2016, 45(12):3037-3042.
摘要:通過液相燒結(jié)法成功制備出不同玻璃摻雜量的Ca0.8Sr0.2TiO3陶瓷材料,并將該陶瓷材料作為介質(zhì)阻擋層在圓柱型放電反應(yīng)器中分解二氧化碳。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),隨玻璃摻雜量的增加,Ca0.8Sr0.2TiO3陶瓷的表面電阻增大,但在所研究的溫度范圍內(nèi),Ca0.8Sr0.2TiO3的介電常數(shù)并沒有隨玻璃摻雜量的變化而顯著變化。掃描電鏡結(jié)果表明,晶粒尺度和顆粒間玻璃相厚度隨玻璃摻雜量增加而增大。另外,二氧化碳的轉(zhuǎn)化率和轉(zhuǎn)化效率隨陶瓷中玻璃量的增加而提高。進(jìn)一步采用Malter效應(yīng)模擬放電和介電特性,根據(jù)該模型,可以解釋轉(zhuǎn)化特性與陶瓷樣品中玻璃含量之間的關(guān)系。
2016, 45(12):3043-3049.
摘要:采用掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、電子探針(EPMA)和高溫力學(xué)試驗(yàn)機(jī)等手段,研究了不同時(shí)效溫度(200-800 °C)對Ni-20Cr-18W-1Mo高溫合金的元素晶界偏聚和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,硫、磷元素的晶界偏聚臨界時(shí)間隨時(shí)效溫度升高而降低;時(shí)效溫度對元素在晶界和晶內(nèi)的成分分布有顯著的影響;實(shí)驗(yàn)合金的抗拉強(qiáng)度和延伸率隨時(shí)效溫度升高而降低。分析發(fā)現(xiàn),硫、磷元素在晶界中的含量隨時(shí)效溫度升高而增大直至兩者分別在650和400 °C時(shí)達(dá)到峰值,是合金在200-600 °C區(qū)間內(nèi)力學(xué)性能降低的重要原因。
2016, 45(12):3050-3056.
摘要:因?yàn)楸P銑具有切削力大和切削效率高的優(yōu)點(diǎn), 其已廣泛應(yīng)用于加工領(lǐng)域,特別對于難加工材料鈦合金來說。但是關(guān)于盤銑切削加工機(jī)理方面的研究卻相對較少。在本文的研究中,首先設(shè)計(jì)盤銑開槽實(shí)驗(yàn)以測量盤銑切削鈦合金時(shí)的切削力和切削溫度。然后,以切削力和切削溫度實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),分析不同切削條件下的表面粗糙度、表面形貌、殘余應(yīng)力、顯微組織和顯微硬度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:銑削表面中心處的粗糙度值小于邊緣處,粗糙度值隨著主軸轉(zhuǎn)速的增加而減小,隨著切削深度和進(jìn)給速度的增加而增大。在銑削表面中心處容易出現(xiàn)凹陷,在銑削表面邊緣處容易出現(xiàn)裂紋。銑削表面和次表面均出現(xiàn)殘余壓應(yīng)力,隨著深度的增加,殘余壓應(yīng)力逐漸減小為零。在切削力的作用下,晶粒沿進(jìn)給方向發(fā)生明顯的拉伸變形,α相從初始等軸態(tài)拉伸為長片狀。隨著切削溫度的升高,塑性變形區(qū)的金相結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,當(dāng)切削溫度達(dá)到β相轉(zhuǎn)變溫度時(shí),金相結(jié)構(gòu)從初始等軸態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿瑢咏M織。熱力耦合作用使得已加工表面和次表面硬度值升高。
2016, 45(12):3057-3061.
摘要:采用磁控濺射工藝在WC-8Co硬質(zhì)合金基體表面制備了一層厚度分別為2.5μm、3μm和3.5μm的TiAlN涂層,并制備了不同Ti、Al比例的TiAlN涂層,利用摩擦磨損機(jī)考察了涂層的承載能力和摩擦學(xué)性能,通過掃描電子顯微鏡觀察了磨損試件的表面形貌,通過摩擦系數(shù)和顯微組織的演變來評價(jià)不同成分和不同厚度TiAlN涂層的摩擦學(xué)性能。結(jié)果表明,隨著涂層厚度的增加,涂層的摩擦系數(shù)降低,涂層更不易被磨穿,表明在一定范圍內(nèi)增加涂層厚度有利于提高涂層的耐磨損性能;涂層的成分發(fā)生改變時(shí),由于Ti、Al元素的共同作用,呈現(xiàn)不同的摩擦性能,當(dāng)TiAl比例為50:50時(shí),涂層的耐磨性最好。
隋艷偉 , 馮坤 , 程成 , 戚繼球 , 何業(yè)增 , 委福祥 , 孟慶坤 , 孫智 , 沈承金
2016, 45(12):3062-3067.
摘要:通過SEM、EDS以及XRD等檢測方法對Ti-48Al合金分別與Al2O3、Y2O3、ZrO2鑄型涂層的界面反應(yīng)處的微觀組織、元素分布以及界面處的相組成等進(jìn)行檢測;同時(shí)結(jié)合對界面處的硬度測量,得到界面反應(yīng)層厚度。結(jié)果表明,合金熔體與不同鑄型涂層均發(fā)生了界面反應(yīng)。鑄型涂層材料不同,界面反應(yīng)劇烈程度也不同。反應(yīng)過程中在熔體和擴(kuò)散元素的沖擊下,物理侵蝕和化學(xué)反應(yīng)同時(shí)存在形成了反應(yīng)層,反應(yīng)的強(qiáng)弱則與涂層材料有關(guān)。更值得注意的是,對鈦鋁合金與鑄型涂層的熱力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了計(jì)算。研究還表明,熔體在界面處的反應(yīng)層主要由涂層材料的脫落擴(kuò)散程度控制,涂層中的元素尤其是O元素的擴(kuò)散是控制界面反應(yīng)進(jìn)程的重要因素。
郭志強(qiáng) , 馬冬輝 , 袁曉光 , 東雪
2016, 45(12):3068-3073.
摘要:本文研究了高鎂添加量(2wt%, 4wt%, 6wt%)對AlSi7基合金發(fā)泡行為的影響。研究結(jié)果表明:鎂可以和Al粉表層的氧化物Al2O3以及添加的硅發(fā)生反應(yīng),生成和鋁熔體具有良好潤濕性的MgAl2O4相以及Mg2Si相,這兩相均能均勻的分布在泡沫體中以顆粒穩(wěn)定機(jī)理,減小重力和毛細(xì)排液,起到穩(wěn)定泡體的作用。高鎂添加量最重要的作用是改變泡沫體的早期形核、長大方式,使泡體在液態(tài)熔池中以圓形孔的方式穩(wěn)定的形核和長大,所以高鎂添加量的泡沫體可以得到高的膨脹率和良好的孔結(jié)構(gòu)。但鎂添加量過高時(shí),熔體表面張力降低,泡體很容易破裂,反而會(huì)使泡沫體的最大膨脹體積降低、孔結(jié)構(gòu)惡化,綜合利弊,本論文得出的AlSi7基合金的最優(yōu)鎂添加量為4wt%。
2016, 45(12):3074-3079.
摘要:Li-B合金是一種性能優(yōu)良的熱電池用陽極材料,由于合成制備困難制約了它的應(yīng)用。本文通過對合成過程中氣氛、攪拌、溫度控制、后處理等工藝進(jìn)行有效改進(jìn),獲得了300g/爐的制備規(guī)模,得出了本實(shí)驗(yàn)條件下制備Li-B合金的最佳工藝,所制備出合金性能均勻致密,放電性能達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。
2016, 45(12):3080-3084.
