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电塑性效应在拔丝工艺中的应用及微观机理分析

张锦  
【摘要】: 本文论述了在模拟常规拔丝生产工艺路线上引入脉冲电流后对材料的拔制应力、力学性能、微观结构以及电磁性能的影响。本实验使用的拔丝装置为自行设计的拔丝机,使用的脉冲发生器可以产生频率为0~1000Hz的脉冲电流(103~105A/cm2,脉冲宽度约20ms)。实验中使用了三种材料:1Cr18Ni9、17-6Mn以及4J42合金。实验发现,在材料的拔制过程中引入脉冲电流后,拔制力出现大幅度的降低,最大可以降低50%。相应地,材料的力学性能也出现变化,加电拔制材料的塑性得到了显著的提高:其抗拉强度sb降低,延伸率d(%)升高,这就是所谓的"电塑性效应"。 微观结构分析表明:加电拔制材料的表面质量比未加电试样好,未加电试样表面的裂纹较多并且较长,而加电试样的裂纹少且短并且有愈合的倾向;未加电拔制试样的滑移线较多,而加电试样的滑移线少,加工硬化的程度不如未加电试样大。织构分析表明,拔制过程中形成的主要是[111]方向的织构。透射电镜分析发现,未加电拔制试样中有大量奥氏体孪晶和形变诱发马氏体形成,而加电拔制试样的奥氏体孪晶和形变马氏体板条很少。X光分析发现,变形过程中形成的马氏体并不多。此外,对电学性能和磁学性能的分析表明:加电试样的电阻率比未加电试样降低约10%左右;加电试样的磁学性能参数如磁饱和强度Bs和剩余磁场强度Br比未加电的试样降低约2个数量级。由于马氏体是铁磁性相而奥氏体是顺磁性相,因此,磁性能参数的变化进一步证实:在加电拔制的过程中,脉冲电流的引入可以抑制形变诱发马氏体的形成。实验还发现:加电试样的矫顽力Hc随变形量的增大而逐渐升高,而未加电试样的矫顽力则相应有一定程度的降低。


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