高能脈沖電流對(duì)金屬材料的作用60年月引起人們1高能脈沖電流改性技術(shù)的爭(zhēng)論狀況1861年，Geradi口等［4-5］到了原子在電流作用下發(fā)生運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。1959年，F(xiàn)iskHuntington提TpOHUKHH［8］1963年在對(duì)表面涂汞的鋅單晶實(shí)行爭(zhēng)論時(shí)覺(jué)察，當(dāng)電流密度超過(guò)肯定數(shù)值后，屈服強(qiáng)度突然下降，塑性增加，說(shuō)明在肯定脈沖電流密度場(chǎng)的傳輸，促使位錯(cuò)發(fā)生移動(dòng)，這就是電致塑性的物理本質(zhì)。1966年，KpaBneHKO等重點(diǎn)爭(zhēng)論了電子對(duì)位錯(cuò)移動(dòng)的作用，證明白當(dāng)電流密度超過(guò)某一臨界值后，電子的漂移速度將大于位錯(cuò)的移動(dòng)速度，會(huì)對(duì)位錯(cuò)施加一作用力〔即電子風(fēng)力〕，從而促動(dòng)材料中位錯(cuò)的移動(dòng)。上世紀(jì)80年月初期，Conrad等在多晶金屬拉伸試驗(yàn)過(guò)程中施加脈沖電流，利用熱激活關(guān)心位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)模型合理解釋了脈沖電流對(duì)材料力學(xué)性能的影響規(guī)律；并且，還認(rèn)為除了焦耳熱效應(yīng)之外，短時(shí)間高密度脈沖電流之所以使金屬塑性得到提升，電子風(fēng)力是最關(guān)鍵的因素。此外，對(duì)不同材料通入高密度脈沖電流之后，塑性變化的巨大差異是由不同材料的變形機(jī)制不同所致。Stepanov[22]開(kāi)放了脈沖電流對(duì)TiAl金屬間化合物性能影響的爭(zhēng)論，結(jié)較為豐富、創(chuàng)的成果。上個(gè)世紀(jì)90年月，劉志義等爭(zhēng)論了脈沖電流對(duì)2091鋁鋰合金超塑性的影響，證明脈沖電流促動(dòng)了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的進(jìn)程，并且原子的集中水平得到了大幅度提升，使得空位在晶界處的形成機(jī)率增加90年月末，周亦胄等爭(zhēng)論了脈沖電流對(duì)45號(hào)鋼損傷的恢復(fù)作用，觀看到經(jīng)過(guò)的2000年開(kāi)頭，姚可夫等覺(jué)察合理參數(shù)的脈沖電流可使Fe73.5Cu1Nb3Si13.5E9非晶薄帶在30s內(nèi)根本完成納米晶化，相比于傳統(tǒng)等溫退火，可大幅提升效率。此外，其對(duì)TiAl金屬間化合物實(shí)行脈沖電流度提升50%以上。唐國(guó)翌等開(kāi)發(fā)了脈沖電流關(guān)心軋制技術(shù)并開(kāi)放了相對(duì)應(yīng)3個(gè)方面實(shí)行深入探討，對(duì)取得的成果實(shí)行歸納、總結(jié)及分析。脈沖電流改性技術(shù)機(jī)理方面的爭(zhēng)論現(xiàn)狀裂紋愈合脈沖電流對(duì)金屬材料中微裂紋的愈合相比傳統(tǒng)熱處理具有獨(dú)促動(dòng)裂紋愈合的緣由主要有，集中填充、位錯(cuò)填充與熱壓填充。2.1.1集中Zho口等［39-40］1045鋼通入密度j=6.4GA/m2的脈沖電流，覺(jué)察鋼中原有微裂紋發(fā)生了局部愈合，如圖1所示，且對(duì)裂紋實(shí)行線掃描覺(jué)察〔d①/dx〕、溫度梯度〔dT/dx〕、應(yīng)變梯度〔d￡dx〕和濃度梯度〔dc/dx〕方面實(shí)行了充分說(shuō)明，1〕2〕由于裂紋等缺陷處的電阻大于未損傷基體，碳原子將在溫度差的作用下在試驗(yàn)開(kāi)頭時(shí)，裂紋處碳上述4個(gè)因素的共同作用下，微裂紋將得到肯定水準(zhǔn)的愈合。此外，對(duì)斷口SEM照片實(shí)行分析，覺(jué)察施加脈沖電流后的試樣斷口消滅了類(lèi)似解理的斷裂的現(xiàn)象，轉(zhuǎn)變了該合金的斷裂方式。1045鋼裂紋四周顯微構(gòu)造的觀察，覺(jué)察裂2所示。認(rèn)為這是由于位錯(cuò)向裂紋推力使其發(fā)生運(yùn)動(dòng)，即電子風(fēng)力，其表達(dá)式主要有3個(gè)模型。