摘要:本文采用陰極弧沉積、中頻磁控濺射及二者的復(fù)合技術(shù)在GCr15基底上制備了TiN涂層。通過掃描電鏡、XRD譜、微米劃痕測試、硬度測試以及摩擦磨損測試對涂層的組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能進(jìn)行了表征及對比。結(jié)構(gòu)表明,采用復(fù)合磁控陰極弧技術(shù)制備的TiN涂層具有較好的綜合性能,如較光滑的表面、較高的結(jié)合力和硬度,故磨損率較低。
2016, 45(12):3086-3088.
摘要:采用無壓滲透法制備了SiCp/Al-6%Mg復(fù)合材料,并對其進(jìn)行4種熱處理工藝(T1, T4, T6和退火)處理,研究了熱處理工藝對SiCp/Al-6%Mg復(fù)合材料微觀組織和腐蝕行為的影響。結(jié)果表明,復(fù)合材料在4種熱處理工藝下均出現(xiàn)了界面反應(yīng)產(chǎn)物Si、MgA12O4 和 Mg2Si。界面反應(yīng)產(chǎn)物析出量(f)與熱處理工藝密切相關(guān),并呈現(xiàn)出如下規(guī)律:fT1< fT4< fT6
2016, 45(12):3089-3094.
摘要:采用高壓扭轉(zhuǎn)法,在440℃對純鎢進(jìn)行大塑性變形(HPT)。硬度測試表明試樣表面純鎢經(jīng)高壓扭轉(zhuǎn)后硬度高達(dá)1150HV。差熱分析(DSC)結(jié)果表明等效應(yīng)變較小的試樣再結(jié)晶溫度較高(高于1450℃),等效應(yīng)變較大的試樣再結(jié)晶溫度較低(約800℃)。XRD分析結(jié)果表明試樣晶格應(yīng)變達(dá)0.35%,晶格常數(shù)達(dá)0.3177 nm,位錯(cuò)密度達(dá)2.4 × 1015 m-2。高壓扭轉(zhuǎn)可以使純鎢在低溫下實(shí)現(xiàn)固結(jié)并具有高強(qiáng)度,一定的韌性和熱穩(wěn)定性。
彭龍 , 李樂中 , 王瑞 , 涂小強(qiáng) , 胡云 , 胡躍斌 , 郭成
2016, 45(12):3095-3098.
摘要:本文采用固相法制備M型六角鍶鐵氧體(SrFe12O19)材料,利用Bi2O3作為燒結(jié)助劑以改善材料的低溫?zé)Y(jié)特性,系統(tǒng)研究了材料的晶體結(jié)構(gòu)、電學(xué)性能和磁學(xué)性能。結(jié)果表明:當(dāng)燒結(jié)溫度降低至900 癈時(shí)可以獲得單相的SrFe12O19鐵氧體材料。Bi2O3的添加對低溫?zé)Y(jié)材料的電學(xué)性能和磁學(xué)性能影響顯著,可以提高材料的電阻率ρ、飽和磁化強(qiáng)度Ms、內(nèi)稟矯頑力Hci和磁晶各向異性場Ha。低溫?zé)Y(jié)材料的ρ、Ms、Hci和Ha分別可以達(dá)到0.42?08 Ω?cm、285.6 kA?m-1、347.3 kA?m-1和1546.6 kA?m-1,在非互易LTCC(低溫共燒陶瓷)鐵氧體器件領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。
2016, 45(12):3099-3103.
摘要:以CoSO4?H2O為鈷源,C4H4KNaO6?H2O為絡(luò)合劑,N2H4?H2O為還原劑,NaOH為pH調(diào)節(jié)劑,CTAB為形貌控制劑,通過液相還原法成功制備出了具有特殊形貌的球形鈷顆粒。采用掃描電子顯微鏡(SEM),X-射線衍射儀(XRD),振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)以及矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對鈷顆粒形貌、晶體結(jié)構(gòu)、靜磁性能以及微波頻段內(nèi)的電磁參數(shù)進(jìn)行表征。研究表明鈷顆粒的比飽和磁化強(qiáng)度為123emu/g, 矯頑力為176Oe。鈷顆粒在9.8GHz、15GHz時(shí)出現(xiàn)明顯介電損耗峰。鈷顆粒復(fù)磁導(dǎo)率實(shí)部隨著頻率增加逐漸降低,顯示了良好的頻散特性,而虛部在微波頻段內(nèi)呈現(xiàn)寬化的共振峰,經(jīng)分析為自然共振和交換共振共同作用所致。根據(jù)傳輸線原理計(jì)算反射損耗,發(fā)現(xiàn)當(dāng)厚度為5.5mm時(shí)在12.4GHz處得到最大反射損耗-13.2dB,此時(shí)有效損耗頻寬(≤-10dB)為1.6GHz,制備的鈷顆粒具有良好的吸波特性。
2016, 45(12):3104-3107.
摘要:本研究通過添加不同含量(0.36, 0.72, 1.45wt. %)的鑭(La)和不同含量 (0.17, 0.34, 0.68wt. %)的硼(B)到Ti6Al4V基體合金中,經(jīng)過普通的真空自耗電弧熔煉和熱鍛技術(shù)成功制備了TiB La2O3顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料,并對材料熱處理后的顯微組織和力學(xué)性能進(jìn)行了分析。利用XRD對試樣進(jìn)行了物相分析,應(yīng)用金相顯微鏡和掃描電鏡對復(fù)合材料顯微組織進(jìn)行了觀察,特別探討了增強(qiáng)體的演變特征,測定了材料的室溫力學(xué)性能和高溫力學(xué)性能。結(jié)果表明,La、B的添加對復(fù)合材料的顯微組織和力學(xué)性能的影響巨大,制備的復(fù)合材料表現(xiàn)出優(yōu)異的力學(xué)性能,抗拉強(qiáng)度可提高148MPa,能顯著地強(qiáng)化基體合金。
曹一琦 , 黃小華 , 吳建波 , 林燕 , 郭仁青 , 張勝楠
2016, 45(12):3108-3111.
摘要:本文采用恒電流電化學(xué)沉積工藝制備Bi-Te二元薄膜。隨著沉積時(shí)間的變化,在同一個(gè)電極上依次出現(xiàn)了單相的Bi2Te3和Bi4Te3薄膜。其中,Bi2Te3薄膜是由規(guī)則的長度為100 nm左右,平均寬度為10 nm的納米棒組成。其具有非常大的比表面積,非常有利于其作為熱電材料的應(yīng)用。而Bi4Te3薄膜是由納米顆粒團(tuán)聚而成的不規(guī)則多面體組成的。本文的研究證明通過改變沉積參數(shù),有可能在Bi-Te二元系統(tǒng)的沉積過程中對生成物的相組成和形貌進(jìn)行調(diào)控。
胡平 , 康路 , 楊軍 , 楊帆 , 王快社 , 杜金晶 , 楊占林 , 曹維成 , 劉東新
2016, 45(12):3112-3114.
摘要:本文采用一種新方法——一步還原法制備了納米鐵粉顆粒。過量的檸檬酸在620oC有助于形成純相、結(jié)晶高的α-Fe。納米鐵粉被X射線衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)進(jìn)行了表征,形貌結(jié)果表明產(chǎn)物形成了粒徑在30nm左右的近球形的納米顆粒。磁滯回線說明了納米鐵顆粒的飽和磁化強(qiáng)度為198.97 emu/g,作為磁性材料具有很好的鐵磁性能。一步還原法生產(chǎn)顆粒粒徑分布窄、可控、流程短,可用于大規(guī)模生產(chǎn)。
孫崇鋒 , 黨曉鳳 , 李生文 , 席生岐 , 王虹 , 武彥榮
2016, 45(12):3115-3120.
