間歇式循環(huán)電脈沖處理對(duì)TC4鈦合金板熱效應(yīng)與非熱效應(yīng)耦合機(jī)制及性能調(diào)控的系統(tǒng)性研究——聚焦溫度-電流密度線性關(guān)系、再結(jié)晶行為誘導(dǎo)、微裂紋修復(fù)冷成形性提升路徑

引言

TC4鈦合金因比強(qiáng)度高、耐腐蝕、生物相容性好等優(yōu)異性能而被廣泛用于航空航天、航海、醫(yī)療和生物領(lǐng)域［1-7］，已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外應(yīng)用極廣泛的中等強(qiáng)度的鈦合金之一。盡管熱處理（HT）是改善TC4鈦合金微觀組織和性能的常用方法之一，但其在性能提升方面存在局限性，耗時(shí)、能耗高且需專用設(shè)備，這些因素制約了生產(chǎn)過(guò)程朝更環(huán)保和可持續(xù)性的方向發(fā)展。因此，探索一種高效、環(huán)保且快速的材料性能改善方法對(duì)促進(jìn)鈦合金的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)至關(guān)重要。

1963年，Ｔｒｏｉｔｓｋｉｉ等［8］發(fā)現(xiàn)單晶鋅在單向拉伸過(guò)程中施加電子束輻照時(shí)流動(dòng)應(yīng)力顯著下降，塑性得到增強(qiáng)，這種現(xiàn)象被稱為電致塑性效應(yīng)。隨后，學(xué)者們對(duì)鋼、銅合金［9］、鎂合金、鋁合金［10］、鈦合金［11］等金屬及合金開(kāi)展電脈沖處理研究。電脈沖處理（Ｅｌｅｃｔｒｏｐｕｌｓｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔ，EPT）的主要作用機(jī)理是通過(guò)對(duì)材料施加脈沖電流，利用脈沖電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)及其耦合作用改善材料的微觀組織和力學(xué)性能。葉肖鑫［12］利用自研的電脈沖設(shè)備，在對(duì)TC4鈦合金進(jìn)行冷加工的同時(shí)進(jìn)行EPT，實(shí)現(xiàn)了在不損失強(qiáng)度的同時(shí)將斷裂伸長(zhǎng)率提高134.1％。宋進(jìn)林等［13-14］研究發(fā)現(xiàn)TC11鈦合金經(jīng)EPT后塑性提高了11.3％，疲勞性能有所提升，且EPT能引發(fā)局部再結(jié)晶。Ｐａｎ等［15］通過(guò)對(duì)比EPT與HT技術(shù)處理的6061合金，發(fā)現(xiàn)在較短的時(shí)間（1000ｍｓ內(nèi)）內(nèi)，6061合金的強(qiáng)度增加50％以上，延伸率提升2.1％。徐曉峰團(tuán)隊(duì)［16］通過(guò)實(shí)驗(yàn)與有限元仿真研究Al-Mg-Si合金，發(fā)現(xiàn)EPT能加速位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，形成大量亞晶粒，得到具有卓越延展性的Al-Mg-Si合金。雖然研究證明EPT能有效改善材料的組織及力學(xué)性能［17-21］，其中，連續(xù)性脈沖電流對(duì)金屬的處理已受到廣泛研究，但間歇式循環(huán)脈沖電流對(duì)材料的影響仍較為有限，因此，有必要進(jìn)一步探索間歇式循環(huán)脈沖電流對(duì)材料的影響。

本工作以TC4鈦合金板材為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，利用自主研發(fā)的電脈沖處理設(shè)備，對(duì)其進(jìn)行了間歇式循環(huán)脈沖電流處理。通過(guò)改變EPT的電壓幅度和循環(huán)次數(shù)，深入探討了EPT對(duì)TC4鈦合金板材微觀組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響。

