Vol.20'o.6 王建中等：EPM处理Q235钢方坯热加工后的组织与性能 ·529 经过电脉冲处理后的钢，其锻后组织均匀，晶粒尺寸约为20μm,这是由于原始凝固组织 本身的均匀和细化所致.在同样的锻造工艺条件下，处理后的晶粒尺寸仅为未处理晶粒尺寸 的一半，说明经EPM处理铸坯的锻后组织比未处理的锻后组织有了明显的细化， 从2种锻后组织晶粒的差异可看出，尽管铸坯的变形比很大，约为150，在常规锻轧工艺 条件下未处理钢经热变形所能达到的细化效果大致如此，热处理可以进一步细化组织，但对 于Q235这样的钢种，这种细化程度是有限的.从经EPM处理铸坯锻后组织的细化效果来看， 凝固组织的细化对于细化钢材组织，提高钢材的均匀程度乃至提高钢材的性能更有效， 3.2正火后组织的比较 与锻后组织相比，2种不同方式处理的试样，经正火处理后其晶粒大小的均匀程度均有 提高，但与各自的原始晶粒大小相比，正火处理后细化的效果并不明显，说明Q235钢采用热 处理来细化晶粒的作用是比较小的，但改善了钢的均匀性，对钢材各方面的性能还是有益的， 与未经处理的试样相比，经EPM处理后的试样，其晶粒形态多为较为圆整的多边形，各 晶粒间尺度的差异也较小，说明EPM经处理后试样的均匀程度更高一些.毫无疑问，这种高 的均匀性与原始凝固组织的细化密切相关， 3.3力学性能的比较 从2种不同方法处理后钢的塑性、韧性上看，经电脉冲处理后钢的o平，6和4值均有提 高，其中a,值提高近10%，但是0，σ，却有所降低.对此从应力-应变曲线（图4）来分析 由应力-应变曲线（图4）可以看出，Q235钢含碳量较低，应力-应变曲线呈现突然屈服的 现象，曲线中有屈服平台，屈服过程为非均匀屈服，在非均匀屈服中对应着上、下2个屈服点， 所对应的应力分别称之为上屈服应力0和下屈服应力o·应力-应变曲线及表1中σu,0,各自 大小的比较看出，电脉冲处理后钢的o,比未处理钢的a大，约提高6.9%.Cottrell在非均匀屈 服理论中指出，当外应力未达到σ，之前，已有一些被钉扎的FR源由于局部应力集中的关系 而被激活，从而产生一定数量的位错.但由于晶界的阻碍作用而使这些位错不能跑出晶粒以 外，故都沿它们自己的滑移面塞积在晶界前沿.Cottrell导出上屈服应力与晶粒间得关系为： 0u=g,+kd12 (1) 式中：o为位错在晶内运动时所受到的阻力；d为晶粒直径；k为Petch斜率 由(I)式可知，G,的大小与晶粒尺寸相关，晶粒越细，σ，就越大，EPM处理后的组织晶粒得 到了明显的细化，因而在力学性质上反映出σ的提高， 实验结果显示，电脉冲处理钢的σ和a,比未处理钢的a和0，分别降低了4.8%和5.96%.从 金属力学性质的微观机理角度上说，Luders滑移带产生时所需应力正好对应ou,Luders带传 播时所需的应力为0，近似认为σ的值相当于晶体变形的临界分切应力的大小，由于双交滑 移位错增殖作用，0，大于临界分切应力.当晶粒大小均匀，Luders带传播时在未开动晶粒前沿 受阻，应力增大.但对于均匀晶粒的组织，应力略为增加，就诱使新的滑移带开动，如此下去， 应力-应变中的屈服平台呈现幅度较小的波动，如图3()所示，对于晶粒尺寸不均匀的组织， Luders带开动后尚未达到使其稳定传播的应力o,(此时对应的应力为o,0i>o),传播前沿 晶粒的阻碍，使得经一步变形所需应力增加，从而使其下屈服应力大于具有均匀晶粒组织的 σ·同时这种不均匀晶粒的阻碍作用造成了应力-应变曲线中屈服平台较大的波动（如图3(b) 所示) 经EPM处理后钢的σ，的下降于晶粒细化后加工硬化指数低有关，图4曲线可以看出，在王 建 中等 处理 钢方坯热加工 后 的组织 与性能 经过 电脉冲处理 后 的钢 ， 其锻 后组 织均匀 ， 晶粒尺 寸 约 为 协 ， 这是 由于 原 始凝 固组 织 本 身的均 匀 和 细 化所致 在 同样 的锻造 工 艺条件下 ， 处理 后 的 晶粒 尺 寸 仅 为未 处理 晶粒 尺 寸 的一半 ， 说明经 处理铸坯 的锻后组织 比未处理 的锻后 组织有 了 明显 的细化 从 