摘要:采用霧化法制備了Fe18Ni23Co25Cr21Mo8WNb3C2高溫合金粉末,并對其物相、顯微形貌和熱穩(wěn)定性進(jìn)行了表征。在此基礎(chǔ)上,將霧化粉末進(jìn)行真空熱壓燒結(jié)和二次燒結(jié),獲得了奧氏體為基體、M6C碳化物作為主要強(qiáng)化相的鐵鎳鈷基高溫合金。結(jié)果表明,真空熱壓燒結(jié)后,組織分布較均勻,抗拉強(qiáng)度較高,但是延伸率較低。對熱壓燒結(jié)塊材進(jìn)行二次燒結(jié),有利于合金塊材的基體和強(qiáng)化相組織分布更加均勻,在抗拉強(qiáng)度略有降低基礎(chǔ)上較大幅度提高燒結(jié)塊材延伸率。
胡生望 , 唐石云 , 高爽 , 朱權(quán) , 王健禮 , 張其翼 , 李象遠(yuǎn)
2016, 45(12):3121-3127.
摘要:為抑制不銹鋼材料表面催化結(jié)焦,采用常壓化學(xué)氣相沉積法,實(shí)現(xiàn)了在10?0?.9 mm的310S型不銹鋼試樣表面TiN和TiO2涂層的直接沉積,沉積溫度均為850 ℃,沉積時(shí)間為2.5 h。通過SEM、EDS和XRD分析了涂層的形貌特征和組織結(jié)構(gòu),結(jié)果顯示,TiN和TiO2涂層表面均勻完整,粒子結(jié)合緊密;氮化鈦為立方晶相結(jié)構(gòu),Ti和N原子比約為1:1,氧化鈦是非計(jì)量化合物,它的組成為Ti2O3~Ti3O5。分別以正己烷、環(huán)己烷、苯和RP-3為原料,采用自制的常壓裂解裝置對TiN和TiO2涂層的抑制結(jié)焦效果進(jìn)行了評價(jià)。結(jié)果表明,TiN涂層對正己烷、環(huán)己烷、苯和RP-3的結(jié)焦抑制率分別為99.91%、86.19%、72.36%和94.68%,而相對應(yīng)的TiO2涂層則為83.39%、85.77%、57.78%和68.57%,TiN涂層具有更優(yōu)良的抑制結(jié)焦性能;310S空白片表面以絲狀焦為主,TiN和TiO2涂層表面以吸附氣相結(jié)焦為主。
2016, 45(12):3128-3134.
摘要:摘 要: 采用金相(OM)、電子背散射衍射(EBSD)以及拉伸實(shí)驗(yàn)等技術(shù)手段研究了不同變形量條件下Hastelloy C-276合金薄板的組織演化特征和力學(xué)性能。結(jié)果表明:變形量小于14%時(shí),位錯(cuò)優(yōu)先在晶界附近塞積,并產(chǎn)生局部應(yīng)變集中;變形量在14~30%范圍內(nèi),孿晶界附近及晶粒內(nèi)部產(chǎn)生大量位錯(cuò),位錯(cuò)滑移引起晶粒內(nèi)部應(yīng)變集中增強(qiáng);變形量由0增加至30%,晶界應(yīng)變集中程度因子先增大后減小,變形量為14%時(shí)晶界應(yīng)變集中程度因子最大。利用Ludwigson模型回歸擬合了不同變形條件下的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線,隨變形量的增加,材料的加工硬化程度提高,加工硬化速率減小,發(fā)生單滑移向多滑移轉(zhuǎn)變的臨界應(yīng)變減小。
2016, 45(12):3135-3139.
摘要:分別采用顯微激光拉曼光譜(micro-laser Raman spectroscopy,MLRS)、X射線光電子能譜(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)、稱重及形貌觀察等手段,開展了UF4在空氣中的熱化學(xué)反應(yīng)實(shí)驗(yàn),研究不同溫度時(shí)效UF4質(zhì)量、顏色及失重情況,獲取反應(yīng)前后不同鈾化合物的Raman和XPS特征圖譜。結(jié)果表明,UF4在空氣中加熱至200 ℃時(shí),性質(zhì)穩(wěn)定,其拉曼光譜圖基本無變化;但在250 ℃以上,樣品表面顏色發(fā)生明顯變化,Raman和XPS分析發(fā)現(xiàn)有UO2、UO2F2、U3O8等多種鈾化合物生成;隨著溫度升高,UF4在空氣中的化學(xué)反應(yīng)速率呈現(xiàn)由快到慢的變化趨勢。
2016, 45(12):3140-3143.
摘要:采用真空熱壓燒結(jié)技術(shù)制備了Ti/Al2O3復(fù)合材料,在燒結(jié)溫度1420℃,保溫時(shí)間60min,升溫速率10℃/min(0-1200℃)和5℃/min(1200-1420℃)的燒結(jié)工藝下,研究了摻加碳纖維對Ti/Al2O3復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:碳纖維的摻入優(yōu)化了復(fù)合材料的斷裂模式,對Ti/Al2O3復(fù)合材料的力學(xué)性能有較為明顯的影響。當(dāng)摻入碳纖維體積分?jǐn)?shù)為1%時(shí),Ti/Al2O3復(fù)合材料的力學(xué)性能達(dá)到最佳,相對密度為97.62%,顯微硬度為(16.6?.32)GPa,彎曲強(qiáng)度為(381?1.25)MPa,斷裂韌性為(7.2?.19)MPa.m 1/2。
2016, 45(12):3144-3148.
摘要:利用EB-PVD技術(shù)在TiAl合金表面制備了擴(kuò)散鋁/YSZ熱障涂層。采用SEM、EDS和XRD分析了涂層原始及高溫氧化后的微觀組織及相組成,并測試了高溫氧化性能。結(jié)果表明:涂層表面YSZ層為致密柱狀晶結(jié)構(gòu),由非平衡四方相t'-ZrO2組成。TiAl合金沉積了擴(kuò)散鋁/YSZ熱障涂層涂層后高溫氧化性能顯著提高,氧化動(dòng)力學(xué)曲線呈對數(shù)變化規(guī)律,900℃高溫氧化時(shí),氧化速率為2.2?0-5mg/cm2.h。1000℃高溫氧化時(shí),氧化速率為1.14?0-3mg/cm2.h。在高溫氧化過程中,粘結(jié)層與基體之間發(fā)生元素?cái)U(kuò)散,膜基界面消失。在面層與中間粘結(jié)層之間形成了均勻連續(xù)的熱生長氧化物層TGO。
時(shí)凱華 , 周科朝 , 李志友 , 昝秀頎 , 閔召宇 , 廖軍
2016, 45(12):3149-3154.
摘要:摘 要:本文以WC、Ni及Cr粉末為原料,采用傳統(tǒng)粉末冶金方法制備了WC-9Ni-xCr系列硬質(zhì)合金。利用掃描電鏡、X射線衍射儀、機(jī)械性能檢測設(shè)備和浸泡腐蝕測試方法等觀察和表征了試樣的微觀結(jié)構(gòu)、物理機(jī)械性能和耐浸泡腐蝕性能。結(jié)果表明:Cr的添加量對WC-9Ni硬質(zhì)合金的微觀結(jié)構(gòu)與性能有著顯著地影響。微量的Cr添加后,合金的WC晶粒長大被抑制,晶粒度出現(xiàn)下降;同時(shí),合金的密度、抗彎強(qiáng)度下降,而硬度和耐中性水浸泡腐蝕性能(根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)BS:6920:2000)得到提升。隨著Cr添加量的進(jìn)一步增加,合金的晶粒度、密度、硬度、強(qiáng)度和耐腐蝕性能等變化趨勢放緩。另外,根據(jù)XRD、SEM和EDX等檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn):過量的Cr粉添加后,WC-9Ni硬質(zhì)合金的結(jié)構(gòu)中傾向于形成一種新相——(Wx,Cr(1-x))2C,這種新相易成為合金的斷裂源。綜合合金的微觀結(jié)構(gòu)和各項(xiàng)性能分析認(rèn)為:當(dāng)Cr粉添加量為1.2wt.%時(shí),WC-9Ni合金具有相對最佳的綜合性能。
2016, 45(12):3155-3159.
