5.3.1 恒温热处理愈合工艺室温拉伸性能的恢复 |
| 5.3.2 循环相变热处理愈合工艺室温拉伸性能的恢复 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间所取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
（5）金属管件微裂纹的电涡流修复方法及机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外材料修复技术研究现状 |
| 1.2.1 高分子材料修复技术研究现状 |
| 1.2.2 无机材料修复技术研究现状 |
| 1.2.3 金属材料修复技术研究现状 |
| 1.3 脉冲电流修复技术研究进展 |
| 1.3.1 脉冲电流修复机理的理论研究 |
| 1.3.2 脉冲电流修复技术的实验研究 |
| 1.4 材料加工领域电涡流现象及应用研究 |
| 1.4.1 电涡流加热的应用研究现状 |
| 1.4.2 电磁力的应用研究现状 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 第2章 试验材料及研究方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验方法 |
| 2.2.1 1045钢管件电涡流修复试验 |
| 2.2.2 稀土镁合金旋压管件脉冲电涡流修复试验 |
| 2.3 材料性能测试 |
| 2.3.1 疲劳实验 |
| 2.3.2 单向拉伸实验 |
| 2.4 材料微观组织分析 |
| 2.4.1 金相显微组织分析(OM) |
| 2.4.2 扫描电子显微观察(SEM) |
| 2.4.3 电子背散射衍射分析(EBSD) |
| 2.4.4 透射电子显微组织分析(TEM) |
| 第3章 1045钢管件疲劳裂纹的谐波电涡流修复研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验方案 |
| 3.3 疲劳裂纹试样设计分析 |
| 3.4 不同走向疲劳裂纹的谐波电涡流修复规律 |
| 3.4.1 疲劳裂纹在电涡流处理过程中的温度分布 |
| 3.4.2 轴向疲劳裂纹的谐波电涡流处理试验 |
| 3.4.3 环向疲劳裂纹的谐波电涡流处理试验 |
| 3.4.4 倾斜疲劳裂纹的谐波电涡流处理试验 |
| 3.5 谐波电涡流处理功率对疲劳裂纹修复的影响 |
| 3.6 谐波电涡流处理对疲劳裂纹区域微观组织的影响 |
| 3.7 疲劳裂纹的谐波电涡流修复原因分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 谐波电涡流处理对1045钢管件疲劳性能的影响及有限元分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 谐波电涡流处理对1045钢管件疲劳性能的影响 |
| 4.2.1 试验方案 |
| 4.2.2 谐波电涡流处理对不同疲劳阶段试样的影响 |
| 4.2.3 谐波电涡流处理次数对疲劳裂纹扩展的影响 |
| 4.2.4 谐波电涡流处理延缓疲劳裂纹扩展的原因分析 |
| 4.3 谐波电涡流处理的有限元模拟及修复机理研究 |
| 4.3.1 有限元分析建模 |
| 4.3.2 谐波电涡流处理过程中物理场分布及修复机理 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 镁合金管件微裂纹脉冲电涡流修复机理研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验方案 |
| 5.3 外放电脉冲电涡流处理对旋压微裂纹的修复规律 |
| 5.3.1 脉冲电涡流处理次数的影响 |
| 5.3.2 脉冲电源放电电压的影响 |
| 5.4 内放电脉冲电涡流处理对旋压微裂纹的修复规律 |
| 5.4.1 脉冲电涡流处理次数的影响 |
| 5.4.2 脉冲电源放电电压的影响 |
| 5.5 镁合金旋压试样脉冲电涡流修复过程的有限元模拟 |
| 5.5.1 有限元模型建立 |
| 5.5.2 脉冲电涡流处理过程中的电磁场分布 |
| 5.5.3 脉冲电涡流处理过程中的温度场分布 |
| 5.5.4 脉冲电涡流处理过程中的应力场分布 |
