3.3 电脉冲对锯齿屈服现象（PLC效应）的影响 17

4 结果分析 18

4.1 宏观织构分析 18

4.2 微观织构分析 20

5 结论 26

6 参考文献 27

1 绪论

1.1 金属材料的电效应

1.1.1 电效应的发现

脉冲电流加工金属材料最初起源于19世纪。1861年，M.Geradin发现，在熔融铅合金和汞合金中，原子在通入电流后表现出不寻常的运动。一个世纪之后，1963年，两位前苏联学者Troitskii和Lichtman正式发现了电塑效应[ ]。其基理是通以高密度的脉冲电流使金属材料内部原子的能量更快的达到运动所需能量,提供能量给试样中的位错，使其满足运动所需激活能,位错的运动速度变快,解开纠缠在一起的位错,从而解除了其滑移面上的障碍,使金属塑性有了明显的提升。后1969年Troitskii多次验证后确认了脉冲电流对金属塑性变形有着明显的影响[ ][ ][ ]。后来研究人员也在其他金属材料中发现了类似现象，如铅，铟，镉，锡等。研究人员把此类辅助性加工工艺，由电效应使得金属的加工材料的抗拉强度下降、塑性变好的情况称之为电塑性效应。

1.1.2 电效应的机理

历了多年的研究，现在人们通过总结前人规律，关于引起电塑性效应的原因得出了一个大众认可的通说，电塑性效应是主要由焦耳热效应、磁场压缩效应、集肤效应三大效应同时发生作用而形成的新型复合效应。

（1）焦耳热效应 当有外力作用发生变形时，焦耳热效应会促使滑移和孪生的发生从而改善塑性变形，其主要机理是从本质上降低了材料的变形抗力。因为当通电时，变形试样与夹具及电流源形成一个闭合回路，而材料自身的电阻会因为通电发热从而导致焦耳热效应。在实验研究中发现，焦耳热效应的程度直接影响电塑性效应的程度。Ng等学者研究发现电脉冲辅助轧制能够大幅度提升Ti-6Al-4V合金微轧性能，同时验证了之前的推论，电阻率较大的Ti-6Al-4V合金，焦耳热效应也会相较明显，由此电塑性效应也会相应变好。周强等学者将电脉冲应用于TC4合金弯曲试验后发现，当通以有效脉冲电流密度为 9.03A·mm-2时，位错受到焦耳热效应促进，效果达到最好。邹磊等学者研究指出，焦耳热效应使铸态 W6Mo5Cr4V2 高速钢晶界处的鱼骨状共晶碳化物消失，从而改善了材料变形性能。

（2）磁场压缩效应 当材料通入脉冲电流时，由于安培定则材料周围会产生磁场，磁场会反作用于材料，使其产生应力。但由于产生磁场强度较小，反作用产生的的应力较小，所以对材料变形的塑性影响不大。

（3）集肤效应 当在材料上通以高能脉冲电流时，电流有从材料表面流过的趋势，这种现象被称为集肤效应，又被称为趋肤效应或表皮效应。其会使得材料表面温度和内部温度不一，形成截面积上温度不均匀分布，从而引起热应力的增加以及拉伸应力的下降。Roshchupkin等学者认为由于集肤效应引起的热量增加和塑性增加的增加值很小，可以忽略不计。

（4）纯电塑性效应 在金属加工时通以电流触发电塑性效应，进入试样中的脉冲电流具有能够帮助位错充能从而克服位错墙阻碍作用的电子，增加了金属材料内部的位错流动性，从而使得材料的塑性有所提高。即电子与材料内部原子进行碰撞，增加了原子的动能，提高了位错的激活能，从而有利于位错运动的进行，这种说法也就是所谓的电子风模型。漂移电子促进材料位错的进行，使位错脱离钉扎，从而易于塑性变形。电子风理论现在已经被较大部分的研究者接受，电子风模型也被进行了广泛的研究和利用。李尧等对 Zn-22%Al 合金进行电塑性位错激活的动力学分析表明，电子风增强晶体内部位错能力，使得晶界发生滑移，促进攀移的进行。Potova 等学者对 TiNi 记忆合金进行电脉冲轧制，以此来研究其成形和结构特征，通过有无电流的实验数据进行对比后，证明了电子风对位错确实存在促进作用。Liu 等在研究电脉冲促进 SiC/Al合金材料成形能力时发现，在漂移电子冲击位错时，产生电子风力，使位错沿着电流方向进行，从而促进变形[ ]。 脉冲电流参数对铝及镁合金材料成形性能的影响(2):http://www.chuibin.com/cailiao/lunwen_205417.html