摘要:采用經(jīng)球磨扁平化處理的W粉末為原料,添加適量Co、C(碳黑)、成型劑及納米W粉制備板狀晶硬質(zhì)合金,研究了燒結(jié)溫度、時(shí)間和添加納米W粉,對板狀晶硬質(zhì)合金顯微組織結(jié)構(gòu)和性能的影響。結(jié)果表明,球磨預(yù)處理中顆粒W粉末可獲得扁平化程度高的薄片狀W粉末,以其為原料制備的WC-12wt%Co板狀晶合金相對密度達(dá)97 %,合金硬度呈現(xiàn)出明顯的各向異性;添加納米W粉或提高燒結(jié)溫度、延長燒結(jié)時(shí)間,均有利于壓坯燒結(jié)收縮致密化,生成更多的板狀WC晶粒。
趙萬國 , 李文 , 魯禮林 , 李發(fā)亮 , 張海軍 , 張少偉
2016, 45(12):3160-3166.
摘要:本文采用化學(xué)共還原法制備了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)穩(wěn)定的Pd/Ni雙金屬納米溶膠,采用TEM、HR-TEM 等對所合成的Pd/Ni雙金屬納米溶膠進(jìn)行了表征,并系統(tǒng)研究了PVP用量、還原劑用量、金屬鹽離子濃度及金屬比例等對該溶膠型雙金屬納米催化劑的影響。結(jié)果表明:所制備的Pd/Ni雙金屬納米溶膠的平均粒徑在2 nm左右,雙金屬納米溶膠催化劑催化NaBH4制氫活性優(yōu)于單金屬Pd和Ni納米溶膠的活性。其中Pd10Ni90雙金屬納米溶膠的催化活性最高,其催化NaBH4制取氫氣的活性可以達(dá)到8250 molH2?molPd-1?h-1,Pd20Ni80雙金屬納米溶膠催化劑催化NaBH4水解反應(yīng)的活化能為35.7 kJ/mol,反應(yīng)焓為33.3 kJ/mol,反應(yīng)熵為-150 J/mol。研究結(jié)果還表明,所制備的Pd/Ni雙金屬納米溶膠催化劑具有很好的催化穩(wěn)定性,即使四次催化試驗(yàn)后該催化劑仍然保持著較高的催化活性。密度泛函理論計(jì)算結(jié)果表明,Ni原子與Pd原子之間發(fā)生的電子轉(zhuǎn)移使得Pd原子帶負(fù)電而Ni原子帶正電,荷電的Pd和Ni原子成為催化反應(yīng)的活性中心。
2016, 45(12):3167-3171.
摘要:我國自主研發(fā)的低成本DD6鎳基高溫合金,具有優(yōu)良的拉伸性能和高溫蠕變性能等,在渦輪機(jī)部件等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本研究從建立單晶葉片使用失效評價(jià)方式的角度出發(fā),模擬葉片實(shí)際使用溫度對DD6進(jìn)行了加熱處理,研究和分析了DD6合金在模擬使用溫度下保溫50h后微觀組織隨溫度的演化規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn),在模擬使用狀態(tài)加熱的過程中,隨加熱溫度的升高,γ′相首先發(fā)生連接、合并,尺寸不斷增大,隨后向γ基體中溶解,這與Al、Nb等γ′相形成元素從γ′相向γ基體中的擴(kuò)散有關(guān)。加熱到1150℃以上在冷卻到室溫的過程中,較寬的基體通道內(nèi)會(huì)析出顆粒狀的二次γ′相,且二次γ′相顆粒隨著加熱溫度的升高進(jìn)一步長大。 二次γ′相的析出是因?yàn)棣没w中Al、Nb元素過飽和引起了成分過冷,而其長大從熱力學(xué)上看是為了減小界面能,從動(dòng)力學(xué)上看與加熱溫度及長大時(shí)間有關(guān)。
張長江 , 張樹志 , 侯趙平 , 林鵬 , 孔凡濤 , 陳玉勇 , 吳東星 , 王彬
2016, 45(12):3172-3176.
摘要:研究了熱處理?xiàng)l件對鍛態(tài)2.5vol.%(TiB TiC)/Ti復(fù)合材料顯微組織和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:固溶時(shí)效處理對復(fù)合材料的基體組織特征有顯著影響,在兩相區(qū)進(jìn)行固溶時(shí)效處理后,得到等軸和雙態(tài)組織,隨固溶溫度的升高,初生α相含量逐漸降低,而β轉(zhuǎn)變組織含量逐漸升高,當(dāng)固溶溫度超過β轉(zhuǎn)變溫度時(shí),得到全片層組織。TiB和TiC增強(qiáng)相在熱處理過程中較為穩(wěn)定,形態(tài)與分布無明顯變化。固溶時(shí)效處理后,鍛態(tài)復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度提高而塑性降低,隨固溶溫度的升高,復(fù)合材料的室溫拉伸強(qiáng)度和塑性均有明顯增加,而650 oC下拉伸強(qiáng)度與塑性與室溫下表現(xiàn)出相反的規(guī)律。復(fù)合材料經(jīng)1050oC/2h/AC 600oC/6h/AC處理后綜合性能最好,室溫拉伸強(qiáng)度為1215.8MPa,延伸率為3.14%,650 oC下拉伸強(qiáng)度為629.9MPa,延伸率為15.9%。
范學(xué)燚 , 王亮 , 駱良順 , 許紀(jì)剛 , 伊洪勇 , 陳瑞潤 , 周國柱 , 王寧 , 張建兵 , 蘇彥慶
2016, 45(12):3177-3180.
摘要:研究了凝固過程中局部加載行波磁場對ZL205A合金薄壁件縮孔、縮松和力學(xué)性能的影響。利用掃描電子顯微鏡對制備試樣的顯微組織進(jìn)行分析,采用電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)對鑄件力學(xué)性能進(jìn)行測試。結(jié)果表明:與相同條件下獲得的未施加行波磁場的鑄件進(jìn)行對比,施加行波磁場的鑄件縮孔、縮松缺陷得到大幅改善;經(jīng)過T6熱處理后,抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率分別由436.61MPa、390.22MPa、3.29%提高到470.24MPa、416.97MPa、4.15%,抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度分別提高了33.63MPa、26.75MPa,延伸率提高了26.14%。
羅來馬 , 趙美玲 , 王爽 , 譚曉月 , 朱曉勇 , 昝祥 , 吳玉程
2016, 45(12):3181-3185.
摘要:本文首先采用化學(xué)鍍獲得Ni-Yb2O3復(fù)合粉體,然后通過機(jī)械球磨制備了不同成分的W-(0.2、0.5、1、2)wt% Ni/Yb2O3復(fù)合粉末,最后在1600℃下燒結(jié)3h獲得了W-Ni/Yb2O3復(fù)合材料。采用場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)研究分析了Ni-Yb2O3復(fù)合粉體形貌、W-Ni/Yb2O3復(fù)合材料表面形貌。測定了W-Ni/Yb2O3復(fù)合材料相對密度、顯微硬度和熱導(dǎo)率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,W-Ni/Yb2O3復(fù)合材料的相對密度和顯微硬度隨著Ni-Yb2O3含量增加而增加,Ni-Yb2O3的加入促進(jìn)了鎢基材料的燒結(jié)致密化;同時(shí),添加Ni-Yb2O3復(fù)合粉使鎢基材料的晶粒得到細(xì)化,但對鎢基材料導(dǎo)熱性起到降低的作用。
宋廣勝 , 陳強(qiáng)強(qiáng) , 徐勇 , 張士宏
2016, 45(12):3186-3191.