1、實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)使用2ｍｍ厚的軋制TC4鈦合金板材（Ti-6Al-4V），其化學(xué)成分如表1所示。TC4鈦合金板材通過(guò)線切割沿軋制方向加工成狗骨狀拉伸試樣，用砂紙去除表面氧化層。電沖處理時(shí)將試樣夾持在自主研發(fā)的電脈沖處理設(shè)備的銅電極間，使試樣表面與銅極緊密接觸，施加設(shè)定的電壓和循環(huán)次數(shù)，電脈沖處理完成后，對(duì)試樣進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試與顯微組織表征。

表 1 Ti-6Al-4V 鈦合金化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）

EPT實(shí)驗(yàn)的電脈沖波形如圖1ａ所示，設(shè)備原理如圖1ｂ所示。該設(shè)備的核心是由三組電容器組成，通過(guò)控制系統(tǒng)輸入設(shè)定電壓值進(jìn)行放電，輸出電流受放電電壓控制，電容組自動(dòng)同時(shí)充電，達(dá)到預(yù)設(shè)電壓后依次放電。每組電容器釋放電間隔為3ｍｓ，三組電容器依次放電一次為1個(gè)循環(huán)，每個(gè)循環(huán)間充電間隔約2ｓ，充電電壓范圍為0～1500Ｖ。拉伸試樣的設(shè)計(jì)遵循ＧＢ／Ｔ228.1-2010《金屬材料拉伸試驗(yàn)》標(biāo)準(zhǔn)，尺寸如圖1ｃ所示。EPT實(shí)驗(yàn)在室溫環(huán)境下進(jìn)行，同時(shí)使用Ｅ3ＭＨ-Ｆ2-Ｌ-0-0型紅外熱像儀（測(cè)溫范圍：150～1800℃）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)脈沖處理過(guò)程中試樣中心區(qū)域的溫度變化，獲得EPT過(guò)程中試樣的溫度與時(shí)間變化曲線。

拉伸試樣的平行段長(zhǎng)度為30ｍｍ，寬度為10ｍｍ，共分為6組，每組包含3個(gè)平行試樣。Ｅ-0試樣未經(jīng)過(guò)EPT，作為原始對(duì)照組。其他組試樣根據(jù)表2所示的參數(shù)進(jìn)行EPT。EPT后對(duì)試樣表面進(jìn)行拋光與測(cè)量。采用ＭＴＳ公司生產(chǎn)的Ｌａｎｄｍａｒｋ370.10型液壓伺服材料試驗(yàn)機(jī)對(duì)試樣進(jìn)行室溫拉伸測(cè)試，應(yīng)變速率為0.00025ｓ－1。為驗(yàn)證結(jié)果的一致性，每組參數(shù)均通過(guò)3個(gè)平行試樣進(jìn)行重復(fù)測(cè)試。

表 2 電脈沖處理參數(shù)

在EPT后試樣區(qū)域中心位置進(jìn)行取樣，使用Ｑ-2Ｂ金相試樣鑲嵌機(jī)鑲樣，依次使用180＃、240＃、600＃、1200＃、2000＃、4000＃砂紙對(duì)金相試樣進(jìn)行機(jī)械研磨，然后使用ＯＰＳ拋光液進(jìn)行拋光處理，最后用無(wú)水乙醇超聲清洗10ｍｉｎ。選?。耍澹欤欤澹蛟噭ǎ郑ǎ龋疲茫郑ǎ龋危?sub>3）∶Ｖ（ＨＣｌ）∶Ｖ（Ｈ₂Ｏ）＝1∶2.5∶1.5∶95）進(jìn)行腐蝕處理，采用ＬＥＩＣＡ-ＤＭ4-Ｍ光學(xué)顯微鏡和Ｑｕａｔｔｒｏ-Ｓ掃描電子顯微鏡觀察試樣的顯微組織與拉伸斷口。