| 5.6 镁合金旋压试样微裂纹的修复机理 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 脉冲电涡流及热处理对镁合金管件组织性能的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 脉冲电涡流处理对镁合金旋压试样组织性能的影响 |
| 6.3 连续脉冲电涡流处理对镁合金旋压件性能的影响 |
| 6.3.1 连续脉冲电涡流处理对旋压微裂纹修复的影响 |
| 6.3.2 连续脉冲电涡流处理对旋压件性能的影响 |
| 6.4 热处理对经脉冲电涡流处理旋压件组织性能的影响 |
| 6.4.1 热处理试验方案 |
| 6.4.2 热处理对经脉冲电涡流处理旋压试样组织性能的影响 |
| 6.4.3 脉冲电涡流处理试样的热处理强化机制 |
| 6.5 电涡流修复方法对金属管件微裂纹的适应性分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（6）脉冲电流处理对ZG25SiMn2CrB钢组织及性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题目的与意义 |
| 1.2 低合金高强度钢的研究现状 |
| 1.3 金属及合金的强化机制 |
| 1.3.1 细晶强化 |
| 1.3.2 固溶强化 |
| 1.3.3 析出强化 |
| 1.3.4 形变强化 |
| 1.4 脉冲电流在金属材料加工制备过程中的应用 |
| 1.4.1 脉冲电流对金属凝固过程的影响 |
| 1.4.2 脉冲电流的电致塑性效应 |
| 1.4.3 脉冲电流对金属裂纹的影响 |
| 1.4.4 脉冲电流对金属疲劳的影响 |
| 1.4.5 脉冲电流晶化非晶合金 |
| 1.4.6 脉冲电流对金属固态组织的影响 |
| 1.5 本文研究的主要内容 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 试样制备 |
| 2.3 电脉冲处理装置及试验过程 |
| 2.4 实验结果表征 |
| 2.4.1 化学成分分析 |
| 2.4.2 微观组织形貌观察 |
| 2.4.3 力学性能测试 |
| 2.5 技术路线 |
| 第3章 脉冲电流处理对不同初始态ZG25Si Mn2Cr B钢组织性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 脉冲电流处理不同初始态ZG25Si Mn2Cr B钢显微组织演变 |
| 3.2.1 退火态ZG25Si Mn2Cr B钢脉冲电流处理后组织变化过程 |
| 3.2.2 正火态ZG25Si Mn2Cr B钢脉冲电流处理后组织变化过程 |
| 3.2.3 淬火态ZG25Si Mn2Cr B钢脉冲电流处理后组织变化过程 |
| 3.3 脉冲电流淬、回火处理不同初始态ZG25Si Mn2Cr B力学性能变化 |
| 3.4 脉冲电流处理不同初始态ZG25Si Mn2Cr B最佳参数的组织与性能对比分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 脉冲电流回火对电脉冲淬火态试样组织性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 电脉冲淬火态试样传统回火与脉冲电流回火处理后微观组织变化 |
| 4.2.1 传统回火对电脉冲淬火态试样微观组织的影响 |
| 4.2.2 脉冲电流回火处理对电脉冲淬火态试样微观组织的影响 |
| 4.3 传统回火与脉冲电流回火处理淬火态试样力学性能 |
| 4.3.1 传统回火处理淬火态试样力学性能 |
| 4.3.2 脉冲电流回火处理淬火态试样力学性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）高能脉冲电流对金属材料的作用机理（论文提纲范文）
| 引 言 |
| 1 高能脉冲电流改性技术的研究状况 |
| 2 脉冲电流改性技术机理方面的研究现状 |
| 2.1 裂纹愈合 |
| 2.1.1 扩散填充 |
| 2.1.2 位错填充 |
| 2.1.3 热压填充 |
| 2.2 再结晶 |
| 2.2.1 位错移动 |
| 2.2.2 形核率 |
| 2.2.3 晶核长大 |
| 2.3 相转变 |
| 3 展 望 |
（9）基于强脉冲电流金属材料裂纹止裂及愈合技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 裂纹止裂、愈合研究现状 |
| 1.2.1 裂纹止裂研究现状 |
| 1.2.2 裂纹愈合研究现状 |