摘要:本文以AZ31鎂合金熱軋板材為研究對象,利用電子背散射衍射(EBSD)技術(shù),研究了與板材法向(ND)分別成0°,30°,60°和90°的試樣在室溫壓縮過程中織構(gòu)對滑移和孿晶啟動(dòng)的影響。結(jié)果表明,0°試樣有很高的屈服強(qiáng)度但無明顯的屈服平臺(tái)。拉伸孿晶的臨界剪切應(yīng)力(CRSS)比基面滑移的大。隨著角度的增加,試樣產(chǎn)生的{10-12}拉伸孿晶越來越多。0°試樣由于很難發(fā)生拉伸孿晶,變形主要由滑移來完成,小角度晶界增加明顯。柱面滑移的作用使得60°試樣的小角度晶界明顯高于30°試樣的小角度晶界。
2016, 45(12):3192-3196.
摘要:鈦鋼復(fù)合板因其優(yōu)異的高強(qiáng)度和耐腐蝕性能已越來越多的被應(yīng)用于動(dòng)態(tài)環(huán)境下。本文采用GLeeble-3500熱模擬試驗(yàn)機(jī)和分離式霍普金森壓桿(SHPB)裝置,對Q345-TA2鈦鋼復(fù)合板進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)和高應(yīng)變速率壓縮試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明:Q345-TA2鈦鋼復(fù)合材料具有應(yīng)變率增強(qiáng)效應(yīng)、增塑效應(yīng)、絕熱溫升軟化作用,但在準(zhǔn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)沖擊各自分區(qū)范圍內(nèi),對應(yīng)變率變化不甚敏感。在考慮絕熱溫升的基礎(chǔ)上,對J-C本構(gòu)模型進(jìn)行修正,得到了可用于對沖擊載荷作用下進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析的材料本構(gòu)模型,結(jié)果較好。
2016, 45(12):3197-3200.
摘要:利用鈹環(huán)焊接樣品進(jìn)行了鈹材在穩(wěn)態(tài)堆上中子衍射應(yīng)力測試的參數(shù)及其優(yōu)化研究。結(jié)果表明:在中子束波長1.587?和中子注量率2?06ncm-2s-1的條件下,鈹材中子衍射應(yīng)力測試可以選取Be(110)晶面,衍射角為88.2o,規(guī)范體積為2?2?2mm3,初次測試采用時(shí)間為120s,對單點(diǎn)進(jìn)行4次重復(fù)性測試,表明衍射強(qiáng)度計(jì)數(shù)存在明顯波動(dòng),測試應(yīng)變的最大偏差接近300??,延長時(shí)間至6000s后測試,表明衍射曲線較為平滑,重復(fù)性好,測試應(yīng)變的最大偏差減小至50??以內(nèi),相應(yīng)鈹材的應(yīng)力測試精度約15MPa;利用優(yōu)化參數(shù)對焊接鈹環(huán)焊縫附近的環(huán)向應(yīng)變進(jìn)行了測試,表明分布規(guī)律與國外文獻(xiàn)報(bào)道趨勢基本一致。本文研究為進(jìn)一步開展鈹材的中子衍射應(yīng)力測試奠定了基礎(chǔ)。
2016, 45(12):3201-3206.
摘要:以醋酸鈷為原料,在甲醇體系中采用溶劑熱法合成了由納米片自組裝而成的花狀(CH3O)2Co前驅(qū)體微球。將前驅(qū)體焙燒后,得到了形貌保持良好的花狀多孔Co3O4微球。利用X射線衍射(XRD)、傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)、熱重(TG)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)和N2吸附-脫附等手段對樣品的物相、化學(xué)組成、形貌及孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。采用差示掃描量熱(DSC)技術(shù)評價(jià)了Co3O4花狀微球?qū)Ω呗人徜@(AP)的熱分解催化作用。結(jié)果表明,花狀Co3O4微球?qū)P熱分解過程具有良好的催化活性,添加2%(wt)的Co3O4可使AP的高溫分解峰值溫度降低122 ℃,表觀分解熱提高422 J/g。優(yōu)異性能的發(fā)揮歸因于其良好的分散性和豐富的級次孔結(jié)構(gòu)。
2016, 45(12):3207-3212.
摘要:本文采用高能球磨技術(shù)制備了MgH2、MgH2-Graphene、MgH2-Ni、MgH2-Graphene-Ni幾種不同儲(chǔ)氫體系,采用XRD、SEM、DSC等檢測手段表征了不同體系的物相組成、微觀形貌及釋氫性能,系統(tǒng)研究了Graphene與Ni單獨(dú)、復(fù)合摻雜對MgH2釋氫性能的影響及機(jī)理。結(jié)果表明:Graphene單獨(dú)摻雜致使MgH2體系初始釋氫溫度降低了近33℃,其原因在于球磨過程中Graphene對MgH2顆粒起到結(jié)構(gòu)限域作用,使其顆粒細(xì)化且尺寸均勻。Ni單獨(dú)摻雜致使MgH2體系初始釋氫溫度大幅度降低,降低了近136℃,其原因在于部分Ni原子固溶進(jìn)MgH2基體,導(dǎo)致其晶格變形、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低。而Graphene與Ni復(fù)合摻雜時(shí),其摻雜順序?qū)gH2體系釋氫性能具有顯著影響:即當(dāng)Graphene與Ni同時(shí)摻雜時(shí),由于Graphene對MgH2顆粒的包覆緩沖作用,致使Ni原子難以固溶進(jìn)MgH2基體,體系初始釋氫溫度并未降低;而先摻雜Ni后摻雜Graphene時(shí),則很好地實(shí)現(xiàn)了Ni原子固溶與Graphene結(jié)構(gòu)限域的雙重效應(yīng),使得MgH2體系的初始釋氫溫度進(jìn)一步降低,降低了近175℃。
2016, 45(12):3213-3217.
摘要:Zr-4大晶粒樣品在高壓釜中經(jīng)過500 ℃/10.3 MPa過熱蒸汽腐蝕,研究了不同晶粒表面上氧化膜厚度與晶粒取向的關(guān)系。結(jié)果表明:樣品腐蝕時(shí)氧化膜的生長表現(xiàn)出明顯的各向異性特征,晶粒表面取向在(10-10)和(11-20)之間時(shí),氧化膜生長速率最快,腐蝕3 h后最先出現(xiàn)癤狀腐蝕斑,當(dāng)腐蝕時(shí)間延長至30 h時(shí),晶粒表面的極點(diǎn)在反極圖中間位置的那些晶粒表面上也逐漸產(chǎn)生癤狀腐蝕斑,而晶粒表面取向在(0001)晶面附近時(shí)氧化膜生長速率最慢,即使腐蝕30 h也沒有產(chǎn)生癤狀腐蝕斑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了當(dāng)?shù)诙啻笮『头植家约癋e,Cr合金元素在α-Zr中的固溶含量相同的情況下,Zr-4合金的耐癤狀腐蝕性能與樣品表面的晶粒取向有著密切的關(guān)系。
2016, 45(12):3218-3222.