2、結(jié)果與分析

2.1　EPT試樣溫度變化規(guī)律

EPT過(guò)程中的焦耳熱效應(yīng)通過(guò)監(jiān)測(cè)試樣溫度變化來(lái)評(píng)估。如圖2ａ所示，不同電壓、循環(huán)次數(shù)下試樣的溫度響應(yīng)存在差異。試樣測(cè)試段的溫度受電壓、散熱條件、截面尺寸等的影響［19，22-23］。EPT過(guò)程中的溫度變化分為三個(gè)階段：第一階段，快速升溫階段，試樣中心區(qū)域表面在約50ｓ達(dá)到最高溫度（Ｅ-1試樣除外）。試樣及銅電極在低溫時(shí)散熱率低，試樣在電脈沖循環(huán)間散熱后，溫度迅速上升，接近最高溫度后，進(jìn)入第二個(gè)階段，即溫度平衡階段，試樣測(cè)試段的溫度進(jìn)入隨脈沖電流同步波動(dòng)的等幅循環(huán)；第三階段，EPT結(jié)束后降溫階段，試樣以6～8.5℃／ｓ的平均冷卻速率快速降溫至室溫。

EPT過(guò)程中試樣中心區(qū)域表面的最高溫度與試樣的最大電流密度如圖2ｂ所示，最大電流密度越高，溫度變化范圍越大。試樣與銅電極接觸面積和壓力變化導(dǎo)致接觸電阻、試樣電阻及散熱條件的變化，在高電流密度下引起溫度波動(dòng)。EPT過(guò)程中試樣中心區(qū)域表面的最高溫度與最大電流密度呈近似線性關(guān)系，如圖2ｃ所示。選取循環(huán)次數(shù)為25的試樣數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到最高溫度與最大電流密度的關(guān)系滿足式（1）。Ａｏ與Ｊｉａｎｇ等［19，24］證明了當(dāng)電流密度增加時(shí)EPT的熱效應(yīng)降低。EPT停止后，試樣以與測(cè)試段最高溫度成正比的冷卻速率降溫，如圖2ｄ所示。

T_h=3.53J_max ＋ 88.8７ （1）

式中：T_h為EPT過(guò)程中試樣區(qū)域中心表面的最高溫度，J_max為EPT過(guò)程中試樣的最大電流密度。

2.2　EPT對(duì)力學(xué)性能的影響

圖3ａ為T(mén)C4鈦合金在不同參數(shù)EPT后的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，圖3ｂ為T(mén)C4鈦合金在EPT后的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率變化。表3匯總了每個(gè)參數(shù)EPT后試樣的數(shù)據(jù)結(jié)果，均為三個(gè)試樣的平均值。原始試樣的極限抗拉強(qiáng)度（Ｕｌｔｉｍａｔｅｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈ，ＵＴＳ）為1058ＭＰａ，屈服強(qiáng)度（Ｙｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈ，ＹＳ）為983ＭＰａ，延伸率（Ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ，ＥＬ）為10.9％。EPT后，抗拉強(qiáng)度基本保持不變，最大降幅僅為4.35％。屈服強(qiáng)度隨電壓提高而顯著降低，在600Ｖ電壓、25次循環(huán)的EPT后，降幅最大，達(dá)到18.11％，導(dǎo)致TC4鈦合金的屈服比從0.93降低至0.78，從而提高了板材冷成形性［20］。延伸率隨電壓的提高先有所增加，在400Ｖ電壓、50次循環(huán)的EPT后，達(dá)到最大值13.4％，比原始試樣提高了22.9％，然而，再次提高電壓后延伸率逐漸降低。因此，EPT在保持抗拉強(qiáng)度基本不變的情況下，提高了TC4鈦合金的延展性，降低了屈服強(qiáng)度。

