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  • 2017年第46卷第10期文章目次
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    • >材料科學(xué)
    • 鉭鎢合金動(dòng)態(tài)力學(xué)行為及其本構(gòu)模型研究

      2017, 46(10):2753-2762.

      摘要 (1895) HTML (188) PDF 594.69 K (2248) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:本文對(duì)兩種鉭鎢合金(Ta-2.5W和Ta-10W,鎢的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為2.5 %和10 %)的準(zhǔn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)變形行為進(jìn)行了系統(tǒng)研究。根據(jù)準(zhǔn)靜態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)、霍普金森壓桿(SHPB)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,表明兩種鉭鎢合金的屈服應(yīng)力對(duì)加載應(yīng)變率和鎢的含量較為敏感,并擬合得到了兩種鉭鎢合金的JC本構(gòu)模型。其次,為驗(yàn)證本構(gòu)模型的合理性,開(kāi)展了泰勒撞擊實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究,應(yīng)變率范圍為103~104 s-1,數(shù)值模擬得到的泰勒桿側(cè)輪廓與撞擊端面輪廓與實(shí)驗(yàn)吻合較好。最后,為研究鉭鎢合金變形后的細(xì)觀特性,對(duì)桿件進(jìn)行了光學(xué)顯微照片分析。本文的研究方法與結(jié)果可為材料本構(gòu)關(guān)系的確定提供借鑒。

    • 基于接觸摩擦量化作用的鎂合金軋制力預(yù)報(bào)研究

      2017, 46(10):2763-2769.

      摘要 (1572) HTML (153) PDF 632.57 K (2212) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:本研究針對(duì)鎂合金熱軋制工藝,通過(guò)協(xié)調(diào)有限元分析結(jié)果及物理試驗(yàn)數(shù)據(jù),提出一種關(guān)于熱軋制接觸摩擦因子的確定方法,耦合多軋制工藝參數(shù)進(jìn)一步擬合出其求解關(guān)系式,工藝參數(shù)包括:軋制溫度,軋制速度以及壓下率。在之前對(duì)AZ31B鎂合金板材軋制過(guò)程軋制力預(yù)報(bào)模型及溫度場(chǎng)數(shù)學(xué)模型建立研究的基礎(chǔ)上,綜合考慮接觸單位壓力及摩擦應(yīng)力兩方面因素的作用,對(duì)前期軋制力預(yù)報(bào)模型進(jìn)行了優(yōu)化重構(gòu),經(jīng)確定接觸摩擦作用到軋輥的壓力約占整體軋制力的4.36%。

    • 基于“多線段三角孔型系統(tǒng)”軋制TC4合金棒材變形特征研究

      2017, 46(10):2770-2774.

      摘要 (1809) HTML (157) PDF 511.94 K (1537) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:隨著對(duì)高強(qiáng)度,高延展性鈦及鈦合金棒材的迅速需求,開(kāi)發(fā)有色金屬棒材多輥熱連軋技術(shù)是非常必要的。本文作者研究在Y型三輥軋機(jī)上采用“多線段三角-圓”孔型系統(tǒng)生產(chǎn)鈦合金棒材。采用ANSYS有限元軟件模擬了TC4棒材在連軋過(guò)程中的變形特征,穩(wěn)定性及溫度分布;并在Y型連軋機(jī)上進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明:帶有凹面狀的“多線段三角”孔型具有良好的對(duì)中性,能有效阻止軋件扭轉(zhuǎn)或偏離軋制中心線,提高棒材軋制穩(wěn)定性;此外,相對(duì)于“平三角-圓”孔型,采用這種孔型軋制棒材,顯著降低了TC4合金棒材橫截面的溫度梯度,從而減少產(chǎn)品表面裂紋,提高表面質(zhì)量。

    • 不同熱塑性蠟基粘接劑對(duì)316L注射成型件性能的影響

      2017, 46(10):2775-2780.

      摘要 (1484) HTML (168) PDF 0.00 Byte (1575) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:用金屬注射成型方法研究三種熱塑性蠟基粘接劑(高密度聚乙烯、高密度聚乙烯/聚丙烯、聚丙烯)對(duì)316L不銹鋼尺寸穩(wěn)定性及其機(jī)械性能的影響,對(duì)三種熱塑性蠟基粘接劑溶劑脫脂過(guò)程進(jìn)行了分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明用高密度聚乙烯/聚丙烯熱塑性蠟基粘接劑得到的316L不銹鋼注射成型件尺寸穩(wěn)定性及機(jī)械性能較好,溶劑脫脂時(shí)間較短、效果較好,其長(zhǎng)、寬、高三維尺寸穩(wěn)定性比聚丙烯熱塑性蠟基粘接劑得到的注射成型件分別高46 %,40 %,20 %,密度、硬度和拉伸強(qiáng)度分別為7.28 g/cm3、72.3 HRB和579MPa。

    • 等離子噴涂(La0.4Sm0.5Yb0.1)2Zr2O7涂層的熱性能研究

      2017, 46(10):2785-2789.

      摘要 (1386) HTML (173) PDF 0.00 Byte (1603) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:本文采用大氣等離子噴涂制備了(La0.4Sm0.5Yb0.1)2Zr2O7涂層,并在相同的條件下制備了Sm2Zr2O7涂層作為對(duì)比。分別用掃描電子顯微鏡和X射線衍射儀分析 LSYZO涂層的微觀形貌和相結(jié)構(gòu),并對(duì)兩種涂層的熱導(dǎo)率進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果表明,等離子噴涂后LSYZO涂層的相結(jié)構(gòu)未發(fā)生變化。LSYZO涂層的結(jié)合強(qiáng)度為22 MPa,與SZO涂層相當(dāng)。LSYZO涂層熱震40次后發(fā)生失效,其熱導(dǎo)率明顯低于SZO涂層,這主要與LSYZO陶瓷自身的復(fù)雜結(jié)構(gòu)有關(guān)。

    • 高阻尼鎂合金Mg-0.6%Zr和Mg-Ni中內(nèi)耗峰分析

      2017, 46(10):2790-2793.

      摘要 (1436) HTML (173) PDF 0.00 Byte (1371) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:在高阻尼鎂合金研究中,發(fā)現(xiàn)了與合金室溫下高阻尼性能有關(guān)的寬的弛豫內(nèi)耗峰,該峰為位錯(cuò)內(nèi)耗峰;該峰是基面位錯(cuò)在熱激活作用下運(yùn)動(dòng)與點(diǎn)缺陷(空位與溶質(zhì)原子)相互作用產(chǎn)生。同時(shí)在高阻尼合金Mg-Ni和Mg-0.6%Zr中發(fā)現(xiàn)了晶界內(nèi)耗峰。有必要指出的是合金的顯微組織會(huì)影響晶界弛豫:隨著Ni的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加,晶粒細(xì)化同時(shí)晶界內(nèi)耗峰向低溫處遷移;同Mg-0.6%Zr合金相比,加入少量的Y后,Mg-0.6%Zr-Y合金晶界弛豫峰向高溫處推進(jìn)。

    • 采用頂出方法研究纖維增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料的界面斷裂韌性

      2017, 46(10):2794-2800.