摘要:本文采用直接沉淀法制備出鐵、鈷和鋅元素改性的納米Ce/CuO脫硫劑,在室溫常壓條件下吸附含H2S惡臭氣體,研究其脫硫活性。通過X射線衍射(XRD),透射電子顯微鏡(TEM),X射線光電子能譜(XPS)等技術(shù)分析了改性元素對納米Ce/CuO脫硫劑結(jié)構(gòu)的影響,探討脫硫劑結(jié)構(gòu)變化與脫硫性能的關(guān)系。結(jié)果表明,改性元素鈷添加到納米Ce/CuO脫硫劑中具有最好的脫硫活性,鈷的添加使納米Ce/CuO脫硫劑的粒徑明顯變小,材料中存在Cu3 ,且Cu3 /Cu2 的摩爾比值要高于納米CuO和Ce/CuO樣品,說明Co/Ce/CuO表面對脫硫反應(yīng)有利的氧空位增加;當(dāng)Co添加量為4.9%時(shí),Co/Ce/CuO脫硫劑的穿透時(shí)間可達(dá)525min,比Ce/CuO脫硫劑的穿透時(shí)間延長了近300min。
2016, 45(12):3223-3226.
摘要:采用普通陶瓷工藝制備了Sm3 摻雜的Co2Z型平面六角鐵氧體,研究了Sm3 摻雜Co2Z型鐵氧體材料的組織結(jié)構(gòu)和吸波性能。結(jié)果表明,摻雜一定量Sm3 的鐵氧體相結(jié)構(gòu)仍以Co2Z型六角晶系相為主相,但出現(xiàn)了呈顆粒狀彌散分布的富Sm相。摻雜Sm3 樣品的吸波性能明顯優(yōu)于未摻雜Sm3 樣品,在頻率為6.3GHz時(shí),其最大反射損耗可達(dá)到-20dB,耗損大于10dB 的頻帶帶寬為5GHz,具有較寬的吸收頻帶。吸波涂層的附著力均大于10MPa,具有良好的力學(xué)性能。
任欣 , 張軍利 , 王昭 , 劉堅(jiān) , 張洪輝 , 王興瑞
2016, 45(12):3227-3232.
摘要:本文采用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、差示掃描量熱(DSC)及X射線衍射分析儀(XRD),分析2A70耐熱鋁合金的鑄造組織,研究其合理的均勻化熱處理制度。同時(shí),采用Thermo-Calc熱力學(xué)計(jì)算軟件,模擬Al-2.4Cu-1.5Mg-1.1Fe-1.1Ni合金的非平衡凝固路徑,分析2A70合金在凝固過程中的析出相種類,并計(jì)算該合金低熔點(diǎn)共晶組織的轉(zhuǎn)變溫度,為研究2A70合金的鑄態(tài)組織及均勻化工藝提供理論依據(jù)。結(jié)果表明:模擬計(jì)算所得2A70合金在凝固過程中主要析出α-Al、Al2CuMg、Al2Cu、Al9FeNi、Al7Cu4Ni及Al7Cu2Fe,與實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果一致,且計(jì)算所得低熔點(diǎn)共晶組織轉(zhuǎn)變溫度可近似替代實(shí)驗(yàn)結(jié)果;該合金合理的均勻化熱處理制度為490℃?2~16h 520℃?2h,在高溫長時(shí)均勻化過程中非平衡共晶組織得到較徹底的回溶,Al9FeNi、Al7Cu4Ni及Al7Cu2Fe難溶相未發(fā)生明顯變化。
2016, 45(12):3233-3237.
摘要:采用等離子表面合金化技術(shù)對TC4合金進(jìn)行滲鉬表面改性,使用光學(xué)顯微鏡,輝光光譜分析儀和X射線衍射儀分析滲鉬層的特征,借助電化學(xué)測試技術(shù)評價(jià)TC4合金和滲鉬層在模擬油田介質(zhì)中的耐蝕性。結(jié)果表明:滲鉬層均勻、連續(xù),滲層由鉬的沉積層和擴(kuò)散層組成;滲鉬層的耐蝕性略低于TC4合金。
2016, 45(12):3238-3244.
摘要:基于耦合外應(yīng)力場下的微觀相場模型,研究了Ni75Al7.5V17.5三元合金相變過程中相分解、生長過程中合金成分演化及應(yīng)力作用下相間界面的定向遷移規(guī)律。研究表明:早期DO22相長大所需的V來自于在L12相間有序疇界處,而后期則來自于其內(nèi)部,且早期DO22相長大的速度高于后期的長大速度;時(shí)效過程有5種異相間界面形成,而A類界面的遷移為相遷移的主要類型;相變初期A、B類界面較少,合金形貌變化不大,隨著相變的進(jìn)行A類界面數(shù)量增加,相的生長及分解過程加劇,導(dǎo)致后期A類界面減少、B類界面增多,合金體系達(dá)到平衡狀態(tài);在壓應(yīng)力作用下,A類界面沿應(yīng)力方向遷移,促使DO22相在此方向上的生長,導(dǎo)致合金“筏狀”組織的形成。
2016, 45(12):3245-3249.
摘要:Al-Cu合金中析出相有三種變體,在外力作用下平行或垂直于外加應(yīng)力方向,而實(shí)際情況析出相與外力可能存在一定的角度,因此本文建立一個(gè)新的模型,將析出相與力的夾角考慮在內(nèi),通過此模型能便捷地判斷出析出相是否存在應(yīng)力位向效應(yīng)。采用透射電子顯微鏡TEM、掃描透射電鏡STEM對Al-4Cu合金在外力條件下時(shí)效后的析出相進(jìn)行分析,結(jié)果驗(yàn)證了析出相GP區(qū)和θ″相存在應(yīng)力位向效應(yīng),并采用所建的模型分析合金中析出相在外力作用下的應(yīng)力位向效應(yīng),此模型可簡捷方便地判斷合金中析出相在外力作用下的析出行為。
2016, 45(12):3250-3254.
摘要:采用Ag-Cu-Ti合金釬料基于超高頻感應(yīng)連續(xù)釬焊工藝實(shí)現(xiàn)了金剛石磨粒與大尺寸鋼基體的連接,借助掃描電鏡(SEM)對不同掃描速度條件下釬焊的金剛石界面微觀結(jié)構(gòu)形貌進(jìn)行觀察分析,采用Raman光譜對釬焊后金剛石的殘余應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行分析。結(jié)果顯示:超高頻感應(yīng)連續(xù)釬焊金剛石表面TiC晶體的生成處于非平衡態(tài)的過程,TiC晶體形貌偏離理想的正八面體,呈球狀和島狀。釬料層內(nèi)部出現(xiàn)富Cu枝晶組織,而在45鋼基體表層形成了馬氏體組織。釬焊后的金剛石磨粒頂部受壓殘余壓應(yīng)力,最大值為500MPa,磨粒底部受到殘余拉應(yīng)力,最大值為150MPa,這中分布趨勢與傳統(tǒng)真空爐中釬焊方法獲得的殘余應(yīng)力分布剛好相反。
2016, 45(12):3255-3261.
摘要:采用單輥真空薄帶技術(shù)和真空吸鑄法分別制備了相同成分的金屬玻璃薄帶和塊體金屬玻璃。通過示差掃描熱分析(DSC)、X射線衍射(X-Ray)、高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM)和納米力學(xué)探針(Nano Indenter)等技術(shù)研究了冷卻速度對金屬玻璃的組織結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性及力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:快速冷卻得到的金屬玻璃薄帶和相同成分以較慢的冷卻速度制備的塊體金屬玻璃相比,短程有序結(jié)構(gòu)(SRO)的晶體結(jié)構(gòu)相同,但數(shù)量較少,且自由體積含量相對較多;組織結(jié)構(gòu)的差異導(dǎo)致金屬玻璃薄帶比塊體金屬玻璃有著更高的熱穩(wěn)定性、屈服強(qiáng)度,彈性模量和硬度。
2016, 45(12):3262-3266.