表 3 不同 EPT 試樣力學(xué)性能

2.3　EPT對(duì)微觀組織的影響

EPT前后的光學(xué)顯微組織如圖4所示。TC4鈦合金由六方密排的α相和體心立方β相組成［11，25］，如圖4ａ所示，原始TC4鈦合金組織的β相存在聚集現(xiàn)象，這是TC4鈦合金板材在軋制過(guò)程中晶格畸變和位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)所致，這種聚集阻礙了位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，造成應(yīng)力集中，進(jìn)而引起微裂紋的萌生，導(dǎo)致試樣塑性較差［19］。Ｅ-1試樣的顯微組織如圖4ｂ所示，可以看出，在低電壓EPT后，聚集的β相輕微溶解，分布更均勻，這有利于減少位錯(cuò)纏結(jié)和局部應(yīng)力集中，從而降低屈服強(qiáng)度，提高塑性變形能力［19］。如圖4ｃ所示，Ｅ-2試樣的β相減少且尺寸減小，α相發(fā)生再結(jié)晶，塑性略有提升。隨循環(huán)次數(shù)增加，Ｅ-3試樣的α相趨于等軸狀，如圖4ｄ所示，EPT的累積熱效應(yīng)促進(jìn)了再結(jié)晶和再結(jié)晶晶粒長(zhǎng)大，等軸狀α晶粒的形成封閉了條狀組織的兩端，降低了條狀組織的長(zhǎng)寬比，弱化了軋制方向變形組織結(jié)構(gòu)的取向性，有利于降低不同相之間的變形不協(xié)調(diào)性，減少應(yīng)力集中，從而使試樣的塑性得到增強(qiáng)［26］，因此Ｅ-3試樣伸長(zhǎng)率提升最明顯，達(dá)13.4％。此外，EPT在材料內(nèi)部產(chǎn)生不均勻的溫度和應(yīng)力分布，促進(jìn)了局部區(qū)域的再結(jié)晶和部分晶粒粗大，這些變化會(huì)降低屈服強(qiáng)度，但對(duì)整體材料強(qiáng)度的影響不大，抗拉強(qiáng)度保持穩(wěn)定。如圖4ｅ所示，Ｅ-4試樣中α相晶粒相互“吞噬”長(zhǎng)大，轉(zhuǎn)變?yōu)楦执蟮摩料?，晶界模糊，使得β相含量降低。如圖4ｆ所示，Ｅ-5試樣組織轉(zhuǎn)變?yōu)榈容S組織，等軸組織內(nèi)部分布著針狀馬氏體，然而在光學(xué)顯微鏡下無(wú)法辨別其內(nèi)部組織變化，需要借助掃描電鏡進(jìn)行組織分析。

Ａｏ等［19］研究發(fā)現(xiàn)，HT難以在短時(shí)間內(nèi)改變TC4鈦合金的微觀組織，與HT相比，EPT不僅具有熱效應(yīng)，還有非熱效應(yīng)的貢獻(xiàn)。TC4鈦合金的再結(jié)晶通常在750℃附近進(jìn)行［27-28］，然而在EPT條件下試樣區(qū)域中心表面的最高溫度在683.9℃左右就能觀察到再結(jié)晶現(xiàn)象。EPT能促進(jìn)位錯(cuò)進(jìn)入亞晶界，提供額外的原子擴(kuò)散通量，促進(jìn)亞晶界的遷移與合并，進(jìn)而誘導(dǎo)再結(jié)晶［29］，因此，EPT可以有效降低TC4鈦合金的再結(jié)晶溫度。