      摘要 (1530) HTML (176) PDF 0.00 Byte (1311) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為了估計(jì)單向SiC纖維增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料的界面斷裂韌性GIIc,本文提出了一個(gè)關(guān)于單根纖維頂出試驗(yàn)的新模型,在本模型中,界面脫粘開(kāi)始于試樣的底端面。本文以斷裂力學(xué)為基礎(chǔ)推導(dǎo)出了GIIc 的理論公式,并且討論了幾個(gè)關(guān)鍵因素對(duì)GIIc的影響,如裂紋擴(kuò)展所需的外加應(yīng)力,裂紋長(zhǎng)度以及界面的摩擦剪切應(yīng)力。并且運(yùn)用此模型預(yù)測(cè)了復(fù)合材料 Sigma1240/Ti-6-4, SCS/Ti-6-4, SCS/Timetal 834 and SCS/Timetal 21s 的界面斷裂韌性,并與以前的有限元結(jié)果進(jìn)行了比較。結(jié)果顯示,對(duì)于脫粘起始于試樣的底端面的頂出試驗(yàn),本模型能較可靠地預(yù)測(cè)鈦基復(fù)合材料的界面斷裂韌性。

    • TiO2溶膠對(duì)Cu-Sn鍍層微觀組織結(jié)構(gòu)和性能的影響研究

      2017, 46(10):2801-2806.

      摘要 (1856) HTML (163) PDF 0.00 Byte (1733) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為了進(jìn)一步提高Cu-Sn鍍層的硬度和耐磨性,在保持鍍層自潤(rùn)滑性能的基礎(chǔ)上,采用納米溶膠技術(shù)與復(fù)合電鍍技術(shù)相結(jié)合的方法,將納米TiO2溶膠加入到電解液,制備獲得TiO2納米粒子強(qiáng)化的Cu-Sn-TiO2復(fù)合鍍層。通過(guò)對(duì)顯微硬度、摩擦學(xué)性能和微觀組織結(jié)構(gòu)的分析表明,適量納米TiO2溶膠的加入,細(xì)化了Cu-Sn鍍層組織,提高了鍍層的致密性,硬度和耐磨性均較Cu-Sn鍍層顯著提高。

    • Si對(duì)CoCrAlY涂層抗熱腐蝕性能的影響

      2017, 46(10):2807-2811.

      摘要 (1679) HTML (167) PDF 0.00 Byte (1213) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:摘要:本文針對(duì)CoCrAlSiY涂層的抗熱腐蝕性能,采用HVOF方法制備了涂層,用75wt.%Na2SO4+25wt.%NaCl熱鹽涂敷的方法,對(duì)比了不同Si含量(0、2%及5%)CoCrAlSiY涂層在900℃條件下的抗熱腐蝕性能。研究結(jié)果表明:隨著反應(yīng)溫度升高,涂層的平均腐蝕穿透深度呈增加趨勢(shì);隨著Si含量上升,涂層的平均腐蝕穿透深度逐漸下降。腐蝕后CoCrAlSiY涂層內(nèi)生成了高熔點(diǎn)的金屬硅化物CrSi,有助于提高涂層的抗腐蝕性能。

    • 高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al電子封裝復(fù)合材料的釬焊綜述

      2017, 46(10):2812-2819.

      摘要 (1698) HTML (169) PDF 0.00 Byte (1906) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al復(fù)合材料作為電子封裝材料使用日益流行,其釬焊具有重要的實(shí)際意義。近來(lái),一些新釬料合金和工藝被開(kāi)發(fā)用于高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al復(fù)合材料的釬焊。本文回顧了SiCp/Al復(fù)合材料的物理力學(xué)性能和制備工藝,綜述了應(yīng)用于高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al復(fù)合材料的合金釬料、釬焊工藝及其接頭微結(jié)構(gòu)與性能,旨在進(jìn)一步理解它們之間的關(guān)聯(lián)性,以優(yōu)化接頭性能與可靠性。往Al?Si合金中添加Cu、Mg、Ni等合金元素有助于提高釬料合金和釬焊接頭的使用性能,如可優(yōu)化釬料合金的應(yīng)用溫度、接頭界面結(jié)合和焊縫強(qiáng)度。而表面金屬化和超聲波振動(dòng)兩種釬焊輔助工藝可通過(guò)避免或去除復(fù)合材料表面的Al2O3和SiO2氧化膜來(lái)改善合金釬料的釬焊性。最后,指出需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)合金釬料的優(yōu)化設(shè)計(jì)、表面金屬化工藝以及焊料/涂層/基材體系之間的潤(rùn)濕性和界面行為的研究。

    • Ni含量對(duì)WC-Ni復(fù)合材料組織和性能影響規(guī)律研究

      2017, 46(10):2820-2824.

      摘要 (1349) HTML (116) PDF 0.00 Byte (1682) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用簡(jiǎn)化預(yù)處理輔助化學(xué)沉積方法制備了WC-Ni復(fù)合粉體,結(jié)合壓制燒結(jié)方法獲得了不同Ni成分的WC-Ni復(fù)合材料。通過(guò)FESEM. EDS 和XRD檢測(cè)手段研究分析了原始WC粉、WC-Ni復(fù)合粉體和WC-Ni復(fù)合材料的表面形貌和斷口特征。研究了不同Ni含量對(duì)WC-Ni復(fù)合材料組織性能的影響規(guī)律。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,Ni顆粒均勻包覆在WC粉體表面,WC-Ni復(fù)合材料具有細(xì)小均勻的晶粒分布;隨著Ni含量的增加,WC-Ni復(fù)合材料的抗彎強(qiáng)度增加,硬度基本保持不變,斷口形貌表現(xiàn)出穿晶斷裂特征。

    • Al-Cu-Li合金多道次熱變形過(guò)程中的力學(xué)行為與微觀組織演化

      2017, 46(10):2825-2830.

      摘要 (1439) HTML (158) PDF 0.00 Byte (1525) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:對(duì)Al-2.5wt%Cu-1.58wt%Li-0.3wt%Mn-0.12wt%Zr-0.06wt%Mg-0.05wt%Ti合金進(jìn)行連續(xù)、不連續(xù)、雙道次和多道次熱壓縮,研究其力學(xué)行為和微觀組織演化。采用Gleeble-1500試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行熱變形,變形溫度為420℃,應(yīng)變速率分別為0.001,0.1和 10s-1,對(duì)合金不同熱變形階段進(jìn)行EBSD和TEM分析。雙道次熱壓縮表明,道次間隔時(shí)間的延長(zhǎng)有利于促進(jìn)靜態(tài)軟化。通過(guò)改變變形過(guò)程中的應(yīng)變速率,可控制合金的晶粒尺寸。多道次熱變形過(guò)程,道次間的靜態(tài)軟化促進(jìn)動(dòng)態(tài)軟化,反之亦然。在多道次熱變形過(guò)程中(T=420℃, =0.1s-1)出現(xiàn)T1和θ′相動(dòng)態(tài)析出。變形初始階段,應(yīng)變誘導(dǎo)位錯(cuò)為T(mén)1和θ′相提供形核位置,促進(jìn)它們的析出和粗化。隨應(yīng)變的增加,T1和θ′相尺寸減小并趨于穩(wěn)定,δ′相密度降低。試驗(yàn)合金多道次熱變形過(guò)程中的流變應(yīng)力受動(dòng)態(tài)軟化、靜態(tài)軟化和動(dòng)態(tài)析出綜合影響。

    • 低溫等離子復(fù)合技術(shù)制備氧化鋁阻氚涂層的研究

      2017, 46(10):2837-2841.