摘要:以N-甲基吡咯烷酮分散的石墨烯代替常規(guī)的冶金炭黑作為碳源,采用短流程原位還原碳化反應(yīng)制備出納米晶WC-Co復(fù)合粉末,石墨烯作為碳源可顯著降低原位還原碳化反應(yīng)溫度,復(fù)合粉末粒徑細(xì)小且分布均勻。采用放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)對復(fù)合粉末進(jìn)行快速燒結(jié)致密化,得到平均晶粒尺寸為~290nm的超細(xì)晶硬質(zhì)合金塊體材料,具有硬度值HV30為1387.7±13.1kg/mm2,斷裂韌性KIC值為8.3±0.1MPa?m1/2的良好力學(xué)性能,通過HRTEM觀測得到試樣中WC/WC晶界、WC/Co相界、WC/C相界具有很高的匹配度。
梁超龍 , 張忻 , 劉洪亮 , 張繁星 , 王楊 , 鄭亮 , 張久興
2016, 45(12):3267-3270.
摘要:以GdB6和CeB6粉末為原料,采用放電等離子燒結(jié)技術(shù)(SPS)制備了高致密的多元稀土六硼化物GdxCe1-xB6(x=0.0-1.0)多晶塊體。系統(tǒng)研究了燒結(jié)溫度對GdxCe1-xB6多晶塊體的物相組成、力學(xué)性能、電阻率及熱發(fā)射性能的影響。研究結(jié)果表明,在燒結(jié)溫度為1550 ℃,燒結(jié)壓強(qiáng)為50 MPa,保溫5分鐘的工藝條件下,可獲得高致密的GdxCe1-xB6單相塊體材料。燒結(jié)塊體的維氏硬度可達(dá)24.02 GPa。熱電子發(fā)射性能測試結(jié)果表明,適量的Gd摻雜可以顯著提高電子發(fā)射性能,其中Gd0.1Ce0.9B6成分塊體具有最佳的熱發(fā)射性能,在1600 ℃,4 kV外加電壓條件下,發(fā)射電流密度達(dá)到101.57 A?cm-2,零場電流密度達(dá)到21.94 A?cm-2,平均有效逸出功為2.34 eV,優(yōu)于同一條件下GdB6和CeB6塊體的熱發(fā)射性能。
2016, 45(12):3271-3277.
摘要:采用透射電鏡,拉伸性能測試和慢應(yīng)變拉伸等手段研究時(shí)效制度對2099鋁鋰合金微觀組織和力學(xué)性能的影響。研究采用一組T6(175℃/48h)制度和兩組T8制度。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)T8狀態(tài)下試樣的抗拉強(qiáng)度均高于T6態(tài)。同時(shí)T8態(tài)中雙級時(shí)效制度(2.5%預(yù)變形,120℃/12h 150℃/48h)相比于單級時(shí)效制度(2.5%預(yù)變形,150℃/48h)具有更優(yōu)異的綜合性能。對2099合金進(jìn)行應(yīng)力腐蝕測試,試樣并未發(fā)生強(qiáng)度損失現(xiàn)象,然而加速失效。合金經(jīng)過T8雙級時(shí)效后,抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率分別為590MPa、570MPa、9.3%。
2016, 45(12):3278-3283.
摘要:利用反應(yīng)熱壓技術(shù)制備了3D網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)TiBw/Ti60復(fù)合材料,對復(fù)合材料在600~750 ℃范圍內(nèi)的高溫力學(xué)性能進(jìn)行了測試。結(jié)果表明,與Ti60合金相比,3D網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)TiBw的原位形成顯著提高了復(fù)合材料高溫強(qiáng)度。在600 ℃、650 ℃、700 ℃和750 ℃,5.1 vol.%TiBw/Ti60復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度相比Ti60合金分別提高了42.5%、39.9%、35%和13.2%,而延伸率在各溫度下均低于基體合金。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)復(fù)合材料斷裂時(shí)形成的主裂紋沿網(wǎng)狀界面處擴(kuò)展,且斷裂機(jī)制隨實(shí)驗(yàn)溫度增加而改變。
黃舒 , 盛杰 , 周建忠 , 王作偉 , 章海峰 , 徐蘇強(qiáng) , 魯金忠
2016, 45(12):3284-3289.
摘要:為了研究激光噴丸對IN718鎳基合金微觀組織特性的影響及其在高溫下的穩(wěn)定性,首先在常溫下對標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣關(guān)鍵區(qū)域進(jìn)行激光噴丸處理,隨后將噴丸樣置于700 ℃下保溫300 min,作為對比,分別測試了未噴丸樣、噴丸樣和噴丸高溫保持樣的表層殘余應(yīng)力和納米硬度,并采用光學(xué)電鏡和透射電鏡對其微觀組織特征進(jìn)行觀測。結(jié)果表明,激光噴丸后試樣的表層出現(xiàn)了高幅值的殘余壓應(yīng)力,最高值出現(xiàn)在噴丸中心,約為-706 MPa;激光噴丸后試樣的表層硬度顯著提高,平均納米硬度提高了約67.4%;高溫保持后試樣的殘余應(yīng)力和納米硬度均有不同程度的降低,但與未噴丸試樣相比,強(qiáng)化增益效果仍然存在;顯微組織觀察結(jié)果顯示,激光噴丸后,試樣深度方向上晶粒形態(tài)均出現(xiàn)了顯著的“分層”現(xiàn)象,塑性變形層晶粒尺寸細(xì)化明顯,其影響深度可達(dá)80 μm;保溫后噴丸樣晶界處可見析出條狀δ相;TEM圖像進(jìn)一步表明,激光噴丸誘導(dǎo)的晶粒細(xì)化是條狀孿晶和位錯(cuò)組織混合交織的結(jié)果;保溫后噴丸樣晶界處發(fā)現(xiàn)了沿同一方向向晶內(nèi)延伸的位錯(cuò)陣列,這很好地驗(yàn)證了位錯(cuò)在高溫下的活性,且是激光噴丸抑制晶粒在高溫下快速增長的直接證據(jù)。
2016, 45(12):3290-3294.
摘要:通過對Ti-3.5Al-5Mo-6V-3Cr-2Sn-0.5Fe合金進(jìn)行熱處理,研究熱處理工藝對該合金的相組成和電阻率的影響以及對氧化膜的厚度、粗糙度、微觀形貌及相組成的影響。結(jié)果表明,熱處理通過改變Ti-3.5Al-5Mo-6V-3Cr-2Sn-0.5Fe合金的相組成;熱處理后試樣的電阻率小幅降低;經(jīng)850℃固溶熱處理后所獲微弧氧化膜的厚度和粗糙度最小,分別為48.3μm和7.45μm;微弧氧化膜微觀形貌顯示,經(jīng)750℃和850℃固溶熱處理后的試樣,在微弧氧化后,其膜層表面裂紋較少,并且致密;微弧氧化膜主要的組成相為金紅石相TiO2和銳鈦礦相TiO2。
楊光 , 王文東 , 欽蘭云 , 李長富 , 任宇航 , 王維
2016, 45(12):3295-3301.
摘要:以TA15鈦合金粉末為原料,利用激光沉積制造方法制備TA15鈦合金拉伸試樣厚壁件。通過光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)和X射線衍射(XRD)等方法研究退火溫度及沉積方向?qū)A15鈦合金組織、拉伸性能的影響,以及α相變形機(jī)制。結(jié)果表明:隨著退火溫度升高,顯微組織中α相長寬比呈上升趨勢;激光沉積成形TA15鈦合金厚壁件在沉積和垂直沉積方向上的力學(xué)性能存在差異,沉積方向上的抗拉強(qiáng)度明顯均低于垂直沉積方向上的抗拉強(qiáng)度;柱狀晶晶界對α片層的受力變形有一定的阻礙作用;α片層通過擠壓變形和滑移變形兩種機(jī)制發(fā)生變形或斷裂;兩種方向上拉伸斷裂方式不同,沿沉積方向上斷裂為韌性斷裂,沿垂直沉積方向上斷裂為半解理半韌性斷裂。
2016, 45(12):3302-3305.