通過(guò)ＳＥＭ進(jìn)一步觀察TC4鈦合金的顯微組織，如圖5ａ所示，α相呈黑色，β相呈白色，細(xì)小的二次α相彌散分布在α相中，亞穩(wěn)態(tài)β相呈顆粒狀或點(diǎn)狀嵌在α基體中，部分β相顆粒中存在孔隙缺陷，α／β相界面呈現(xiàn)鋸齒狀，易導(dǎo)致裂紋形成與擴(kuò)展，這些因素影響了TC4鈦合金的力學(xué)性能。Ｅ-1試樣的顯微組織如圖5ｂ所示，微觀組織變化不明顯，但點(diǎn)狀的β相幾乎消失，亞穩(wěn)態(tài)β相呈“河流狀”分布在α基體中。Ｅ-2試樣的顯微組織如圖5ｃ所示，β相孔隙得到愈合，表明EPT能夠促進(jìn)原子擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)孔隙快速愈合［21，30］。α／β相晶界明顯鈍化，EPT有效溶解了晶粒的尖端區(qū)域［31］，因此Ｅ-2試樣塑性有所提高。Ｅ-3試樣的微觀組織如圖5ｄ所示，由圖可知，針狀α相基本消失，α相曲率半徑增大，呈現(xiàn)球狀化，這降低了材料內(nèi)部不同相之間的變形不協(xié)調(diào)性，應(yīng)力集中得到有效緩解，減少了微孔和微裂紋的形成，提升了其延展性［26］。由于球化α相的析出強(qiáng)化作用，材料的屈服強(qiáng)度有所降低，而抗拉強(qiáng)度保持穩(wěn)定或略有降低。Ｅ-5試樣顯微組織如圖5ｆ所示，在EPT過(guò)程中，焦耳熱效應(yīng)引起溫升，未達(dá)到（α＋β）／β轉(zhuǎn)變溫度，試樣發(fā)生完全再結(jié)晶及相變，高溫下α相轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷卅孪?，冷卻過(guò)程中轉(zhuǎn)變?yōu)棣罗D(zhuǎn)變組織，β晶粒內(nèi)部析出針狀α相，這些具有相同取向的針狀α相小團(tuán)體均稱為“α相集束”［32］，α相集束成為裂紋的起源點(diǎn)，導(dǎo)致試樣的延伸率降低。針狀α相集束的形成導(dǎo)致晶界彎曲，但晶界的變化和α相集束的形成相互平衡，均勻分布的針狀α相集束作為位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的障礙，抵消了對(duì)材料抗拉強(qiáng)度的潛在影響。因此，EPT作為一種后處理方法，不僅可以改善TC4鈦合金的微觀組織及力學(xué)性能，還可以修復(fù)微裂紋。

變過(guò)程中總的吉布斯自由能（Ｇｉｂｂｓｆｒｅｅｅｎｅｒｇｙ）的變化決定的，Ｇｉｂｂｓ自由能是描述相變過(guò)程中系統(tǒng)能量變化的一個(gè)重要參數(shù)。在EPT中，材料會(huì)產(chǎn)生額外的自由能變化［33-34］，這種現(xiàn)象可能與電場(chǎng)對(duì)材料內(nèi)部粒子的相互作用和排列方式有關(guān)。α-Ｔｉ向β-Ｔｉ的相變可以用系統(tǒng)的Ｇｉｂｂｓ自由能變化表示，如式（2）［12，35］所示。

ΔＧ_EPT＝ΔＧ₀＋ΔＧ_ｅ（2）

其中，

ΔＧ_ｅ＝μ₀ｇ（ａ，ｂ）ζ（σ_α，σ_β）j²ΔＶ（3）

結(jié)合式（2）和式（3）可以得出，EPT中α-Ｔｉ向β-Ｔｉ轉(zhuǎn)變的Ｇｉｂｂｓ自由能可表示為

ΔＧ_EPT＝ΔＧ₀＋μ₀ｇ（ａ，ｂ）ζ（σ_α，σ_β）ｊ2ΔＶ（4）

式中：ΔＧ_EPT為EPT作用下整個(gè)體系總的Ｇｉｂｂｓ自由能變化，ΔＧ₀、ΔＧ_ｅ分別為無(wú)EPT體系的Ｇｉｂｂｓ自由能和EPT誘導(dǎo)Ｇｉｂｂｓ自由能變化，μ₀為真空中的磁化率，ｇ（ａ，ｂ）為粗晶材料的相對(duì)幾何因子，ξ（σ_α，σ_β）為原子核與基體的電特性因子，σ_α和σ_β分別是α-Ｔｉ和β-Ｔｉ的電導(dǎo)率?；谑剑?）［19］，相變過(guò)程中α-Ｔｉ向β-Ｔｉ轉(zhuǎn)變時(shí)，在轉(zhuǎn)變溫度下，β-Ｔｉ的Ｇｉｂｂｓ自由能必須低于α-Ｔｉ的Ｇｉｂｂｓ自由能，即σ_α＞σ_β［12，36］，結(jié)合式（5）得到ξ（σ_α，σ_β）＜0，ΔＧ_ｅ＜0，最終得出Ｇ_EPT＜ΔＧ₀。

