电脉冲技术降低45钢淬火残余应力的研究

"电脉冲消除45钢淬火件的残余应力 (2012年) - 浙江大学学报(工学版), 郑建毅, 何闻, 施彦彬" 本文主要探讨了利用电脉冲技术来消除45优质碳素结构钢淬火件中的残余应力。淬火是一种常见的热处理工艺，可提高钢材的硬度和强度，但同时也引入了大量的残余应力，这些应力可能导致材料变形或开裂。为了减少这种不利影响，研究者通过储能电容器放电产生高能电脉冲，对淬火后的45钢冷轧薄板进行了处理。 电脉冲处理的脉冲电流采用了指数衰减的振荡波形，这种波形的设计是为了确保在短时间内向材料传递大量能量，同时保持在安全的物理范围内。关键参数是第一个主峰的电流密度，设定为12.2kA/mm²，以及单次处理的振荡脉冲持续时间，小于0.8ms。这两个参数的选择旨在在不损伤材料的前提下，有效地改变和消除内部的残余应力。 研究中采用小孔法来检测电脉冲处理前后试样内的残余应力变化。小孔法是一种常用的无损检测技术，通过测量材料表面小孔径的扩张或收缩来推算内部应力状态。实验结果显示，经过电脉冲处理后，45钢淬火件沿两个主要方向的残余应力幅值都有显著下降，这意味着电脉冲处理不仅降低了应力水平，还改善了应力分布的均匀性。 这一发现对于工业生产具有重要意义，特别是在对尺寸稳定性要求高的部件制造中。通过电脉冲处理，可以提高淬火零件的质量，降低因残余应力导致的失效风险，从而提升整体设备的可靠性和使用寿命。同时，该方法可能作为一种环保和经济的替代方案，避免了传统消除应力的方法如长时间的自然时效或热处理。 这项研究提供了电脉冲技术在金属材料应力消除领域的应用实例，为后续的深入研究和技术开发奠定了基础。电脉冲处理技术有望在未来的制造业中得到更广泛的应用，特别是在高强度、高精度的金属构件加工中。