种 锻后 组织 晶粒 的差 异 可看 出 ， 尽管铸坯 的变形 比很大 ， 约 为 ， 在 常规锻 轧工 艺 条件下 未处理 钢 经热变形 所 能达到 的细化效 果 大致 如此 ， 热处理 可 以 进 一 步 细 化 组 织 ， 但 对 于 这样 的钢种 ， 这种 细化程度是有 限 的 从经 处理铸坯 锻 后 组 织 的细化效果来看 ， 凝 固组织 的细化对于细化钢材组织 ， 提高钢材 的均匀程度乃 至提高钢材 的性 能更有效 正火后组织 的比较 与锻 后 组 织相 比 ， 种不 同方式处理 的试样 ， 经 正 火处理 后 其 晶粒 大小 的均 匀程 度 均 有 提 高 ， 但 与各 自的原始 晶粒大小相 比 ， 正 火处理 后 细 化 的效果并 不 明显 说 明 钢采用 热 处理来细 化 晶粒 的作用是 比较小 的 ， 但改善 了钢 的均匀性 ， 对钢材各方 面 的性 能还是 有益 的 与未 经处理 的试样相 比 ， 经 处理后 的试 样 ， 其晶粒 形 态多 为 较为 圆整 的多边形 ， 各 晶粒 间尺 度 的差 异 也较小 ， 说 明 经处理 后 试 样 的均匀 程 度 更 高一 些 毫无疑 问 ， 这 种 高 的均匀性 与原始凝 固组织 的细化密切相 关 力学性能的 比较 从 种 不 同方法处理后钢的塑性 、 韧性 上看 ， 经 电脉 冲处理后 钢 的几 ， 叭 占和 、 值均有提 高 ， 其 中 、 值提高近 ， 但是气 ， 氏却有所 降低 对此从应力 一 应变 曲线 图 来分析 · 由应力 一 应变 曲线 图 可 以 看 出 ， 钢含碳量 较低 ， 应力 一 应变 曲线呈 现 突然 屈 服 的 现象 ， 曲线 中有屈服 平台 ， 屈服 过程为非均匀屈服 在非 均 匀屈服 中对应着 上 、 下 个屈服 点 ， 所 对应 的应力分别称之为上 屈服应力几和 下屈服 应力 应力 一 应变 曲线及 表 中 ， 各 自 大小 的 比较看 出 ， 电脉冲处理后钢 的 比未处理 钢 的几大 ， 约提 高 在 非 均 匀 屈 服理论 中指 出 ， 当外 应力未 达到几之前 ， 已 有一些被钉扎 的 源 由于 局 部 应力集 中的关 系 而被 激活 ， 从而 产生 一 定数量 的位错 但 由于 晶界 的阻碍 作 用 而 使这 些 位 错不 能跑 出晶粒 以 外 ， 故都沿它们 自己 的滑移面塞积在 晶界前沿 。 仗代 导 出上 屈服 应力 与晶粒 间得 关 系 为 甲 一 ’ ‘ ’ 式 中 为位错在 晶 内运 动时所受到 的阻力 为晶粒直径 气为 斜率 由 式可知 ， 几的大小 与晶粒尺寸相 关 ， 晶粒越 细 ， 声越大 · 处理后 的组织 晶粒得 到 了 明显 的细化 ， 因而在力学性质上反 映 出 的提高 实验结果显示 ， 电脉冲处理钢 的 和氏 比未处理 钢 的吸和氏分别 降低 了 和 · 从 金 属力学性 质的微观机理角度上说 ， 滑移带产生 时所需 应 力正 好对应 ， 带传 播 时所需 的应力 为 ， 近 似认 为久的值相 当于 晶体变 形 的 临界 分 切 应力 的大小 ， 由于 双 交 滑 移位错增殖作用 ， 大 于 临界分切应力 当晶粒大小均匀 ， 带传播 时在 未 开 动 晶粒前沿 受 阻 ， 应力增大 但 对于 均匀 晶粒 的组织 ， 应力 略为增 加 ， 就诱使新 的滑 移 带开 动 如 此 下 去 ， 应力 一 应变 中的屈 服 平 台呈 现 幅度较小 的波 动 ， 如 图 所示 对于 晶粒 尺 寸不 均 匀 的组 织 ， 带开 动后 尚未 达到 使其稳定传播 的应 力 气 此 时对应 的应 力 为人 ， 人 ， 传播前 沿 晶粒 的阻碍 ， 使得 经 一步 变 形 所需 应力 增加 ， 从而 使其下 屈 服 应 力 大 于 具有 均 匀 晶粒组 织 的 久 同时这种不 均匀 晶粒 的阻碍作用造成 了应力 一 应变 曲线 中屈服 平 台 较大 的波 动 如 图 所示 经 处理后 钢 的几的 下 降于 晶粒细 化后 加工硬化指 数低 有 关 ， 图 曲线 可 以看 出 ， 在