      摘要 (1368) HTML (176) PDF 0.00 Byte (1625) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用低溫等離子體復(fù)合技術(shù)在不銹鋼基體上制備了氧化鋁阻氚涂層,先后經(jīng)過(guò)磁控濺射鍍鋁,熱處理及氧離子注入。利用XRD、SEM、EDS、AES對(duì)涂層進(jìn)行了相結(jié)構(gòu)、表面形貌、成分、元素分布等分析,并進(jìn)行了劃痕實(shí)驗(yàn)、抗熱震性能及阻氚性能測(cè)試,結(jié)果表明:磁控濺射獲得了高質(zhì)量的鋁涂層,熱處理后形成了FeAl合金過(guò)渡層。在離子注入中,當(dāng)注入劑量不變電壓增加時(shí),離子注入深度增加而氧元素分布梯度減少;當(dāng)注入劑量達(dá)到8×1017 ions/cm2以上時(shí),氧元素分布變得均勻。所獲得的氧化鋁涂層具有較好膜基結(jié)合力、抗熱震性能及阻氚性能。經(jīng)過(guò)疊加電壓注入且劑量達(dá)到8×1017 ions/cm2的膜層具有最好的阻氚性能,在600oC能使不銹鋼的氚滲透率降低3個(gè)數(shù)量級(jí)。

    • 表面擴(kuò)散機(jī)制下非等徑金屬粉末燒結(jié)過(guò)程的數(shù)值模擬研究

      2017, 46(10):2842-2846.

      摘要 (1326) HTML (169) PDF 0.00 Byte (1566) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:本文主要進(jìn)行的是表面擴(kuò)散機(jī)制下非等徑金屬粉末燒結(jié)過(guò)程的數(shù)值模擬研究。為了準(zhǔn)確地描述非等徑金屬粉末的燒結(jié)過(guò)程,對(duì)表面擴(kuò)散模型建立了更加合適的初邊值條件,并用有限差分法對(duì)該模型進(jìn)行數(shù)值求解,實(shí)現(xiàn)了半徑比為1:1、1:1.5、1:2的非等徑金屬粉末燒結(jié)過(guò)程的二維及三維數(shù)值模擬。此外,非等徑金屬粉末燒結(jié)過(guò)程的數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好。最后,分析了非等徑金屬粉末的半徑比對(duì)燒結(jié)頸半徑生長(zhǎng)速度的影響,數(shù)值結(jié)果表明:隨著金屬粉末半徑比的減小,頸半徑生長(zhǎng)速度逐漸變快。

    • 熱擠壓對(duì)不同攪拌時(shí)間制備的納米SiCp/Mg-9Al-1Zn復(fù)合材料組織和性能的影響

      2017, 46(10):2847-2851.

      摘要 (1360) HTML (158) PDF 0.00 Byte (1514) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:通過(guò)半固態(tài)攪拌鑄造和熱擠壓變形復(fù)合工藝制備出了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的納米SiCp/Mg-9Al-1Zn鎂基復(fù)合材料。研究了攪拌時(shí)間分別為10min和30min時(shí)對(duì)納米SiCp/Mg-9Al-1Zn鎂基復(fù)合材料的顯微組織和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,對(duì)于鑄態(tài)的納米SiCp/Mg-9Al-1Zn鎂基復(fù)合材料來(lái)說(shuō),攪拌時(shí)間為30min時(shí),基體的晶粒細(xì)化,但在晶界處析出的Mg17Al12相數(shù)量增多,網(wǎng)狀化嚴(yán)重且SiC團(tuán)聚增加,使得復(fù)合材料的力學(xué)性能下降。而通過(guò)熱擠壓后,復(fù)合材料形成了粗晶與細(xì)晶交替的組織結(jié)構(gòu)。特別是對(duì)于攪拌時(shí)間為30min的復(fù)合材料,細(xì)晶區(qū)增多且納米SiC顆粒分布更加均勻, 這就使得力學(xué)性能高于攪拌10min的擠壓態(tài)的SiCp/Mg-9Al-1Zn復(fù)合材料。

    • 一種新型高強(qiáng)鈦合金熱處理過(guò)程中的初生相形態(tài)演變和力學(xué)性能的研究

      2017, 46(10):2852-2856.

      摘要 (1223) HTML (167) PDF 0.00 Byte (1346) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:本文對(duì)一種新型高強(qiáng)β鈦合金熱處理過(guò)程中初生α相形貌演變和力學(xué)性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:α/β區(qū)雙重固溶處理時(shí)初生α相在原有近球形晶?;A(chǔ)上呈現(xiàn)球狀生長(zhǎng);當(dāng)固溶后以0.5℃/min冷卻速率下?tīng)t冷,除部分初生α相依然保持近球狀生長(zhǎng),另有部分α相出現(xiàn)了α相端面的“叉型”結(jié)構(gòu)定向生長(zhǎng)特征。新型合金α/β區(qū)固溶后空冷+時(shí)效處理后獲得的細(xì)小等軸或短棒狀初生α相與針狀次生α相的混合組織具有優(yōu)異的強(qiáng)-塑性匹配(1300MPa,延伸率10.5%)。當(dāng)固溶后爐冷+時(shí)效處理合金在抗拉強(qiáng)度1000MPa,延伸率19%,斷面收縮率45%時(shí)具有優(yōu)異的斷裂韌性(≥80 MPa?M1 / 2),認(rèn)為該合金是一種優(yōu)良的結(jié)構(gòu)材料。

    • TiN/CrN多層薄膜微觀結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能的研究

      2017, 46(10):2857-2862.

      摘要 (1456) HTML (169) PDF 0.00 Byte (1620) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:近些年來(lái),TiN/CrN多層薄膜由于其優(yōu)良的力學(xué)性能被廣泛應(yīng)用于表面防護(hù),提高零部件性能和使用壽命等方面。為了研究TiN/CrN多層薄膜微觀結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能的關(guān)系,本文采用磁控濺射技術(shù)制備了TiN、CrN單層薄膜和三種不同調(diào)制周期的TiN/CrN多層薄膜。通過(guò)原子力顯微鏡和X射線衍射分析了膜的表面形貌和相結(jié)構(gòu)。使用納米壓痕儀測(cè)試薄膜的硬度和壓入塑性,曲率法測(cè)定薄膜的殘余應(yīng)力。結(jié)果表明,TiN/CrN的多層薄膜是由TiN和Cr2N兩相組成,隨著調(diào)制周期的增大TiN層與CrN層之間的界面區(qū)域變小,界面平滑且明顯。力學(xué)性能方面,多層薄膜的硬度和壓入塑性比單層膜好,并且多層薄膜隨調(diào)制周期的減小硬度和壓入塑性越大,殘余應(yīng)力隨周期性的增加而逐漸增大。綜上可見(jiàn),TiN/CrN多層薄膜的力學(xué)性能的改善取決于界面區(qū)域的大小和形貌,即調(diào)制周期,該結(jié)論與Hall–Petch理論相吻合。

    • Cr、Mo對(duì)DO3-Fe3Al力學(xué)性能和電子結(jié)構(gòu)影響的理論研究

      2017, 46(10):2863-2869.

