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脉冲电流处理技术作为一种金属材料处理新技术,具有无污染、设备简单、操作方便、效果显著等特点,现已成为金属凝固技术的新亮点。但目前脉冲电流处理技术尚处于实验室研究阶段,其在工业生产中的应用较少。因此,若能在具体铸件铸造的凝固过程中施加脉冲电流,并且细化其凝固组织,将使脉冲电流处理技术在实际工业生产中的应用成为可能。本文分别通过对三种不同铸型(基尔试块、圆形棒料、板坯)的凝固过程进行脉冲电流处理,研究脉冲电流对过共晶高铬铸铁件凝固组织的影响,并对其作用机理进行初步分析,为脉冲电流的生产应用提供一定的理论基础。首先,在过共晶高铬铸铁基尔试块的凝固过程中施加脉冲电流来研究电极施加方式对凝固组织的影响,实验发现,脉冲电流电极施加方式对铸件凝固组织有影响,靠近电极部位的组织细化效果较好。在未处理试样整体凝固组织中,下部组织中初生碳化物细小且圆整,多为颗粒状,而中部和上部组织中初生碳化物尺寸较大,多为杆状。经中电极脉冲电流处理后,基尔试块凝固组织得到细化,组织中初生碳化物由粗大的杆状转变为细小的颗粒状,分布较均匀,且上、中、下三个位置组织变化不大。同时,实验中研究了脉冲电流对过共晶高铬铸铁圆形棒料凝固组织的影响,通过实验发现对直径为50mm的过共晶高铬铸铁棒料凝固过程施加脉冲电流处理后,凝固组织得到了细化。组织中粗大的杆状碳化物转变为细小的颗粒状,但在经脉冲电流处理的棒料中上部凝固组织中仍存在粗大的杆状初生碳化物。另外,脉冲电流对直径为30mm的棒料凝固组织细化不明显。在过共晶高铬铸铁板坯的凝固过程中施加不同时间的脉冲电流,结果发现脉冲处理时间为1min时的板坯凝固组织细化不明显。随着脉冲处理时间的延长,杆状碳化物细化为颗粒状,尺寸进一步减小。当脉冲处理时间为5min时,脉冲电流对板坯的凝固组织达到了最佳细化效果,同时发现随着脉冲处理时间的增加,板坯的冲击韧性逐渐提高,并且在脉冲处理时间为5min时,冲击韧性值达到最大,其值为4.75J/cm2。对未处理和脉冲处理时间为5min的板坯整体凝固组织进行对比发现,未处理板坯为常规铸造过共晶高铬铸铁板坯凝固组织,板坯靠近型壁处组织中的初生碳化物由于激冷作用较为细小,靠近板坯中心部初生碳化物长大。脉冲处理时间为5min的板坯整体凝固组织得到明显细化,初生碳化物为细小的颗粒状,并在基体中均匀分布。