论文摘要
本论文是以45~#钢和硅片为对象,着重研究了在不同的电场作用形式下材料表面硬度的变化规律,并探索影响的微观机理。论文主要分为三部分:第一部分首先介绍了电场对材料力学性能的影响,包括电致塑性效应、电场对固态相变的影响、电场对材料表面硬度的影响等;其次,对材料硬度相关的理论与研究工作进行了简单的总结。重点介绍了国内外在这些领域的一些代表性工作,并提出了本文的工作思路和研究内容。第二部分研究了静电场淬火处理对45~#钢表面硬度的影响。通过对大量试验数据的整理、分析表明,静电场作用于45~#钢的淬火过程,能够得到高于常规淬火的表面硬度,且表面硬度的改变量随着电场强度的增加而增大。金相观察发现电场淬火后获得了更为细小、数量更多的马氏体组织。通过固态相变热力学与动力学理论分析表明,电场作用降低了马氏体相的临界晶核半径r~*和形核功△G~*,提高了马氏体的形核率I,获得了更多的马氏体晶核,并且减小了马氏体相长大速率u,从而细化了马氏体组织晶粒。第三部分研究了电流场对硅材料表面硬度的影响。在压痕测试过程中,施加不同的电流,测得硅片产生了表面硬度降低的效应,该效应是随着电流的增大而增大的,在电流增加到一定程度时趋近于某一常数,并且该效应是一种表面效应,它并不扩展至材料的基体。
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