      摘要 (1414) HTML (181) PDF 0.00 Byte (1578) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用基于密度泛函理論的第一性原理方法,研究了Cr、Mo在DO3-Fe3Al 金屬間化合物中的占位、以及Cr、Mo對(duì)Fe3Al力學(xué)性能和電子結(jié)構(gòu)的影響。研究顯示:Cr、Mo在Fe3Al中優(yōu)先替代Al原子;Cr、Mo的添加均提升了Fe3Al的體模量、剪切模量、彈性模量以及塑性,其中Mo對(duì)Fe3Al的模量以及塑性的提升效果更明顯。電子結(jié)構(gòu)和電荷密度分析表明:Cr、Mo對(duì)Fe3Al力學(xué)性能提高的主要原因是Cr、Mo的s,p和d軌道電子參與了Fe3Al的電子雜化,Cr、Mo增加了Fe3Al的成鍵峰數(shù)量,且增加了Fe3Al中原子間的重疊電子數(shù),此外Cr、Mo減弱了Fe3Al中Fe-Fe間電子云的方向性。

    • Al-15wt.%Mg2Si復(fù)合材料中二元相的研究

      2017, 46(10):2870-2876.

      摘要 (1213) HTML (156) PDF 0.00 Byte (1427) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:原位內(nèi)生法制備Al-15wt%Mg2Si復(fù)合材料,其中二元相成分的研究很少,本文通過(guò)XRD測(cè)試方法,定性和定量的分析材料中的相成分和相含量。利用Reflex模擬Al-Mg-Si系合金的XRD衍射圖譜,并與XRD測(cè)試結(jié)果對(duì)比。利用CASTEP中基于密度泛函理論的第一性原理方法,對(duì)Al-Mg2Si復(fù)合材料中的Mg2Si相和Mg17Al12相的平衡晶格常數(shù),熱力學(xué)參數(shù)和彈性性質(zhì)做了系統(tǒng)的研究,分析兩相的穩(wěn)定性和力學(xué)性能。XRD分析結(jié)果顯示,Al-15wt%Mg2Si復(fù)合材料中僅含有α-Al相和Mg2Si相,且Mg2Si相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.9wt.%。模擬與實(shí)驗(yàn)中,相同晶面指數(shù)的XRD標(biāo)定值相差很小,實(shí)驗(yàn)值驗(yàn)證了模擬值的可靠性。模擬值證實(shí)Al-Mg2Si復(fù)合材料中,理論上只形成α-Al相和Mg2Si相。CASTEP計(jì)算結(jié)果表明,Al-Mg2Si復(fù)合材料中的Mg2Si相較Mg17Al12相易于形成,且穩(wěn)定性較好。Mg2Si相的彈性模量E,剪切模量G,體模量B均大于Mg17Al12相,Mg2Si相的力學(xué)性能較好,但脆性較大,且塑性較差。

    • Zr-Fe-Cu三元系700℃等溫截面

      2017, 46(10):2877-2882.

      摘要 (1352) HTML (161) PDF 0.00 Byte (1453) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:利用X射線粉末衍射法(XRD),掃描電子顯微鏡(SEM)和能譜分析(EDX)等方法建立了Zr-Fe-Cu三元系700℃等溫截面。證實(shí)此截面存在兩個(gè)三元固溶相Zr(Fe,Cu)和Zr2(Fe,Cu),分別用τ1和τ2表示。確定體系中存在七個(gè)穩(wěn)定二元化合物Fe2Zr、FeZr3、CuZr2、Cu10Zr7、Cu8Zr3、Cu51Zr14、Cu5Zr,其中Cu51Zr14對(duì)第三組元表現(xiàn)出較大的固溶替代,體系中不存在Fe23Zr6相。

    • 評(píng)價(jià)多孔Si3N4陶瓷斷裂韌性的新方法——單向壓縮試驗(yàn)

      2017, 46(10):2883-2888.

      摘要 (1525) HTML (150) PDF 0.00 Byte (1667) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:人們常用單邊梁切口法(SENB)評(píng)價(jià)多孔陶瓷的斷裂韌性(K1C),K1C隨孔隙率增加而不斷下降,SENB測(cè)試結(jié)果表明多孔陶瓷中的微氣孔、微裂紋不僅沒(méi)有起到增韌作用阻止裂紋擴(kuò)展,反而加速了擴(kuò)展。而評(píng)價(jià)多孔陶瓷熱震損傷抗力(R"""")時(shí)發(fā)現(xiàn),多孔陶瓷R""""隨孔隙率增加而增大,該理論表明氣孔率增加阻止了裂紋擴(kuò)展。很顯然,采用SENB法測(cè)定的K1C值與微裂紋增韌以及熱震損傷理論相矛盾。多孔陶瓷的單向壓縮試驗(yàn)表明,其σ-ε曲線可明顯分為兩部分,即彈性變形部分和非線性部分,非線性部分出現(xiàn)是由于眾多微裂紋亞穩(wěn)擴(kuò)展所致,最終發(fā)生失穩(wěn)斷裂。用該法測(cè)出的斷裂能,可量化微裂紋增韌效應(yīng),完善了多孔陶瓷斷裂韌性的測(cè)試方法。

    • RE2O3對(duì)鋼液凝固時(shí)異質(zhì)形核促進(jìn)效用的晶體學(xué)計(jì)算

      2017, 46(10):2889-2894.

      摘要 (1687) HTML (173) PDF 0.00 Byte (1700) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:鋼中微量稀土擴(kuò)大凝固組織中等軸晶區(qū)比例、細(xì)化晶粒的作用受到研究者的高度重視,但是,對(duì)于高熔點(diǎn)的稀土夾雜物作為鋼液凝固過(guò)程中異質(zhì)形核核心的可能性及效用還有待從晶體學(xué)的角度開(kāi)展深入的研究。本文針對(duì)鋼中添加稀土鑭、鈰形成的高熔點(diǎn)夾雜物相Ce2O3和La2O3,利用邊-邊匹配模型計(jì)算其與初生相(δ-Fe或γ-Fe)之間的原子匹配情況,從晶體學(xué)角度預(yù)測(cè)其作為鋼液凝固時(shí)初生相異質(zhì)形核核心的可能性及效用,并為理解稀土細(xì)化鋼的凝固組織的作用機(jī)理提供新的見(jiàn)解。結(jié)果表明,Ce2O3和La2O3均可作為初生相δ-Fe及γ-Fe異質(zhì)形核的核心;Ce2O3和La2O3均可有效細(xì)化δ-Fe晶粒,但其細(xì)化γ-Fe晶粒的效果遠(yuǎn)不如其細(xì)化δ-Fe晶粒的效果;對(duì)于γ-Fe,La2O3的細(xì)化效果較Ce2O3稍好。

    • TC17鈦合金片狀組織球化演變及Burgers關(guān)系的缺失

      2017, 46(10):2895-2899.

