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采用瞬时高能量脉冲电流处理方法提高模具钢的抗热疲劳性能,研究脉冲电流作用下固体金属材料中引发的一系列瞬时动态过程及其伴生现象和局部组织演变规律,探讨脉冲电流处理对模具钢热疲劳行为的影响规律及抗热疲劳性能改善的作用机制。研究发现,脉冲电流处理在HHD钢、H13钢和3Cr2W8V钢试样预制切口前端形成白亮热影响区。适当参数脉冲电流处理形成的热影响区在急速升温和快速冷却过程中发生了α-γ-α`相变,原始回火组织转变为淬火细晶马氏体,显微组织明显细化,并伴有较多纳米尺寸的碳化物弥散析出。在本试验条件下,随着脉冲电流作用时间延长或电流密度提高,热影响区组织细化更为明显,析出的碳化物数量更多、尺寸更小。热疲劳循环500次后通电处理的HHD钢试样热影响区的抗拉强度竟高达2891MPa,并保持5%的延伸率;而且延长电流作用时间或提高电流密度均有利于提高热影响区的拉伸强度。脉冲电流处理将试样切口前端区域在热疲劳后的拉应力转变为压应力,电流密度为100MA/m2作用时间240ms的脉冲电流处理后试样切口附近的残余压应力达到1150~1183MPa。脉冲电流处理增强了热影响区的高温耐磨性,而且延长脉冲电流作用时间有利于提高热影响区的耐磨性。研究发现,HHD钢试样热疲劳循环500次后,脉冲电流处理可以使试样具有较高的热疲劳抗力。随着脉冲电流作用时间延长或电流密度提高,模具钢的热疲劳抗力增强。热影响区的组织细化、位错密度提高和纳米级碳化物析出造成其具有较高的强韧性和抗氧化性,以及残余压应力是提高模具钢热疲劳性能的主要原因。ANSYS数值模拟证实了试样切口前端区域存在电流绕流集中现象,并诱发焦耳热集中释放效应,在现有试验条件下HHD钢的最长电流作用时间为240ms。而且证明延长电流作用时间或者提高电流密度均可以分别增大热影响区的面积并提高瞬时热压应力,模拟分析结果与实际试验结果基本吻合。