电脉冲处理克服了冷拉珠光体钢丝在强度与延展性之间的矛盾

《steel research international》：Electropulsing Treatment Overcomes the Strength–Ductility Trade-Off of Cold-Drawn Pearlitic Steel Wire

该研究通过X射线衍射、透射电镜和原子探针层析技术结合分子动力学模拟，系统揭示了电脉冲处理（15.8 A mm?2，300 Hz，120 s）对钢丝力学性能和微观结构的影响机制。结果表明，处理后的钢丝抗拉强度提升7.4%（2172→2332 MPa），延伸率提高9.1%，其强化源于纳米晶形成增强位错钉扎效应，同时碳原子固溶强化；塑性改善则因处理破坏了渗碳体层片的连续性，削弱了其对位错滑移的阻碍作用。

　　

摘要

本研究利用X射线衍射、透射电子显微镜和原子探针断层扫描技术，结合分子动力学模拟，系统地研究了钢丝在电脉冲处理（EPT）过程中机械性能和微观结构的演变机制。结果表明，在EPT处理参数为15.8?A?mm^?2、300?Hz和120?s的条件下，钢丝的抗拉强度从2172?MPa增加到2332?MPa（提高了7.4%），断裂伸长率从5.5%提高到6.0%（提高了9.1%），实现了强度和塑性的同时提升。微观结构分析表明，钢丝强度的提高归因于以下两个原因：EPT处理促进了非晶渗碳体向纳米晶结构的转变，增强了位错钉扎效应；同时，碳原子迁移到铁素体基体中，产生了固溶强化效应。塑性的提高主要是由于EPT破坏了渗碳体层片的连续性，从而减弱了其对位错滑动的约束。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。