      摘要 (1563) HTML (170) PDF 0.00 Byte (1517) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用EBSD技術(shù)研究了TC17鈦合金片狀組織在熱變形過(guò)程中的球化演變規(guī)律,并對(duì)比分析了變形前后α相與β相間Burgers關(guān)系的變化。結(jié)果表明,熱變形導(dǎo)致β相發(fā)生明顯的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。變形初期片狀組織內(nèi)部首先形成位錯(cuò)亞結(jié)構(gòu),隨后在動(dòng)態(tài)回復(fù)作用下形成小角度晶界;隨著變形的增大,亞晶界轉(zhuǎn)化為大角度晶界導(dǎo)致片狀α的破裂;破碎α相的相界再通過(guò)擴(kuò)散作用繼續(xù)遷移,最終實(shí)現(xiàn)α相的球化。熱變形在改變片狀組織形貌和穩(wěn)定性的同時(shí),也破壞了片狀組織中α相和β相間嚴(yán)格的Burgers關(guān)系,熱變形過(guò)程中柱滑移和其他滑移系或?qū)\晶系的啟動(dòng),是造成α相與β相間嚴(yán)格Burgers關(guān)系破壞的根本原因。

    • >材料工藝
    • 徑向鍛復(fù)合單向壓縮變形式再結(jié)晶熔融法制備半固態(tài)坯料的研究

      2017, 46(10):2900-2907.

      摘要 (1324) HTML (143) PDF 0.00 Byte (1452) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用徑向鍛復(fù)合單向壓縮變形式再結(jié)晶熔融(RFCUC-RAP)法和徑向鍛復(fù)合多向壓縮變形式再結(jié)晶熔融(RFCMC-RAP)法對(duì)鋁合金6063擠壓棒料進(jìn)行處理。對(duì)比分析了合金在直接半固態(tài)等溫處理(SSIT)法、RFCUC-RAP法及RFCMC-RAP法三種工藝下微觀組織的演化過(guò)程。結(jié)果表明:相比于直接SSIT法,采用RFCUC-RAP法和RFCMC-RAP法制備出的鋁合金6063半固態(tài)坯料的晶粒尺寸明顯減小,晶粒形狀也有所改善。同時(shí),由于變形過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單,RFCUC-RAP法比RFCMC-RAP法更有優(yōu)勢(shì),是一種有效的制備高質(zhì)量半固態(tài)坯料的方法。

    • ZK60鎂合金在氫化脫氫過(guò)程中的組織演化及納米晶鎂合金材料的制備

      2017, 46(10):2908-2914.

      摘要 (1635) HTML (159) PDF 438.31 K (1728) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:本文通過(guò)研究溫度、氫壓和時(shí)間等對(duì)ZK60合金氫化-脫氫過(guò)程的影響,開(kāi)發(fā)了制備ZK60納米晶材料的新工藝。在探究ZK60合金完全氫化-脫氫技術(shù)的基礎(chǔ)上,采用XRD、OM、SEM以及TEM技術(shù)考察了氫化-脫氫前后鎂合金組織與結(jié)構(gòu)演變。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明HDDR過(guò)程中溫度對(duì)其氫化-脫氫程度影響最大。在本文中可完全氫化的最佳技術(shù)參數(shù)為在350℃時(shí),2MPa氫壓下保溫12h,并抽真空在350℃下保溫3h完全脫氫,采用該工藝可將ZK60合金粉末的晶粒由160mm細(xì)化到20nm左右。

    • GH4720Li合金裂紋擴(kuò)展速率的溫度敏感性

      2017, 46(10):2915-2921.

      摘要 (1734) HTML (178) PDF 731.09 K (2148) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:測(cè)定了難變形高溫合金GH4720Li在650℃、700℃、750℃及800℃空氣環(huán)境下的裂紋擴(kuò)展速率,并結(jié)合斷口分析了在純疲勞及保載條件下溫度對(duì)合金裂紋擴(kuò)展速率的影響。結(jié)果表明,隨著溫度升高,合金裂紋擴(kuò)展速率的增長(zhǎng)幅度變大。800℃時(shí),合金的疲勞裂紋擴(kuò)展速率急劇增大。高溫下,疲勞裂紋的擴(kuò)展方式發(fā)生了明顯變化,650℃時(shí)斷口為沿晶和穿晶混合型,700~800℃時(shí)裂紋以沿晶斷裂為主。保載時(shí)間的延長(zhǎng),裂紋擴(kuò)展速率加快,且裂紋擴(kuò)展速率的溫度敏感性增加。

    • GH5188高溫合金組織特征及冷熱加工過(guò)程組織演變

      2017, 46(10):2922-2928.

      摘要 (1517) HTML (161) PDF 0.00 Byte (1796) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為了給控制生產(chǎn)工藝、優(yōu)化性能提供理論參考,利用SEM、EDS和Thermo-Calc熱力學(xué)軟件研究了GH5188鈷基高溫合金生產(chǎn)加工過(guò)程中的組織演變及熱處理工藝。結(jié)果表明:GH5188合金主要相組成為γ相、M6C和 M23C6,采用1200°C/20h的均勻化制度可明顯消除鑄態(tài)組織偏析;熱軋態(tài)組織晶粒細(xì)小且有大量碳化物沿著軋向平行析出;冷軋態(tài)組織晶粒扭曲變形嚴(yán)重,顆粒狀M6C為主要析出相,當(dāng)退火溫度高于1170℃,晶界處的二次碳化物基本回溶,再結(jié)晶晶粒能夠正常長(zhǎng)大。

    • GH720Li合金γ''相回溶過(guò)程對(duì)后續(xù)析出的遺傳影響

      2017, 46(10):2929-2935.

      摘要 (1853) HTML (182) PDF 0.00 Byte (1715) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:研究γ''相回溶過(guò)程并模擬Al+Ti含量以及Ti/Al比對(duì)γ''相后續(xù)冷卻析出的影響。γ''相的冷卻析出與γ''相回溶及回溶后Al、Ti元素的擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)過(guò)程有關(guān)。保溫時(shí)間延長(zhǎng)與固溶溫度升高使γ''冷卻析出相尺寸減??;不同冷速下,γ''析出相尺寸、形狀與分布不同。TTT與CCT曲線中,隨著Al、Ti含量的增加,不同速率下的γ''析出相溫度升高且相對(duì)應(yīng)的析出時(shí)間提前。水冷乃至冷卻速率達(dá)至1000 ℃/min時(shí),無(wú)法抑制γ''相冷卻析出。Ti/Al比的變化對(duì)γ''相的析出基本無(wú)影響。

    • 鑄態(tài)ZK60-1.0Er鎂合金熱壓縮變形行為的研究

      2017, 46(10):2936-2942.

