電塑性效應(yīng)下SUS304不銹鋼成形機(jī)理研究.pdf

1、電塑性成形是一種在塑性成形過程中通入脈沖電流的加工方法。與傳統(tǒng)加工方法相比，電塑性成形能夠顯著改善材料的力學(xué)性能，有效提高材料的塑性，降低材料的流動(dòng)應(yīng)力和所需的成形力。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)奧氏體不銹鋼電塑性拉伸的實(shí)驗(yàn)研究較少，純電塑性效應(yīng)在電塑性加工中所占的比例仍有待研究，脈沖電流對(duì)材料固態(tài)相變的影響規(guī)律及詳細(xì)機(jī)理尚不明確。針對(duì)以上問題，本文在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：51105248)的資助下，對(duì)脈沖電流影響SUS304奧氏體不銹

2、鋼拉伸性能、微觀組織以及彎曲性能的機(jī)理進(jìn)行相關(guān)的研究工作，主要研究?jī)?nèi)容總結(jié)如下：
　　（1）完成了電塑性拉伸試驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上分析了脈沖電流對(duì) SUS304奧氏體不銹鋼拉伸性能的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，電流可以有效地降低材料的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。SUS304奧氏體不銹鋼的延伸率隨著電流密度的增大而減小。當(dāng)電流密度為11.51A/mm2時(shí)，材料的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度比室溫拉伸時(shí)分別下降了29.5％和54.6%。延伸率下降了52.3%。<

3、br>　　（2）通過風(fēng)冷的方式抑制了電塑性拉伸過程中產(chǎn)生的焦耳熱效應(yīng)，探究了純電塑性效應(yīng)對(duì) SUS304不銹鋼拉伸性能的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，純電塑性效應(yīng)可以降低材料的屈服應(yīng)力和抗拉強(qiáng)度。純電塑性效應(yīng)可以降低材料塑性變形階段的流動(dòng)應(yīng)力，提高SUS304不銹鋼的延伸率。只有純電塑性效應(yīng)作用時(shí)，SUS304奧氏體不銹鋼在電流密度為2.95A/mm2時(shí)的延伸率為72.4%，比室溫不加電時(shí)增加了23.3%，比相同電流密度下沒有風(fēng)冷加電時(shí)增加了52.1

4、%。
　　（3）基于拉伸過程中的能量關(guān)系，建立了電塑性效應(yīng)系數(shù)的求解公式。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算出了電塑性拉伸過程不同電流密度下的電塑性效應(yīng)系數(shù)。結(jié)果表明，電流密度為2.49A/mm2時(shí)，電塑性效應(yīng)系數(shù)的最大值在0.17左右，電流密度為5.07A/mm2時(shí)，最大值達(dá)到了0.27。就給定應(yīng)變而言，電流密度越大，電塑性效應(yīng)系數(shù)越大，電塑性效應(yīng)對(duì)應(yīng)力下降的貢獻(xiàn)比例越大。
　　（4）通過SEM微觀分析手段，觀察并分析了室溫拉伸和電塑性拉伸

5、的斷口形貌。與室溫相比，通電時(shí)風(fēng)冷的試樣斷口韌窩尺寸更大、深度更深；而通電時(shí)沒有風(fēng)冷的試樣斷口比室溫時(shí)韌窩淺，當(dāng)電流密度為11.51A/mm2時(shí)，韌窩消失，斷口呈現(xiàn)出脆性斷裂的特征。
　?。?）通過TEM微觀分析手段，觀察了室溫拉伸和電塑性拉伸的位錯(cuò)結(jié)構(gòu)和馬氏體形態(tài)。通過鐵素體儀定量測(cè)量了不同電流密度下的馬氏體體積分?jǐn)?shù)。結(jié)果表明，脈沖電流可以減少位錯(cuò)纏結(jié)，降低材料內(nèi)部的位錯(cuò)密度。焦耳熱效應(yīng)抑制馬氏體轉(zhuǎn)變，而純電塑性效應(yīng)促進(jìn)馬氏體的