低頻交變磁場(chǎng)作用下鐵磁性材料組織性能變化規(guī)律的研究.pdf

1、利用磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)鐵磁性材料組織性能的快速轉(zhuǎn)變是近三十年發(fā)展起來(lái)的一種新型材料處理方法，它具有節(jié)能環(huán)保、操作方便和無(wú)附加變形等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景十分廣闊。然而，由于目前對(duì)磁處理的規(guī)律和機(jī)制還未完全掌握，此項(xiàng)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中尚未得到廣泛應(yīng)用。因此，優(yōu)化磁工藝參數(shù)、揭示磁處理的規(guī)律和機(jī)制是一項(xiàng)十分重要和有意義的科研課題。 本文通過(guò)試驗(yàn)和理論分析等手段，對(duì)低頻交變磁場(chǎng)作用下低合金高強(qiáng)度鋼QStE420組織性能的變化規(guī)律進(jìn)行了研究。主要成果如下：

2、 在磁路設(shè)計(jì)和計(jì)算的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)制作了一套低頻交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置。利用該裝置，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)勵(lì)磁電壓、磁場(chǎng)方向、頻率和處理時(shí)間的調(diào)節(jié)和控制。 選用前人確定的磁工藝參數(shù)對(duì)薄鋼板堆焊焊縫進(jìn)行了處理，并通過(guò)鉆孔法測(cè)量了磁處理前后的焊接殘余應(yīng)力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)： (1)磁處理后應(yīng)力整體下降， (2)初始應(yīng)力較大處的應(yīng)力下降量也較大。通過(guò)正交試驗(yàn)方法得出，各磁工藝參數(shù)對(duì)焊接殘余應(yīng)力的影響程度(由強(qiáng)到弱)依次為“磁處理時(shí)間”、“

3、磁場(chǎng)方向”、“磁場(chǎng)頻率”和“勵(lì)磁電壓”； 并且當(dāng)上述磁工藝參數(shù)取值依次為“40s”、“垂直于焊縫”、“2Hz"和“225V”時(shí)得到最優(yōu)參數(shù)組合。 以最優(yōu)磁工藝參數(shù)對(duì)試樣進(jìn)行處理，通過(guò)拉伸和硬度試驗(yàn)測(cè)量了力學(xué)性能指標(biāo)在磁處理前后的改變，發(fā)現(xiàn)磁處理后材料塑性略有提高、硬度降低，各試樣同一性能指標(biāo)之間的差異性明顯減小。 利用掃描電子顯微鏡對(duì)焊縫橫截面形貌進(jìn)行了觀察，發(fā)現(xiàn)磁處理后試樣微區(qū)存在著較為明顯的磁致塑性形變。改變

4、磁場(chǎng)頻率，磁致塑性形變量和磁致伸縮幅值具有不同的變化趨勢(shì)，由此證明磁致伸縮并非產(chǎn)生磁致塑性形變的主要原因。 利用原子力顯微鏡對(duì)磁疇結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察，分析了磁化過(guò)程中因磁疇壁移動(dòng)而導(dǎo)致的磁疇能量變化，進(jìn)而推得在疇壁的不可逆位移階段，應(yīng)力與疇壁位移近似呈二次曲線關(guān)系。 在此基礎(chǔ)上從磁疇結(jié)構(gòu)與能量的變化角度解釋了部分已有的試驗(yàn)現(xiàn)象。 本文研究結(jié)果可為進(jìn)一步尋求磁處理的作用規(guī)律和機(jī)制提供參考，并有望為磁處理技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)際中