      摘要 (1378) HTML (182) PDF 816.02 K (1376) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用Gleeble 1500D熱模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)對(duì)ZK60-1.0Er鎂合金的高溫?zé)釅嚎s變形行為進(jìn)行了研究。熱壓縮參數(shù)應(yīng)變速率?為0.0001s-1,0.001s-1,0.01s-1和1.0 s-1;變形溫度T為160℃,260℃,320℃和420℃。試驗(yàn)結(jié)果表明:ZK60-1.0Er鎂合金的熱壓縮變形過(guò)程為加工硬化,動(dòng)態(tài)回復(fù)DR和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶DRX的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制。通過(guò)Zener-Hollomon參數(shù)建立了ZK60-1.0Er鎂合金熱壓縮本構(gòu)方程, 根據(jù)本構(gòu)方程計(jì)算的理論應(yīng)力值與實(shí)際應(yīng)力值吻合;同時(shí)還根據(jù)材料動(dòng)態(tài)模型建立了該種合金的熱加工圖,并且通過(guò)對(duì)微觀組織的觀察和分析可知:該種鎂合金的熱加工圖包含低溫高應(yīng)變速率和高溫低應(yīng)變速率2個(gè)失穩(wěn)區(qū)域。該種鎂合金適宜的熱加工區(qū)間為:225~420℃,0.01~1.0 s-1,在該區(qū)域內(nèi)存在1個(gè)功率耗散效率的峰值,η max = 45%。稀土相的存在促進(jìn)了ZK60-1.0Er鎂合金的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶形核,平均變形激活能 =152.5KJ/mol, 該合金的微觀變形主要機(jī)制為晶界滑移和晶格自擴(kuò)散導(dǎo)致的動(dòng)態(tài)回復(fù)和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。

    • 多孔結(jié)構(gòu)阻擋層對(duì)CuW/Al界面組織及性能的影響

      2017, 46(10):2943-2949.

      摘要 (1838) HTML (159) PDF 846.82 K (1993) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:將CuW假合金表面部分Cu腐蝕掉,預(yù)留100-200μm厚度的W骨架,隨后通過(guò)化學(xué)鍍?cè)赪骨架上形成多孔結(jié)構(gòu)Ni擴(kuò)散層,最后在700℃下用固-液連接的方法制備出CuW/Al整體材料。比較了不同保溫時(shí)間下界面擴(kuò)散區(qū)域微觀組織結(jié)構(gòu),分析了界面擴(kuò)散溶解層金屬間化合物析出序列。結(jié)果表明,CuW/Al界面間多孔結(jié)構(gòu)Ni中間層可有效抑制柱狀A(yù)l2Cu相的生成和柯肯達(dá)兒孔洞裂紋的產(chǎn)生,界面處生成物主要以Al2Cu和 Al5W化合物為主。添加多孔結(jié)構(gòu)Ni中間層可提高CuW/Al界面結(jié)合性能和電導(dǎo)率。

    • 納米B4CP/2009Al復(fù)合材料固溶時(shí)效行為與性能研究

      2017, 46(10):2950-2956.

      摘要 (1478) HTML (179) PDF 0.00 Byte (1368) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用粉末冶金+熱擠壓法制備了納米B4CP(n-B4CP)含量分別為2、4、6vol.% n-B4CP/2009Al復(fù)合材料,運(yùn)用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、X射線衍射(XRD)和維氏硬度測(cè)量?jī)x等方法研究了n-B4CP體積分?jǐn)?shù)對(duì)n-B4CP/2009Al復(fù)合材料的微觀組織、固溶時(shí)效行為及力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:復(fù)合材料經(jīng)熱擠壓后組織致密均勻,n-B4CP體積分?jǐn)?shù)的增加沒(méi)有明顯增加復(fù)合材料孔隙率;復(fù)合材料經(jīng)495℃固溶1h處理后,僅存在少量析出相(Al2Cu)殘留基體中;經(jīng)固溶淬火后175℃人工時(shí)效14h后,2、4、6vol.% n-B4CP/2009Al復(fù)合材料同時(shí)達(dá)到峰值硬度,比基體合金達(dá)到峰值硬度的時(shí)間提前了2h;利用TEM觀察時(shí)效后的微觀組織表明,n-B4CP的加入抑制了基體中析出相(Al2Cu)的長(zhǎng)大,大量細(xì)小析出相的存在使復(fù)合材料達(dá)到峰時(shí)效的時(shí)間提前;經(jīng)最佳熱處理工藝處理后的復(fù)合材料,隨著n-B4CP體積分?jǐn)?shù)的增加,復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度先上升后下降,屈服強(qiáng)度始終呈上升趨勢(shì),高體積分?jǐn)?shù)的n-B4CP有效的起到釘扎位錯(cuò)的作用,但是高體積分?jǐn)?shù)n-B4CP產(chǎn)生的顆粒團(tuán)聚現(xiàn)象導(dǎo)致復(fù)合材料提早開(kāi)裂。

    • 2099-T83鋁鋰合金型材四軸滾彎的斜彎曲控制研究

      2017, 46(10):2957-2962.

      摘要 (1627) HTML (162) PDF 611.34 K (2049) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:2099-T83鋁鋰合金2形型材是大型客機(jī)C919中后機(jī)身重要桁架零件,四軸滾彎成形是加工此類零件的主要方法。由于鋁鋰合金比強(qiáng)度大,同時(shí)2形型材結(jié)構(gòu)的非對(duì)稱,相比于普通鋁合金型材,鋁鋰合金2形型材滾彎成形中極易產(chǎn)生斜彎曲。為此,利用有限元軟件ABAQUS對(duì)2形型材的四軸滾彎過(guò)程進(jìn)行了模擬,分別研究了滾輪間隙、下滾輪與型材之間豎直方向預(yù)留間隙、左右滾輪X方向移動(dòng)量對(duì)2形型材四軸滾彎中斜彎曲的影響,確定了最佳滾彎工藝參數(shù)。基于最佳滾彎工藝參數(shù)進(jìn)行了滾彎工藝試驗(yàn)。結(jié)果表明,采用滾輪間隙0.2 mm、下滾輪與型材之間豎直方向預(yù)留間隙0.3 mm、左右滾輪X正方向移動(dòng)量1.5 mm時(shí)能有效解決2形型材滾彎的斜彎曲問(wèn)題。

    • 十二烷基硫酸鈉對(duì)IrO2-Ta2O5/SnO2- Sb-Mn/Ti電極電催化性能影響

      2017, 46(10):2963-2968.

