電塑性效應下SUS304不銹鋼成形機理研究.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性能，有效提高材料的塑性，降低材料的流動應力和所需的成形力。目前，國內外學者對奧氏體不銹鋼電塑性拉伸的實驗研究較少，純電塑性效應在電塑性加工中所占的比例仍有待研究，脈沖電流對材料固態(tài)相變的影響規(guī)律及詳細機理尚不明確。針對以上問題，本文在國家自然科學基金項目(項目編號：51105248)的資助下，對脈沖電流影響SUS304奧氏體不銹

2、鋼拉伸性能、微觀組織以及彎曲性能的機理進行相關的研究工作，主要研究內容總結如下：
　?。?）完成了電塑性拉伸試驗，在實驗結果的基礎上分析了脈沖電流對 SUS304奧氏體不銹鋼拉伸性能的影響。實驗發(fā)現，電流可以有效地降低材料的屈服強度和抗拉強度。SUS304奧氏體不銹鋼的延伸率隨著電流密度的增大而減小。當電流密度為11.51A/mm2時，材料的屈服強度和抗拉強度比室溫拉伸時分別下降了29.5％和54.6%。延伸率下降了52.3%。<

3、br>　?。?）通過風冷的方式抑制了電塑性拉伸過程中產生的焦耳熱效應，探究了純電塑性效應對 SUS304不銹鋼拉伸性能的影響。實驗發(fā)現，純電塑性效應可以降低材料的屈服應力和抗拉強度。純電塑性效應可以降低材料塑性變形階段的流動應力，提高SUS304不銹鋼的延伸率。只有純電塑性效應作用時，SUS304奧氏體不銹鋼在電流密度為2.95A/mm2時的延伸率為72.4%，比室溫不加電時增加了23.3%，比相同電流密度下沒有風冷加電時增加了52.1

4、%。
　　（3）基于拉伸過程中的能量關系，建立了電塑性效應系數的求解公式。根據實驗結果計算出了電塑性拉伸過程不同電流密度下的電塑性效應系數。結果表明，電流密度為2.49A/mm2時，電塑性效應系數的最大值在0.17左右，電流密度為5.07A/mm2時，最大值達到了0.27。就給定應變而言，電流密度越大，電塑性效應系數越大，電塑性效應對應力下降的貢獻比例越大。
　?。?）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，通電時風冷的試樣斷口韌窩尺寸更大、深度更深；而通電時沒有風冷的試樣斷口比室溫時韌窩淺，當電流密度為11.51A/mm2時，韌窩消失，斷口呈現出脆性斷裂的特征。
　?。?）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結構和馬氏體形態(tài)。通過鐵素體儀定量測量了不同電流密度下的馬氏體體積分數。結果表明，脈沖電流可以減少位錯纏結，降低材料內部的位錯密度。焦耳熱效應抑制馬氏體轉變，而純電塑性效應促進馬氏體的