[发明专利]一种基于脉冲电流的钢铁材料强韧化新方法

权利要求书

1.一种基于脉冲电流的钢铁材料的强韧化新方法，其特征在于：

该方法基于焦耳热效应、电子风冲击效应、电迁移效应、电致塑性效应及磁致压缩效应等，配合附加约束并控制冷却的方法，在控制一定的脉冲电流参数(包含电流密度、时长、循环次数及方式等)的条件下，将耦合的电-热-力三场施加于钢材。可通过快速相转变、晶粒细化、促进合金元素的快速溶入、控制析出相的尺寸，大小，形态及分布、改变位错组态、控制再结晶等机制实现钢材的强韧化。

2.一种基于脉冲电流的钢铁材料的强韧化新方法，包含以下步骤：

(1)获取钢材并进行预处理；

(1a)冶炼或者购入市售的具有某种特定成份的钢材。

(1b)获取特定的初始组织状态。

(2)对预处理后的钢材在一定冷却及约束条件下进行电脉冲处理；

(2a)钢材的两端通过附加约束的方式固定在电极上。

(2b)在控制冷却的条件下，对钢材施加一定时长、电流密度、循环次数及形式的脉冲电流。

3.根据权利要求1所述，在耦合的电-热-力三场中，电包含电流、瞬态及稳态电场以及由电流衍生出的电场及磁场等，热为焦耳热，力包含热应力、相变应力、磁致压缩力、电子风冲击力、附加约束应力等。

4.根据权利要求1所述，所采用的附加约束形式包含两端无任何约束，一度无约束一段有约束以及两端均约束。约束的方式包含任意的压、拉、扭转或剪切应力的约束。

5.根据权利要求1所述，控制冷却是指在脉冲电流处理后选用恰当的冷却方式(冷却介质包含如水、油、液氮、金属盐等任意可用于冷却的单一介质或复合介质)对钢材进行即时冷却。

6.根据权利要求1所述，所采用的钢材为任意工业用钢材，如低合金钢、中合金钢及高合金钢等；钢材的初始组织包含任意形态的显微组织，可以是马氏体、奥氏体、铁素体、贝氏体、碳化物等单相组织，也可以是两种及以上的复相组织，还可是形变处理后的组织，如冷轧、热轧、等径角挤压、辊压、热冲压、塑性拉拔等。

7.根据权利要求1、2所述，在所施加的脉冲电流参数中，电流密度在10²-10⁹A/m²数量级，单次处理时长在10微秒-1000毫秒之间，处理次数在1次-50次之间。

8.根据权利要求2所述的步骤(2b)中若脉冲电流的处理次数超过一次，循环方式为单次处理后有时间间隔的处理方式，间隔时间至少为钢材冷却工艺所需要的时间。