      摘要 (1531) HTML (171) PDF 0.00 Byte (1401) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用涂刷-熱分解法制備不同濃度陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉(SDS)的IrO2-Ta2O5/SnO2- Sb-MnO2/Ti電極,通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)和X射線衍射儀(XRD)對(duì)其微觀形貌及物相組成進(jìn)行分析;應(yīng)用循環(huán)伏安、極化等測(cè)試手段,表征制備電極的電催化活性.結(jié)果表明,適量添加十二烷基硫酸鈉能夠改善IrO2-Ta2O5/SnO2-Sb-Mn/Ti電極的微觀形貌,提高電催化活性.在本實(shí)驗(yàn)條件下,SDS最佳添加量是1.6 g/L,結(jié)晶化度高達(dá)99.83%.利用苯酚電催化降解實(shí)驗(yàn)和強(qiáng)化壽命測(cè)試進(jìn)一步考察所制電極的電催化活性與穩(wěn)定性,結(jié)果顯示,在電流密度15 mA/cm2條件下電解180 min,SDS的加入使苯酚去除率由原來(lái)的68.5%提高到79.2%.COD去除率由60.1%提高到 67.5%,電催化性能得到提升,電極強(qiáng)化壽命由52 h延長(zhǎng)至68 h.

    • 690合金高溫電化學(xué)性能研究

      2017, 46(10):2969-2974.

      摘要 (1474) HTML (171) PDF 0.00 Byte (1468) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用開(kāi)路電位監(jiān)測(cè)、電化學(xué)阻抗譜、動(dòng)電位極化曲線測(cè)量和熱力學(xué)分析等方法,研究690合金在模擬壓水堆二次側(cè)高溫高壓堿性水環(huán)境中(氨水調(diào)節(jié)pH@25℃=9.5)的電化學(xué)性能。試驗(yàn)結(jié)果表明:在不同溫度下(50,100,150,200,250或285℃)的氨水溶液中浸泡20h后,690合金的開(kāi)路電位都已到達(dá)較穩(wěn)定狀態(tài),表面有雙層氧化膜生成,隨著溫度的升高,外層氧化膜阻值先減小后增加,內(nèi)層氧化膜阻值逐漸減小,而總的氧化膜保護(hù)性逐漸降低。再結(jié)合試驗(yàn)溫度下溶液pH@T的降低,導(dǎo)致690合金的開(kāi)路電位下降,由極化曲線獲得的腐蝕電流密度和維頓電流密度增加。

    • 形變細(xì)化晶粒和潤(rùn)滑軋制對(duì)Ni-9.3at.%W合金基帶立方織構(gòu)形成的影響

      2017, 46(10):2975-2980.

      摘要 (1395) HTML (174) PDF 0.00 Byte (1264) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用光學(xué)顯微鏡(OM)、X射線四環(huán)衍射(XRD)技術(shù)、電子背散射衍射(EBSD)技術(shù)分析研究了形變細(xì)化晶粒、潤(rùn)滑軋制對(duì)Ni-9.3at.%W(Ni9.3W)合金基帶立方織構(gòu)形成的影響。結(jié)果表明,采用形變細(xì)化晶粒的方法能有效提高Ni9.3W合金基帶的立方織構(gòu)含量,并且隨著初始形變量的增加,晶粒細(xì)化程度越大,立方織構(gòu)含量越高,采用優(yōu)化的形變細(xì)化晶粒工藝使得Ni9.3W合金基帶立方織構(gòu)含量提高了9.8%。另外,增加形變細(xì)化晶粒后的軋制總變形量,立方織構(gòu)含量進(jìn)一步提升了24.7%,根據(jù)以上結(jié)果,確定了初始坯錠制備階段的參數(shù)。在此基礎(chǔ)上,研究了軋制變形的潤(rùn)滑與非潤(rùn)滑對(duì)立方織構(gòu)形成的影響,相比非潤(rùn)滑軋制而言,采用潤(rùn)滑軋制,軋制織構(gòu)中獲得了較多的S取向與Copper取向,經(jīng)再結(jié)晶退火后,潤(rùn)滑軋制基帶的立方織構(gòu)含量比非潤(rùn)滑軋制基帶的立方織構(gòu)含量高9.6%,達(dá)到了86.7%(<15°),而且孿晶界數(shù)量、小角度晶界含量均要優(yōu)于非潤(rùn)滑軋制,說(shuō)明潤(rùn)滑軋制對(duì)立方織構(gòu)形成有著積極的影響。

    • 固溶-冷變形-時(shí)效工藝下超高強(qiáng)鋁合金Al-13.01Zn-3.16Mg-2.8Cu-0.204Zr-0.0757Sr組織及性能研究

      2017, 46(10):2981-2986.

      摘要 (1327) HTML (175) PDF 0.00 Byte (2158) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用X射線衍射分析(XRD)、電子背散射衍射分析(EBSD)、電導(dǎo)率測(cè)試、硬度測(cè)試、拉伸試驗(yàn)、晶間腐蝕試驗(yàn)和剝落腐蝕試驗(yàn),研究了冷變形對(duì)超高強(qiáng)鋁合金Al - 13.01Zn - 3.16Mg - 2.8Cu - 0.204Zr - 0.0757Sr組織及性能的影響。結(jié)果表明,相比傳統(tǒng)固溶—時(shí)效工藝,合金在固溶—冷壓縮—時(shí)效工藝下平均晶粒尺寸減小,硬度、電導(dǎo)率、小角度晶界比例、抗拉和屈服強(qiáng)度增大和抗腐蝕性能變好。其中固溶—冷壓縮—時(shí)效(100 ℃×24 h)工藝下合金的硬度、電導(dǎo)率、屈服、抗拉強(qiáng)度達(dá)到了243.0 HV、25.085 %IACS、683.2 MPa和734.7 MPa,延伸率為6.1%,且晶間腐蝕深度為23.81 um,晶間腐蝕等級(jí)為二級(jí)。

    • 基于SLM的Ti-6Al-4V人工骨支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

      2017, 46(10):2993-2998.

      摘要 (1811) HTML (167) PDF 0.00 Byte (1336) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:設(shè)計(jì)了6種Ti-6Al-4V人工骨支架,利用SLM(選擇性激光熔化)進(jìn)行制備。采用萬(wàn)能材料實(shí)驗(yàn)機(jī)結(jié)合高速攝像機(jī)分析支架的壓縮過(guò)程,并利用Ansys進(jìn)行分析。結(jié)果表明:支架的立柱直徑對(duì)支架的力學(xué)性能參數(shù)影響較大,橫梁直徑對(duì)其影響較??;在相同高度下,支架橫梁直徑增大、層數(shù)增多或立柱直徑增大,均使結(jié)構(gòu)長(zhǎng)徑比減小,使結(jié)構(gòu)穩(wěn)固且支架承載能力提高;支架的力學(xué)性能應(yīng)與周圍骨組織相匹配,經(jīng)過(guò)分析,3種結(jié)構(gòu)的支架力學(xué)性能參數(shù)與人體股骨相近,故可作為股骨的人工骨支架。

    • 快速凝固對(duì)DZ98M成分合金微觀組織的影響

      2017, 46(10):2999-3004.