ζ（σ_α，σ_β）＝（σ_β－σ_α）／（σ_α＋σ_β）（5）

根據(jù)Ｖａｎ’ｔＨｏｆｆ定律（式（6））［19］，最終得出α-Ｔｉ向β-Ｔｉ相變時(shí)的溫度Ｔ＝（Δ_Ｇ－ΔＧ_ｍ）／（ＲＴｌｎＱ）。

ΔＧ＝ΔＧ_ｍ＋ＲＴｌｎＱ（6）

式中：ΔＧ為Ｇｉｂｂｓ自由能變化，ΔＧｍ為標(biāo)準(zhǔn)Ｇｉｂｂｓ自由能變化，Ｒ為理想氣體常數(shù)，Ｔ為絕對(duì)溫度，Ｑ為反應(yīng)熵。在鈦合金中，α相向β相的轉(zhuǎn)變涉及Ｇｉｂｂｓ自由能的變化。由于ΔＧEPT＜ΔＧ0，得出ＴEPT＜ＴHT，與HT相比，EPT在激活熱效應(yīng)的同時(shí)提供一個(gè)額外的能量克服α-Ｔｉ向β-Ｔｉ轉(zhuǎn)變的熱力學(xué)勢(shì)壘，降低了相變所需的溫度［12，19，35，37］。因此，與HT相比，EPT能夠在更低的溫度和更短的時(shí)間內(nèi)誘發(fā)TC4鈦合金的相變。EPT技術(shù)具備顯著的加熱速度優(yōu)勢(shì)，并且處理時(shí)間更短，在材料科學(xué)領(lǐng)域中成為一種高效且節(jié)能的后處理選擇。

2.4　EPT前后拉伸斷口

圖6為T(mén)C4鈦合金經(jīng)不同EPT后的拉伸斷口的ＳＥＭ圖。如圖6ａ所示，Ｅ-0試樣的拉伸斷口出現(xiàn)了韌窩、撕裂棱和“小平面”的形貌，為準(zhǔn)解理斷口。韌窩的出現(xiàn)表明合金的斷裂形式為韌性斷裂。韌窩的存在是合金發(fā)生韌性斷裂的基礎(chǔ)因素之一，其尺寸及深淺能夠體現(xiàn)出合金的延展性及受力狀態(tài)，即韌窩尺寸越大、深度越深，合金的塑性越好［38］。Ｅ-0試樣的韌窩多而淺，試樣內(nèi)存在大量韌窩形核點(diǎn)，在斷裂過(guò)程中受到局部應(yīng)力集中的影響，容易形成微裂紋［13］，此時(shí)的試樣塑性較差。如圖6ｂ、ｃ所示，Ｅ-1、Ｅ-2試樣韌窩分布相對(duì)均勻且數(shù)量減少，微裂紋形核率降低，塑性有所提升。如圖6ｄ所示，Ｅ-3試樣韌窩大而深，表明在400Ｖ電壓、50次循環(huán)的EPT后，試樣韌窩形核位置較少，每個(gè)韌窩在經(jīng)歷較大的塑性變形后才發(fā)生斷裂，塑性得到明顯的提升。如圖6ｅ、ｆ所示，Ｅ-4、Ｅ-5試樣的韌窩分布不均勻，小而淺的韌窩增加延伸率下降。因此，Ｅ-3試樣展現(xiàn)出最佳的塑性。