| 1.3 脉冲电流对金属材料的影响及应用 |
| 1.3.1 脉冲电流在金属中产生的效应 |
| 1.3.2 脉冲电流在材料加工和使用中的应用 |
| 1.3.3 脉冲电流裂纹止裂、愈合机理 |
| 1.3.4 脉冲电流裂纹止裂、愈合研究现状 |
| 1.4 本文的研究意义与研究内容 |
| 1.4.1 研究意义与研究思路 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 2 脉冲电流裂纹止裂的理论分析 |
| 2.1 前言 |
| 2.1.1 共形映射 |
| 2.1.2 柯西积分 |
| 2.1.3 平面热应力问题的函数法和复变函数表示 |
| 2.2 带有贯穿的椭圆形裂纹导电薄板裂纹止裂过程理论分析 |
| 2.2.1 裂纹尖端电场分析 |
| 2.2.2 裂纹尖端温度场分析 |
| 2.2.3 裂纹尖端应力场分析 |
| 2.3 裂纹尖端电、热、应力场强度分析 |
| 2.3.1 电流密度因子 |
| 2.3.2 热源功率强度因子 |
| 2.3.3 热流密度因子 |
| 2.3.4 热应力强度因子 |
| 2.4 算例分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 脉冲电流裂纹止裂及愈合实验 |
| 3.1 实验材料 |
| 3.2 实验试样制备 |
| 3.2.1 裂纹止裂试样制备 |
| 3.2.2 裂纹愈合试样制备 |
| 3.2.3 力学性能实验试样制备 |
| 3.3 脉冲电流裂纹止裂、愈合实验 |
| 3.3.1 脉冲电流放电装置的研制 |
| 3.3.2 脉冲电流放电装置性能测试 |
| 3.3.3 脉冲电流裂纹止裂、愈合实验过程 |
| 3.4 试样形貌、组织、性能测试 |
| 3.4.1 形貌与显微组织观察 |
| 3.4.2 纳米压痕硬度测量 |
| 3.4.3 表面残余应力测量 |
| 3.4.4 拉伸性能测试 |
| 3.4.5 疲劳性能测试 |
| 3.5 实验技术路线 |
| 4 脉冲电流处理对裂纹尖端形貌和微观组织的影响 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 脉冲电流裂纹止裂效果的影响因素 |
| 4.2.1 试样材料对裂纹止裂效果的影响 |
| 4.2.2 试样尺寸对裂纹止裂效果的影响 |
| 4.2.3 工艺参数对裂纹止裂效果的影响 |
| 4.3 脉冲电流处理对裂纹尖端微观组织的影响 |
| 4.3.1 脉冲电流处理后不同材质试样裂纹尖端的微观组织 |
| 4.3.2 电容作用对裂纹尖端微观组织的影响 |
| 4.3.3 电压作用对裂纹尖端微观组织的影响 |
| 4.4 脉冲电流处理对裂纹尖端塑性变形区的影响 |
| 4.4.1 未经脉冲电流处理的拉伸裂纹尖端形貌和微观组织 |
| 4.4.2 脉冲电流处理对拉伸裂纹形貌和微观组织的影响 |
| 4.5 脉冲电流作用下微裂纹的愈合 |
| 4.5.1 脉冲电流工艺参数对微裂纹愈合行为的影响 |
| 4.5.2 脉冲电流处理次数对微裂纹愈合行为的影响 |
| 4.5.3 脉冲电流微裂纹愈合机理探讨 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 脉冲电流处理对力学性能的影响 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 脉冲电流处理对裂纹尖端纳米力学性能的影响 |
| 5.3 脉冲电流放电处理后裂纹尖端的残余应力 |
| 5.4 脉冲电流处理对拉伸性能的影响 |
| 5.4.1 脉冲电流处理对不同材质试样拉伸性能的影响 |
| 5.4.2 电容作用对试样拉伸性能的影响 |
| 5.4.3 电压作用对试样拉伸性能的影响 |
| 5.5 脉冲电流处理对疲劳性能的影响 |
| 5.5.1 脉冲电流处理对不同材质试样疲劳性能的影响 |
| 5.5.2 电容作用对试样疲劳性能的影响 |
| 5.5.3 电压作用对试样疲劳性能的影响 |
| 5.5.4 熔化区面积与力学性能关系讨论 |
| 5.6 脉冲电流处理对拉伸裂纹试样力学性能的影响 |
| 5.6.1 脉冲电流处理对拉伸裂纹试样拉伸性能的影响 |
| 5.6.2 脉冲电流处理对拉伸裂纹试样疲劳性能的影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 脉冲电流裂纹止裂过程的数值模拟 |
| 6.1 前言 |
| 6.1.1 耦合场分析概述 |
