本论文主要研究目前用量最大的合金调质钢之一不同初始态40Cr钢，研究脉冲电流处理对退火-冷拔态40Cr钢、调质态和淬火态40Cr钢组织与性能的影响，并与传统热处理做比较，找出电脉冲处理与传统热处理的不同之处，最后对不同初始态组织对电脉冲处理的激励-响应和强韧化效果做对比，为提高高强度螺栓的综合性能提供实验支撑。实验初始材料为退火-冷拔态和调质态的40Cr钢。退火-冷拔态的40Cr钢的抗拉强度为551.9MPa,延伸率为29.5%，强塑积为16281（单位为MPa%，以下强塑积单位同此），抗拉强度不高，塑性较好，经过不同参数的电脉冲处理后材料的硬度和抗拉强度大幅提升，而塑性降低。本实验条件下电脉冲处理时间为460ms，电流密度为88.5MA/㎡时，退火-冷拔态40Cr的抗拉强度最大，抗拉强度为2155.5MPa，断裂延伸率为7.5%，强塑积为16163，此时材料抗拉强度高，而塑性较差，为了提高材料的综合力学性能，对材料进行回火处理，实验中采用电脉冲回火和传统回火对材料进行对比处理，两种回火处理结果是电脉冲回火处理后材料的综合性能更优，当电脉冲回火处理两次100ms时，材料的综合力学性能较佳-抗拉强度为2058.5MPa,延伸率为17%，强塑积为34995，虽然抗拉强度相对460ms电脉冲处理的硬度下降了4.5%，而塑性从7.5%增加到17%，提高了126.7%，这个结果是实验所期望的。调质态的40Cr钢抗拉强度为1253.7MPa,延伸率为18.3%，强塑积为25325，分别将调质态的40Cr钢进行电脉冲淬火和传统油淬处理，实验发现调质态40Cr钢经电脉冲淬火后抗拉强度和延伸率相较于初始调质态都有提高，力学性能最好,其抗拉强度为2273.3MPa,延伸率为19.0%，强塑积为43193。综合比较电脉冲处理和传统热处理发现，电脉冲处理后试样的综合力学性能都优于传统热处理的力学性能，而且电脉冲处理耗时短且高效。文章最后对不同初始态组织对电脉冲处理的激励-响应和强韧化效果做了浅析。脉冲电流处理前的材料组织形态视为激励为零时响应的初始态。退火冷拔态电脉冲淬火过程的组织演变为：铁素体、粒状珠光体和碳化物马氏体和粒状碳化物。电脉冲处理奥氏体逆转变属于扩散型相变，奥氏体以界面扩散和体扩散形式长大。逆变奥氏体没有充分的时间长大和均匀化，经喷水快速冷却，最终得到含有一定残留粒状碳化物的较细小的马氏体组织。传统淬火态电脉冲处理的组织演变为：马氏体马氏体。传统热处理时加热缓慢，马氏体逆变过程较长，电脉冲处理时，马氏体逆变过程变为应力消除-奥氏体长大和成分均匀化，且奥氏体长大的时间短。最终马氏体晶粒的大小优于初始淬火态，但又小于调质态电脉冲处理。这个过程为无扩散相变，发生的是位移型切变，通过再结晶细化晶粒。传统调质态电脉冲处理的组织演变为：回火索氏体马氏体。回火索氏体属于珠光体范畴，原始珠光体组织越细，奥氏体形核率越高，奥氏体形成速度越快。奥氏体以体扩散形式长大。最后调质态原始的回火索氏体发生转变，经电脉冲处理后组织全为马氏体。并总结脉冲电流对金属材料强韧化机制主要是细晶强化、位错强化、固溶强化和相变强化。