共析組織（共析組織）

簡(jiǎn)介

電脈沖改性（ECP）作為一種清潔、有效且成本低廉的新方法，逐漸引起材料工作者的重視，并被國內外很多學(xué)者應用到金屬微觀(guān)組織的改善上。在ECP 對鐵基合金改性的研究中，對T8鋼進(jìn)行ECP 處理后發(fā)現晶粒明顯細化，枝晶發(fā)達程度明顯減小，且組織中珠光體形態(tài)發(fā)生顯著(zhù)變化，片層間距縮短。在FeCrNi合金中發(fā)現了經(jīng)ECP處理后合金的晶粒尺寸細化，同時(shí)改變了凝固組織中奧氏體相和鐵素體相的相對含量。

對奧氏體不銹鋼經(jīng)ECP處理后發(fā)現奧氏體不銹鋼凝固組織被細化，奧氏體一次枝晶長(cháng)度明顯縮短，二次枝晶間距也有所減小。在凝固前對45#鋼進(jìn)行ECP處理后發(fā)現等軸晶數量增加，柱狀晶數量減少，魏氏組織減少，使珠光體片層間距減小；同時(shí)改善了鋼的成分偏析。

然而，在以前的研究中，由于試驗所選的材料合金元素復雜，物相組成多，增加了分析ECP改性機理的難度，導致有關(guān)ECP 處理對鐵基合金微觀(guān)組織的影響機理仍不清楚，這妨礙了ECP處理技術(shù)作為一種新型的加工技術(shù)在鋼鐵行業(yè)中的應用。

電脈沖對亞共晶鐵碳合金共析組織的影響

隨著(zhù)電流密度的升高，運動(dòng)位錯的數量有著(zhù)顯著(zhù)地單調性，即隨著(zhù)電流密度的增大，運動(dòng)位錯的數量必然也隨之增加。由于滲碳體的強度大于奧氏體，當位錯滑移到滲碳體附近時(shí)會(huì )被滲碳體阻礙。根據位錯理論，位錯的攀移要大大難于位錯的滑移，所以位錯的攀移速度遠小于位錯在滲碳體周?chē)逊e的速度，因此在滲碳體周?chē)鷷?huì )產(chǎn)生大量的位錯堆積現象。位錯的堆積引起了高強度的應力集中，增加了滲碳體的界面能，增加界面能正比于圍繞在滲碳體周?chē)奈诲e數量。而根據法拉第電磁感應定律，當亞共晶鐵碳合金經(jīng)過(guò)ECP處理時(shí)會(huì )不可避免的產(chǎn)生脈沖磁場(chǎng)，脈沖磁場(chǎng)和脈沖電流的相互作用在試樣中產(chǎn)生洛倫茲力。洛倫茲力的作用同樣使滲碳體的界面能增加。滲碳體是亞穩相，它的穩定性隨著(zhù)界面能的升高而降低。在位錯塞積產(chǎn)生的應力集中和洛倫茲力的共同作用下，使滲碳體的界面能增加，促使滲碳體分解。

隨著(zhù)原子的擴散能力增加和相變勢壘的減小，擴散激活能隨之減小，使石墨的形核孕育期縮短。而滲碳體周?chē)奈诲e塞積處增加的形核位置同時(shí)可容納石墨生成時(shí)所伴隨的體積膨脹，也避免了形核時(shí)因畸變能引起的大的勢壘，并且充分利用已經(jīng)存在的界面能，降低了石墨形核所需的相變驅動(dòng)力。同時(shí)，石墨在位錯塞積處形核無(wú)需其它置換性原子擴散開(kāi)去騰出空間，同樣有利于石墨的形核。

對亞共晶鐵碳合金進(jìn)行ECP處理

石墨數量的增加使奧氏體在冷卻過(guò)程中碳原子向石墨擴散的距離相應縮短，且石墨的生成造成γ/C界面周?chē)霈F貧碳區，鐵素體開(kāi)始在貧碳的γ/C 界面生成，增加了鐵素體的形核率。ECP處理使滲碳體周?chē)a(chǎn)生的位錯堆積為碳原子在鐵素體中的擴散提供了快速通道，而焦耳熱效應又提高了原子的擴散能力，這些均有利于形成更多的鐵素體，提高鐵素體的長(cháng)大速率。由于ECP處理使鐵素體的形核率和長(cháng)大速率都增加，所以組織中鐵素體的量增加。當溫度降到共析轉變溫度以下時(shí)，由于石墨的大量生成，使原奧氏體區成為貧碳區，沒(méi)有足夠的碳濃度形成鐵素體混合滲碳體的珠光體組織，奧氏體大部分直接同素異構轉變成了鐵素體。所以亞共晶鐵碳合金經(jīng)ECP處理后，組織中鐵素體的相對含量增加，珠光體的相對含量相應降低。

考慮到ECP處理產(chǎn)生的焦耳熱效應、電子風(fēng)力大小、洛倫茲力的大小和相變勢壘均與ECP處理的電流密度有關(guān)，而ECP的電流密度又與其輸出電壓成正比。隨著(zhù)輸出電壓的升高，對亞共晶鐵碳合金進(jìn)行ECP處理的效果越明顯。

總結

1.對亞共晶鐵碳合金施加ECP 處理使組織中低溫萊氏體減少，促進(jìn)石墨的生成。隨著(zhù)ECP 輸出電壓的增加，低溫萊氏體的數量進(jìn)一步減少，而石墨的數量呈相反的變化趨勢，且石墨的尺寸變得粗大；

2.ECP 處理增加了鐵素體的形核率和長(cháng)大速率，使組織中鐵素體含量增加，珠光體含量降低。