摘要:本文采用碳酰胺高溫分解產(chǎn)生含C、O、N源與氫化鋯原位反應(yīng)制備阻氫滲透層,借助俄歇電子能譜(AES)和X射線光電子能譜(XPS)等手段對阻氫滲透層元素成分及深度、鍵態(tài)進(jìn)行分析。俄歇電子能譜(AES)結(jié)果表明:氫化鋯表面原位反應(yīng)層由C、N、O、Zr元素組成,隨濺射時(shí)間增加,O、Zr元素含量增加,C、N元素含量降低。原位反應(yīng)層厚度約3.4μm,其中含N、C層深度約150nm左右。氫化鋯表面阻氫滲透層XPS分析表明,表面層存在ZrO2,同時(shí)有Zr-OH、Zr-N、C-H、N-H鍵。碳酰胺與氫化鋯高溫下原位反應(yīng)層滲透的機(jī)理是基體中H擴(kuò)散時(shí)被C、O、N捕捉形成相應(yīng)的C-H、O-H、N-H鍵。
2016, 45(12):3306-3312.
摘要:以雙層結(jié)構(gòu)熱障涂層為研究對象,采用三維X射線顯微鏡、圖像處理技術(shù)研究了熱障涂層的形貌、組成、厚度、孔隙及孔隙率等三維結(jié)構(gòu)特征。采用三維成像方法獲得了高分辨率的熱障涂層層狀結(jié)構(gòu)CT圖像,用三維分割與提取法得到了陶瓷隔熱層、粘結(jié)層和基體的三維形貌,定量分析了厚度、孔隙尺寸、孔隙數(shù)量及孔隙率等熱障涂層重要表征參數(shù)。結(jié)果表明,三維X射線顯微鏡厚度分析結(jié)果與掃描電鏡分析結(jié)果基本一致,孔隙率受重建精度影響。
劉臣偉 , 冉廣 , 雷鵬輝 , 劉騰蛟 , 張瑞謙 , 商佳程
2016, 45(12):3313-3318.
摘要:本文采用光學(xué)顯微鏡和透射電子顯微鏡對兩種制備工藝的Zr-0.8Sn-1Nb-0.3Fe鋯合金進(jìn)行了微觀組織分析與表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明增加冷軋次數(shù)與退火過程會(huì)導(dǎo)致鋯合金的晶粒尺寸變大和不均勻化,平均尺寸從3.9μm長大到6.0μm;且析出相的尺寸變大、彌散程度降低,平均尺寸從74.6nm長大至89.6nm。增加冷軋次數(shù)與退火過程會(huì)使基體中的Nb進(jìn)一步析出,析出相中Nb/Fe比值增加,平均值從1.17增加至1.39。兩種鋯合金中的析出相主要為面心立方結(jié)構(gòu)的(Zr,Nb)2Fe化合物,Nb/Fe比值較低,尺寸較大。而在增加冷軋次數(shù)與退火過程的鋯合金中還觀察到少量密排六方結(jié)構(gòu)的Zr(Nb,Fe)2析出相,Nb/Fe比值較高,尺寸較小。
2016, 45(12):3319-3324.
摘要:針對不同時(shí)效制度下2A97鋁鋰合金的疲勞裂紋擴(kuò)展速率進(jìn)行了研究;并通過光學(xué)顯微鏡、透射電鏡和掃描電鏡對合金的微觀組織和疲勞斷口進(jìn)行了觀察分析。結(jié)果表明: 2A97合金薄板(T3 135℃/12h)時(shí)效態(tài)的裂紋擴(kuò)展速率最低,其次為T3,(T3 135℃/60h)時(shí)效態(tài)的擴(kuò)展速率略低于(T3 135℃/120h)時(shí)效態(tài),T6態(tài)的裂紋擴(kuò)展速率最高。時(shí)效制度在較低的ΔK水平下對合金的裂紋擴(kuò)展速率影響較大,而在較高ΔK水平下影響較小。δ?相及細(xì)小的T1相可以促進(jìn)共面滑移,增加滑移可逆性,降低裂尖應(yīng)力集中程度及塑性累積水平,同時(shí)使裂紋發(fā)生偏折,促進(jìn)裂紋閉合效應(yīng),提高裂紋擴(kuò)展抗力;粗大、密集的T1相及半共格的θ?相抑制共面滑移,易于造成應(yīng)力集中,降低裂紋擴(kuò)展抗力;晶界處的無沉淀析出帶(PFZ)及平衡相急劇降低晶界強(qiáng)度,極易造成沿晶開裂,使合金裂紋擴(kuò)展速率迅速提高。
2016, 45(12):3325-3329.
摘要:在經(jīng)過離子滲氮(PN)處理的冷作模具鋼Cr12MoV基體上,采用閉合場非平衡磁控濺射離子鍍法制備CrNiTiN鍍層,與非氮化的試樣進(jìn)行了膜/基結(jié)合力、耐磨性和表面能的對比。研究表明,CrNiTiN膜層具備較低的表面能,但是膜層和基體的結(jié)合力較差。Cr12MoV鋼經(jīng)離子氮化后,CrNiTiN膜層與氮化層間結(jié)合緊密,提高了膜與基體的承載能力;離子氮化處理使膜層的摩擦系數(shù)和磨損率明顯降低;離子氮化會(huì)提高CrNiTiN膜層總表面能,但不會(huì)影響表面的抗粘性能。
2016, 45(12):3330-3334.
摘要:Zr-4厚壁管件是核電站燃料供給系統(tǒng)中重要零件,擠壓成形后需要三點(diǎn)彎矯直工藝減少后續(xù)加工量。其矯直過程是微小彈塑性變形過程,通過分析彈性、彈塑性和回彈三階段的應(yīng)力應(yīng)變變化,形成管件M-?-?方程,反映彈塑性彎曲變形和卸載間關(guān)系?;赯r-4管材料特性,建立彈性線性強(qiáng)化本構(gòu)模型,計(jì)算矯直撓度,提出Zr-4厚壁管矯直行程計(jì)算方法。經(jīng)過對多根最大彎曲變形20mm,具有6個(gè)檢測點(diǎn)、長5m厚壁Zr-4管進(jìn)行矯直實(shí)驗(yàn),矯直后彎曲量均小于0.50mm,矯直時(shí)間由手工矯直1.5h/根減少到22.5min/根,表明該矯直行程計(jì)算方法具有一定的實(shí)用性。
2016, 45(12):3335-3340.
摘要:ATI 718Plus(簡稱718Plus)合金作為一種新型Ni-Fe基變形高溫合金渦輪盤材料,由于在700℃下具備優(yōu)異的綜合力學(xué)性能、熱加工和焊接等工藝性能以及適宜的成本,而受到國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。本文綜述了近幾年國內(nèi)718Plus合金的研究進(jìn)展,主要包括(1)718Plus合金相組成及合金特點(diǎn);(2)P對718Plus合金組織及性能的影響規(guī)律及機(jī)理;(3)Al對718Plus合金組織及性能的影響規(guī)律及機(jī)理;(4)析出相對718Plus合金性能的影響規(guī)律及機(jī)理。以上研究結(jié)果,將使人們對718Plus合金特點(diǎn)以及合金元素對718Plus合金的組織和性能影響機(jī)理具有更深入的了解。
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