3、結(jié)論

（1）TC4鈦合金在EPT過(guò)程中，其區(qū)域中心表面的溫度變化包括三個(gè)階段：首先，隨著電脈沖的施加，試樣測(cè)試段的溫度急劇上升至最高點(diǎn)；其次，溫度進(jìn)入隨脈沖電流同步波動(dòng)的等幅循環(huán)；最后，EPT結(jié)束后，溫度迅速降低至室溫。EPT過(guò)程中試樣區(qū)域中心表面的最高溫度與試樣的最大電流密度之間呈近似線性關(guān)系。

（2）TC4鈦合金經(jīng)EPT后，隨電壓的增加，延伸率先提高后降低。當(dāng)施加400Ｖ電壓、50次循環(huán)的EPT時(shí)，延伸率最高，比原始試樣高22.9％。同時(shí)，屈服強(qiáng)度有所降低，而抗拉強(qiáng)度基本保持不變。

（3）與HT相比，EPT不僅包括熱效應(yīng)，還結(jié)合了非熱效應(yīng)，能在短時(shí)間內(nèi)改善TC4鈦合金的微觀組織，修復(fù)微裂紋。此外，EPT還能提供額外的原子擴(kuò)散通量，降低熱力學(xué)勢(shì)壘，從而降低相變所需的溫度。這不僅顯著促進(jìn)再結(jié)晶和相變過(guò)程，還改善了材料的微觀組織結(jié)構(gòu)，提高了材料的加工性和使用性能。

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宋進(jìn)林，黎明發(fā)，湯朋，等.金屬熱處理，2018，43（4），116．

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宋進(jìn)林，黎明發(fā)，湯朋，等.稀有金屬，2018，42（7），691．

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19ＡｏＤＷ，ＣｈｕＸＧ，ＹａｎｇＹ，ｅｔａｌ.Ｖａｃｕｕｍ，2018，148，230．

20ＳｏｎｇＨ，ＷａｎｇＺＪ，ＧａｏＴＪ.ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆＮｏｎｆｅｒｒｏｕｓＭｅｔａｌｓＳｏｃｉｅｔｙｏｆＣｈｉｎａ，2007，17（1），87．

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23ＷａｎｇＸＷ，ＸｕＪ，ＳｈａｎＤＢ，ｅｔａｌ.Ｍａｔｅｒｉａｌｓ＆Ｄｅｓｉｇｎ，2017，127，134．

24ＪｉａｎｇＹＢ，ＴａｎｇＧＹ，ＳｈｅｋＣＨ，ｅｔａｌ.ＡｃｔａＭａｔｅｒｉａｌｉａ，2009，57（16），4797．

25ＺｈｏｕＹＣ，ＸｕＸＦ，ＺｈａｎｇＹ，ｅｔａｌ.ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，2023，162，109．

26ＤｏｎｇＸＪ.Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｐｌａｓｔｉｃｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｇｌｏｂｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎ

ｂｅｈａｖｉｏｒｏｆＴＡ15Ｔｉｔａｎｉｕｍａｌｌｏｙｗｉｔｈｌａｍｅｌｌａｒｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎａｌｐｈａａｎｄｂｅｔａｐｈａｓｅｆｉｅｌｄ，Ｐｈ.Ｄ.Ｔｈｅｓｉｓ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，Ｃｈｉｎａ，2011（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）．

董顯娟.片狀組織ＴＡ15鈦合金α＋β相區(qū)塑性變形特性及等軸化行為研究，博士學(xué)位論文，南京航空航天大學(xué)，2011．

27ＤｉｎｇＦ，ＴａｎｇＧＹ，ＸｕＺＨ，ｅｔａｌ.ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，2007，23（2），273．

28ＰｅｔｅｒｓＭ，ＫｕｍｐｆｅｒｔＪ，ＷａｒｄＣＨ，ｅｔａｌ.ＡｄｖａｎｃｅｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，2003，5（6），419．