周亦胄通過(guò)Conrad45號(hào)鋼中電子風(fēng)力僅有0.lMPa，雖電子風(fēng)力很小，但不同材料〔主要是電導(dǎo)率不同〕以及不同的試驗(yàn)參數(shù)〔〕計(jì)算得出來(lái)了根底。對(duì)TC4［46］觀看到試樣中位錯(cuò)密度明顯降低，且分布更加均勻、平直，如圖3所示。此外，He等覺(jué)察密度明顯降低，位錯(cuò)4所示。說(shuō)明脈沖電流熱壓填充與傳統(tǒng)熱處理相比，脈沖電流作用時(shí)間很短，通入脈沖電流后由于材料本身電阻將導(dǎo)致焦耳熱效應(yīng)。脈沖電流過(guò)程是一個(gè)快速升溫的過(guò)程，材料內(nèi)部處于不穩(wěn)定狀態(tài)，即 ?〔t〕-l〔t〕M0電阻值大于四周基體，所以溫升較高，并且由式〔3〕可知，此時(shí)缺陷處由于時(shí)，裂紋的愈合效果不明顯，如圖5所示。當(dāng)電流密度過(guò)大時(shí)，裂紋四周消滅做了大量的爭(zhēng)論，在對(duì)TC4鈦合金實(shí)行爭(zhēng)論時(shí)覺(jué)察，適當(dāng)?shù)拿}沖電流密度對(duì)TC4鈦合金中微裂紋有良好的治愈作用〔6所示〕，但是當(dāng)電流密度過(guò)16覺(jué)察，脈沖電流通過(guò)織發(fā)生破壞，此處的原子處于不穩(wěn)定狀態(tài),在溫度場(chǎng)和熱壓應(yīng)力的作用下，的機(jī)理主要是在非熱效應(yīng)〔〕的作用下使再結(jié)晶在傳統(tǒng)熱處理中，純金屬或合金加熱到肯定溫度以后會(huì)發(fā)生回關(guān)學(xué)者實(shí)行了深入系統(tǒng)的爭(zhēng)論。2.2.1位錯(cuò)移動(dòng)傳統(tǒng)的再結(jié)晶理論認(rèn)為位錯(cuò)的攀移和滑移由原子的熱激活脈沖電流可通過(guò)加速原子的集中過(guò)程促動(dòng)位錯(cuò)的移動(dòng)，加快晶界長(zhǎng)大速度，有利于在較低溫度和較短時(shí)間內(nèi)使金屬發(fā)生回復(fù)與再結(jié)晶［°Jiang等在鎂合金電致塑性軋制的爭(zhēng)論中認(rèn)為,在脈沖電流試驗(yàn)中需要從空位通量的角度考慮位錯(cuò)的移動(dòng)。空位通量變化的緣由主要有，熱效應(yīng)，即焦耳熱效2.2.2晶核長(zhǎng)大國(guó)內(nèi)外學(xué)者通過(guò)對(duì)金屬材料施加脈沖電流處理，獲得了尺寸更細(xì)小、分布更均勻的晶粒。劉志義等在對(duì)2091鋁鋰合金的爭(zhēng)論中認(rèn)為，晶核長(zhǎng)大的驅(qū)動(dòng)力是其晶界兩側(cè)儲(chǔ)存能之差，纏結(jié)的位錯(cuò)在熱壓應(yīng)力、脈沖電流產(chǎn)生的切應(yīng)力以及空位流作用下，可獲得充分能量攀移到晶有充分的時(shí)間長(zhǎng)大，最終獲得了較細(xì)的晶粒。此外在對(duì)Pb-Sn液態(tài)金屬凝固過(guò)程中通入脈沖電流后計(jì)算覺(jué)察，過(guò)冷度增加9C 15C,凝固后組織得到了明顯的細(xì)化。李超對(duì)輕合金板材實(shí)行脈沖電流超塑成型爭(zhēng)論中認(rèn)為，再結(jié)晶形核后，晶核的長(zhǎng)大速率由晶界遷移速度決定，其驅(qū)動(dòng)力為形變儲(chǔ)存能，并且隨著晶核的持續(xù)長(zhǎng)大，位錯(cuò)密度降低，晶界總面積削減，導(dǎo)致界速率計(jì)算公式以及亞晶界長(zhǎng)大速率公式分別。所以，高能脈沖電流通過(guò)促動(dòng)原子集中、位錯(cuò)移動(dòng)可加速再結(jié)晶速度、提升再結(jié)晶形核率，并且在長(zhǎng)大過(guò)程中，通過(guò)降低晶核長(zhǎng)大驅(qū)動(dòng)力，可使晶核長(zhǎng)大速率降低。脈沖電流對(duì)材料影響的上述特點(diǎn)是傳統(tǒng)熱處理所不具備的，并且結(jié)合較快的降溫速度，能夠很好地解釋施加脈沖電流后，材料中消滅更細(xì)、更均勻晶粒的緣由。Wang等人對(duì)CuZn合金實(shí)行脈沖電流試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)大量的小7所示。對(duì)于這個(gè)現(xiàn)象，其利用Donlinsky等推導(dǎo)出的通電前后載流導(dǎo)體自由能變化的相關(guān)公式實(shí)行了很好的解釋?zhuān)J(rèn)為脈沖電流影響相轉(zhuǎn)變的打算性因素是由于形成相所造成的系統(tǒng)自由能Wf的變化。3展望脈沖電流在金屬材料的