| 6.1.2 有限元方程 |
| 6.2 模型建立与网格划分 |
| 6.2.1 建立计算模型 |
| 6.2.2 划分有限元网格 |
| 6.2.3 边界条件与初始条件 |
| 6.2.4 电-热耦合数值模拟所需要施加的载荷 |
| 6.3 脉冲电流放电止裂过程温度场数值模拟结果 |
| 6.3.1 ANSYS数值模拟的初步结果 |
| 6.3.2 不同尺寸试样的温度场模拟结果 |
| 6.3.3 不同脉冲电流工艺参数作用下温度场模拟结果 |
| 6.4 脉冲电流处理应力场的数值模拟 |
| 6.4.1 脉冲电流放电瞬间的应力场分析 |
| 6.4.2 脉冲电流处理后残余应力场分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）脉冲电流对高强度钢组织与力学性能的影响及数值模拟分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题目的与意义 |
| 1.2 金属及合金的强化机制 |
| 1.2.1 固溶强化 |
| 1.2.2 第二相强化 |
| 1.2.3 位错强化 |
| 1.2.4 非共格晶界强化 |
| 1.2.5 纳米孪晶界强化 |
| 1.3 金属及合金的局部热处理及梯度功能材料 |
| 1.3.1 金属及合金的表面与局部热处理 |
| 1.3.2 梯度功能材料及其制备 |
| 1.3.3 金属及合金中的梯度性能 |
| 1.4 脉冲电流在材料制备中的应用 |
| 1.4.1 脉冲电流对金属凝固组织的影响 |
| 1.4.2 脉冲电流作用下的电致塑性与非晶晶化 |
| 1.4.3 脉冲电流作用下的裂纹止裂与裂纹愈合 |
| 1.4.4 脉冲电流对金属及合金疲劳恢复的影响 |
| 1.5 本文研究的主要内容 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 试样制备 |
| 2.2.1 硼钢硬化处理试样的制备 |
| 2.2.2 脉冲电流循环热处理硼钢试样的制备 |
| 2.2.3 脉冲电流处理极端效应试样的制备 |
| 2.2.4 钢锯条脉冲电流回火处理试样的制备 |
| 2.2.5 高强度螺栓脉冲电流处理试样的制备 |
| 2.2.6 高强度螺栓拉伸试样的制备 |
| 2.3 脉冲电流处理装置 |
| 2.4 样品表征 |
| 2.4.1 合金成分分析 |
| 2.4.2 微区相分析 |
| 2.4.3 微观组织形貌观察 |
| 2.4.4 力学性能测试 |
| 2.4.5 数值模拟分析 |
| 2.5 技术路线 |
| 第3章 脉冲电流硬化处理硼钢的力学性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 脉冲电流引起的特殊效应及试样中电流的变化 |
| 3.2.1 稳恒电流与脉冲电流 |
| 3.2.2 脉冲电流在金属及合金中的电效应 |
| 3.2.3 脉冲电流在金属及合金中的热效应 |
| 3.2.4 脉冲电流在金属及合金中的力效应 |
| 3.2.5 多脉冲处理金属及合金中的电流大小 |
| 3.3 脉冲电流硬化处理硼钢效应区的微观组织与力学性能 |
| 3.3.1 硼钢的模压硬化处理微观组织及力学性能 |
| 3.3.2 脉冲电流低温处理硼钢的再结晶组织与力学性能 |
| 3.3.3 脉冲电流高温硬化处理硼钢的微观组织 |
| 3.3.4 脉冲电流硬化处理硼钢的力学性能与断口形貌 |
| 3.3.5 脉冲电流硬化处理硼钢优异力学性能机理分析 |
| 3.3.6 脉冲电流循环热处理硼钢效应区的组织演变 |
| 3.3.7 脉冲电流循环热处理硼钢效应区的力学性能演变 |
| 3.4 脉冲电流处理时试样中的物理场数值模拟研究 |
| 3.4.1 数值模拟的有限元分析方法 |
| 3.4.2 物理场求解相关有限元方程 |
| 3.4.3 数值模拟试样模型的建立及边界条件 |
| 3.4.4 脉冲电流处理试样中的电流密度分布 |
| 3.4.5 脉冲电流处理试样中的温度场 |
| 3.4.6 脉冲电流处理试样中的应力场 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 脉冲电流作用下钢中局域纳米晶结构 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 脉冲电流处理钢中的局域纳米晶结构 |
| 4.2.1 高电流密度脉冲电流处理钢中的马氏体组织与力学性能 |