29ＧａｏＬＬ，ＬｉｕＪＸ，ＣｈｅｎｇＸＷ，ｅｔａｌ.ＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ：Ａ，2014，618，104．

30ＹａｎＸＤ，ＸｕＸＦ，ＷＣ，ｅｔａｌ.ＳｕｒｆａｃｅａｎｄＣｏａｔｉｎｇｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，2023，458，129364．

31ＷａｎｇＦ，ＱｉａｎＤＳ，ＨｕａＬ，ｅｔａｌ.ＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｐｏｒｔｓ，2019，9（1），11315．

32ＺｈｏｎｇＸＹ.ＥｆｆｅｃｔｏｆｅｌｅｃｔｒｏｐｕｌｓｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔａｎｄａｇｉｎｇｏｎｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆTC4Ｔｉｔａｎｉｕｍａｌｌｏｙｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｎｉｔｉａｌｓｔａｔｅｓ.Ｍａｓｔｅｒ’ｓＴｈｅｓｉｓ，ＪｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｉｎａ，2018（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）．

種雪穎.脈沖電流及時(shí)效處理對(duì)不同初始態(tài)TC4鈦合金組織及性能的影響，碩士學(xué)位論文，吉林大學(xué)，2020，

33ＧｏｌｏｖｉｎＹＩ，ＦｉｎｋｅｌＶＭ，ＳｌｅｔｋｏｖＡ.ＳｔｒｅｎｇｔｈｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ，1977，9（2），204．

34ＤｏｌｉｎｓｋｙＹ，ＥｌｐｅｒｉｎＴ.ＰｈｙｓｉｃａｌＲｅｖｉｅｗＢ，1993，47（22），14778．

35ＬｕＹＮ，ＬｏｎｇＪＨ，ＪｉａｎｇＹＢ，ｅｔａｌ.ＨｅａｔＴｒｅａｔｍｅｎｔｏｆＭｅｔａｌｓ，2021，46（10），11（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）．

魯巖娜，龍佳慧，姜雁斌，等.金屬熱處理，2021，46（10），11．

36ＡｔｋｉｎｓＰ.Ａｔｋｉｎｓ’ｐｈｙｓｉｃａｌｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＯｘｆｏｒｄＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＰｒｅｓｓ，ＵＫ，2006．

37ＹａｎｇＸＨ.ＥｆｆｅｃｔｏｆｅｌｅｃｔｒｏｐｕｌｓｉｎｇａｎｄａｇｉｎｇｏｎｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆTC4Ｔｉｔａｎｉｕｍａｌｌｏｙ，Ｍａｓｔｅｒ’ｓＴｈｅｓｉｓ，ＪｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｉｎａ，2018（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）．

楊雪慧.脈沖電流處理及時(shí)效處理對(duì)TC4鈦合金組織及性能的影響.碩士學(xué)位論文，吉林大學(xué)，2018．

38ＣｈｅｎＪＨ，ＸｕＷＦ，ＺｈａｎｇＦＪ，ｅｔａｌ.ＲａｒｅＭｅｔａｌＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，2021，50（6），1883．

王帥，桂林電子科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院碩士研究生，在盧照研究員、卿華教授的指導(dǎo)下進(jìn)行研究。目前主要研究領(lǐng)域?yàn)檩p質(zhì)金屬合金。

卿華，通信作者，碩士，空軍工程大學(xué)航空機(jī)務(wù)

士官學(xué)校飛機(jī)戰(zhàn)傷搶修技術(shù)研究中心教授究生導(dǎo)師。目前主要從事航空修理等方面的研究。

盧照，通信作者，博士，桂林電子科技員、碩士研究生導(dǎo)師。目前主要從事稀土功能材料、輕質(zhì)金屬結(jié)構(gòu)材料等方面的研究

（注，原文標(biāo)題：電脈沖處理對(duì)TC4鈦合金組織及力學(xué)性能的影響）