實驗方案范例

脈沖電流輔助熱處理在消除帶狀組織方面的應(yīng)用研究組員 ：低碳合金（包括滲碳鋼中的帶狀組織是指沿鋼材軋制方向形成的以共析鐵素體為主的帶與以珠光體為主的帶彼此堆疊而成的組織形態(tài)由于鋼液鑄錠結(jié)晶過程中選擇性結(jié)晶形成化學(xué)成分呈不均勻分布的枝晶組織鑄錠中的大枝晶在軋制時沿變形方向被拉長并逐漸與變形方向一致從而形成碳及合冷卻條件下先在碳及合金元素貧化（過冷奧氏體穩(wěn)定性較低析出先共析素體將多余的碳排入兩側(cè)的富化帶最終形成以鐵素體為主的帶而碳及合元素富化帶（過冷奧氏體穩(wěn)定性較高，在其后形成以珠光體為主的帶，因而形成了以鐵素體為主的帶與以珠光體為主的帶彼此交替的帶狀組織成分偏析越重，形成的帶狀組織也越嚴(yán)重。有的資料認(rèn)為，帶狀組織與雜質(zhì)元素的偏析有關(guān)。（1）鋼水在結(jié)晶時，在枝晶之間富集了磷、硫等雜質(zhì)，尤其是富集磷的地含碳量較低在熱加工后的冷卻過程中這些帶狀區(qū)首先析出先共析鐵素體以后形成的珠光體自然也成為帶狀。（2）條狀硫化物夾雜也可能促成帶狀。鍛軋形成條狀硫化物是先共析鐵體形核的非自發(fā)核心，因而容易形成帶狀鐵素體。由于帶狀組織相鄰帶的顯微組織不同他們的性能也不同帶狀組織的存性和斷面收縮率等在外力作用下性能低的帶易暴露出來而且強弱帶之間會生應(yīng)力集中因而造成了總體力學(xué)性能的降低在鍛造過程中或零件工作時常易沿著鐵素體帶或兩相交界處開裂。因此消除帶狀組織是提高鋼材性能的有效途徑之一在實際生產(chǎn)中常采用高溫退火工藝消除帶狀組織傳統(tǒng)熱處理工藝采用高溫擴散退火消除帶狀織在本實驗中研究脈沖電流輔助熱處理在消除合金結(jié)構(gòu)鋼鍛軋材中帶狀組方面的應(yīng)用。1上世紀(jì)60年代蘇聯(lián)專家發(fā)現(xiàn)了電致塑性此后人們在脈沖電流這樣一種特殊的處理材料的方式上進(jìn)行了諸多研究脈沖感應(yīng)淬火法便是感應(yīng)熱處理的新發(fā)展之一我國在脈沖電流熱處理方面發(fā)展也十分迅速對于其應(yīng)用范圍也多集中在金屬熱處理的淬火方面,2r1合金結(jié)構(gòu)鋼鋼錠式樣若干2通過對實驗式樣施加不同的熱處理方式觀察帶狀組織改善狀況和原式進(jìn)行對比，并總結(jié)。3應(yīng)用金相顯微鏡，觀察合金結(jié)構(gòu)鋼中的帶狀組織，同時使用能譜儀，對微區(qū)成分進(jìn)行分析，了解合金元素的分布狀態(tài)。實驗過程堅持求真務(wù)實、實事求是的原則，堅決杜絕實驗作假，編造實驗數(shù)據(jù)。1間1年7月3日1年7月14日）①在準(zhǔn)備好的鋼錠上，采用線切割技術(shù)，制備20個式樣，式樣尺寸如下圖②將式樣分為3組，A組式樣12個，B組式樣4個，C組式樣4個。③將B組式樣在線切割機上縱向剖開制備金相式樣并在金相顯微鏡觀察，了解帶狀組織的形貌特征。21年7月5①將C組式樣2入1號電阻爐中，調(diào)好電爐溫度860℃，加熱結(jié)束后保溫時間20分鐘，關(guān)閉電源，打開爐門，將試樣取出，放入油桶中冷卻，冷卻結(jié)束后，取出試樣進(jìn)行金相檢驗和分析。將C組另外2個式樣置入2號電阻爐中調(diào)好電爐溫度860℃加熱結(jié)束后保溫10分鐘，關(guān)閉電源，隨爐冷卻，打開爐門，取出試樣，進(jìn)行金相檢驗和分析。通過以上步驟對比三組試樣金相組織了解帶狀組織的形貌特征并分三組試樣金相差異的原因。②將A組試樣進(jìn)行實驗預(yù)處理。在奧氏體化過程中取2個試樣兩端面用兩根導(dǎo)線分別焊接放入電阻爐加熱，兩根導(dǎo)線在爐外與MY一2005型脈沖電流發(fā)生器連接，將試樣加熱到溫度930入1000A50HZ溫180min內(nèi)放入2個同樣尺寸同樣工藝路線不加脈沖電流的試樣進(jìn)行對比。取4的輔助熱處理方式是將試樣在860℃保溫20min后在冷卻過程中通入同樣的和1/2R為20℃/min和50℃/min，并在電阻加熱爐內(nèi)放入4個同樣尺寸不加脈沖電流的試樣進(jìn)行比，如下表所示。工藝編號脈沖電流保溫溫度保溫時間冷速1保溫過程中一 930℃18020℃/min2無3冷卻過程中二 4

860℃ 20 50℃/min5冷卻860℃2020℃/min6無③實驗結(jié)束后對12個試樣進(jìn)行金相分析并采用日本產(chǎn)