| 4.2.2 板条马氏体与局域纳米晶结构的混合组织 |
| 4.2.3 独立局域纳米晶结构与高分辨分析 |
| 4.3 脉冲电流处理时试样中的物理场数值模拟分析 |
| 4.3.1 数值模拟实体模型的建立及网格划分 |
| 4.3.2 脉冲电流处理时样品中的电流密度分布 |
| 4.3.3 脉冲电流处理时样品中的温度场 |
| 4.3.4 脉冲电流处理时样品中的应力场 |
| 4.4 脉冲电流作用下钢中纳米晶结构的形成机理探讨 |
| 4.4.1 脉冲电流处理快速温升对纳米晶形成的影响 |
| 4.4.2 界面能及电流本身导致的新相形核热力学势垒的降低 |
| 4.4.3 高温再结晶形成奥氏体纳米晶结构的可能性 |
| 4.4.4 合金成分及快速冷却对高温纳米晶保持到室温的作用 |
| 4.4.5 试样连接区的电-热-力三场耦合对纳米晶形成的影响 |
| 4.5 电流作用下新相在母相中形成时的物理场数值模拟分析 |
| 4.5.1 新相与母相数值模拟实体模型的建立及网格划分 |
| 4.5.2 高电导率新相形成时母相及新相中的电流密度分布 |
| 4.5.3 低电导率新相形成时母相及新相中的电流密度分布 |
| 4.5.4 高电导率新相形成时母相及新相中的温度场 |
| 4.5.5 低电导率新相形成时母相及新相中的温度场 |
| 4.5.6 高电导率新相形成时母相及新相中的应力场 |
| 4.5.7 低电导率新相形成时母相及新相中的应力场 |
| 4.5.8 非均匀物理场对新相形核及分解的动力学影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 电流绕流引起钢中力学性能的梯度分布 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 脉冲电流处理高碳钢锯条的力学性能梯度分布 |
| 5.2.1 通常热处理下钢锯条的组织与力学性能 |
| 5.2.2 脉冲电流回火处理下钢锯条的微观组织 |
| 5.2.3 脉冲电流回火处理钢锯条的力学性能 |
| 5.3 脉冲电流处理钢锯条的数值模拟分析 |
| 5.3.1 钢锯条实体模型的建立及网格划分 |
| 5.3.2 脉冲电流处理时锯条中的电流密度分布 |
| 5.3.3 脉冲电流处理时锯条中的温度场 |
| 5.3.4 脉冲电流处理时锯条中的应力场 |
| 5.4 脉冲电流处理高强度螺栓的力学性能改善与数值模拟分析 |
| 5.4.1 脉冲电流低温处理螺栓的力学性能 |
| 5.4.2 脉冲电流回火处理螺栓的力学性能 |
| 5.4.3 螺栓实体模型的建立及网格划分 |
| 5.4.4 脉冲电流处理时螺栓中的电流密度分布 |
| 5.4.5 脉冲电流处理时螺栓中的温度场 |
| 5.4.6 脉冲电流处理时螺栓中的应力场 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及取得的科研成果 |
| 致谢 |
四、脉冲电流作用下碳钢淬火裂纹的愈合（论文参考文献）
- [1]电脉冲处理对冷轧奥氏体钢微观组织和力学性能的优化研究[D]. 马云瑞. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [2]脉冲电流对316L不锈钢拉伸性能和微观组织的影响[D]. 曾志. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [3]基于电脉冲处理的40Cr钢组织与性能调控[D]. 尹彭璐. 吉林大学, 2020(08)
- [4]低碳钢裂纹的愈合工艺和机理研究[D]. 何蒙. 河北工业大学, 2020
- [5]金属管件微裂纹的电涡流修复方法及机理研究[D]. 杨川. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
- [6]脉冲电流处理对ZG25SiMn2CrB钢组织及性能的影响[D]. 崔歆炜. 吉林大学, 2017(10)
- [7]裂纹止裂愈合技术发展现状及展望[J]. 邓德伟,于静,刘倩倩,于涛,张洪潮. 机械工程学报, 2016(07)
- [8]高能脉冲电流对金属材料的作用机理[J]. 陆子川,姜风春,侯红亮,刘郢,程玉洁,果春焕. 塑性工程学报, 2015(04)
- [9]基于强脉冲电流金属材料裂纹止裂及愈合技术研究[D]. 于静. 大连理工大学, 2014(07)
- [10]脉冲电流对高强度钢组织与力学性能的影响及数值模拟分析[D]. 马炳东. 吉林大学, 2014(09)