      摘要 (1873) HTML (177) PDF 0.00 Byte (2275) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:本文采用激光增材制造技術(shù)(LEN98M)和傳統(tǒng)定向凝固技術(shù)(DZ98M)制備鎳基高溫合金,通過(guò)OM,SEM,EDS,XRD,EPMA,DTA等方法分析比較合金的枝晶形態(tài)、微觀組織、凝固特征溫度、元素偏析情況。結(jié)果表明,LEN98M合金的一次枝晶間距約為70μm,僅為傳統(tǒng)鑄造合金DZ98M的1/5,二次枝晶不發(fā)達(dá)。在枝晶尺度范圍內(nèi)LEN98M合金存在更加明顯的偏析行為,γ?相尺寸大且形態(tài)不規(guī)則,無(wú)碳化物析出,枝晶間共晶為尺寸小更加分散的γ?塊狀。

    • β-γ高Nb-TiAl合金組織轉(zhuǎn)變及拉伸性能研究

      2017, 46(10):3005-3010.

      摘要 (1774) HTML (158) PDF 488.60 K (2101) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:本文研究了β穩(wěn)定元素Cr和Mn的摻雜對(duì)高Nb-TiAl合金的組織、相組成、凝固路徑及室溫、高溫拉伸性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,Ti-45Al-8Nb-0.4B(原子分?jǐn)?shù),%,下同)合金中分別加入2Cr、2Mn或1Cr1Mn后,鑄態(tài)組織中B2相逐步增加,而α2相逐步減小。1Cr1Mn合金轉(zhuǎn)變?yōu)橛搔?B2兩相組成的新型β-γ高Nb-TiAl合金。凝固路徑由L→β→β+α→α+γ+β→α2+γ+B2轉(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)→β→β+γ→B2+γ。Cr和Mn的同時(shí)添加具有更明顯的β相穩(wěn)定作用。室溫拉伸結(jié)果表明,隨著B(niǎo)2相含量的增加,合金的強(qiáng)度與延伸率均降低。而在900℃條件下,合金延伸率出現(xiàn)先降低后升高的現(xiàn)象。這說(shuō)明,高溫下合金中β相含量達(dá)到一定程度時(shí)(本研究為14.4 %),有利于協(xié)調(diào)變形。

    • 鈦制壓力容器的室溫蠕變極限載荷研究

      2017, 46(10):3011-3016.

      摘要 (1898) HTML (168) PDF 486.35 K (1998) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:根據(jù)工業(yè)純鈦的室溫蠕變等時(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線,應(yīng)用有限元方法研究了鈦制壓力容器的蠕變極限載荷。以圓筒型壓力容器為例,發(fā)現(xiàn)隨著室溫蠕變時(shí)間的增加壓力容器極限載荷由快速下降趨于緩慢下降。詳細(xì)分析了徑比K對(duì)極限載荷的影響規(guī)律,給出了室溫極限載荷的預(yù)測(cè)公式。能夠體現(xiàn)蠕變時(shí)間對(duì)極限載荷的劣化作用,以及許用應(yīng)變和徑比K對(duì)極限載荷的影響。研究結(jié)果可以對(duì)鈦制承壓設(shè)備的安全評(píng)定提供有力的參考依據(jù)。

    • 擠壓對(duì)ZrB2/6063Al復(fù)合材料組織及其摩擦磨損特性的影響

      2017, 46(10):3017-3022.

      摘要 (1308) HTML (181) PDF 0.00 Byte (1272) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:本文以6063Al-(K2ZrF6+KBF4)為反應(yīng)體系,原位制備ZrB2/6063鋁基復(fù)合材料,采用擠壓對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行塑性加工。研究了擠壓前后復(fù)合材料的微觀組織變化,以及擠壓工藝對(duì)復(fù)合材料摩擦磨損性能的影響。結(jié)果表明:鑄態(tài)原位內(nèi)生制得復(fù)合材料,基體晶粒大小為30~50μm,ZrB2顆粒呈規(guī)則的多邊形,團(tuán)聚現(xiàn)象嚴(yán)重。經(jīng)過(guò)擠壓加工之后,復(fù)合材料晶粒細(xì)化,大小為7~14μm,增強(qiáng)顆粒呈有圓邊的多邊形,分布均勻,尺寸為1~3μm,團(tuán)聚改善。由于擠壓后增強(qiáng)顆粒分布更加均勻,顆粒更加圓鈍,使得摩擦后磨痕表面更加平整,各部分凹凸差異減小,磨痕粗糙度及摩擦系數(shù)減小,摩擦系數(shù)隨著載荷的增大而減小,摩擦系數(shù)主要在0.29~0.40之間變化,載荷為12N時(shí)摩擦系數(shù)最小為0.29,相比于原始鑄錠復(fù)合材料的最小摩擦系數(shù)減小了32.4%,因此擠壓后復(fù)合材料的減摩性有了很大的提高,由于減摩性的提高,復(fù)合材料磨損后的磨損體積和磨損寬度軍艦小,耐磨性也得到了很大的提高。通過(guò)SEM分析復(fù)合材料的磨損機(jī)制是以磨粒磨損為主,輕微粘著磨損為輔。

    • Ag-Sn-In合金粉末的氧化參數(shù)研究

      2017, 46(10):3023-3027.

      摘要 (1556) HTML (185) PDF 672.69 K (1743) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用霧化法制備Ag-Sn(9.7-χ/10)-In(χ=0,0.5,1.0,1.5,2.0)合金粉末。Ag-Sn-In合金粉末在空氣中進(jìn)行內(nèi)氧化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,χ=0.5的樣品的氧化率始終低于χ=0的樣品的,說(shuō)明微量添加In未促進(jìn)氧化率的提高,相反抑制了其氧化過(guò)程;χ=(1.0,1.5,2.0)的樣品氧化率的變化奇異:在溫度低于700時(shí),它們的氧化率高于χ=0,當(dāng)溫度和保溫時(shí)間達(dá)到一定參數(shù)時(shí),χ=0的氧化率變得更好。這說(shuō)明在低溫氧化時(shí),添加In(1.0≤χ≤2.0)有利于氧化進(jìn)行,而高溫長(zhǎng)時(shí)間氧化時(shí),添加添加劑In作用不大,甚至?xí)档脱趸?。通過(guò)全面試驗(yàn)探究出各樣品均能取得較優(yōu)氧化率的合理氧化溫度參數(shù)為750℃。

    • 定向凝固含Y鎂合金的枝晶形態(tài)及微觀組織研究

      2017, 46(10):3028-3032.

      摘要 (1691) HTML (166) PDF 658.42 K (1683) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用液態(tài)金屬冷卻高溫度梯度定向凝固爐制備了含稀土元素Y的鎂合金,研究了定向凝固鎂合金的枝晶形態(tài)及微觀組織特征。結(jié)果表明,鎂合金的一次枝晶沿著熱流方向生長(zhǎng),且一次枝晶周圍含有六個(gè)二次枝晶呈花瓣形狀。通過(guò)掃描電鏡及能譜分析發(fā)現(xiàn),凝固組織中除了a(Mg)固溶體及枝晶間的?(Mg17Al12)相組成外,還存在稀土相。稀土相呈粗大的桿狀和細(xì)小的粒狀形態(tài),主要由Y、Mg、Al和Mn元素組成,其中稀土Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)占22%左右。

    • 熱機(jī)械處理對(duì)Al-10.78Zn-2.78Mg-2.59Cu-0.22Zr-0.047Sr鋁合金固溶時(shí)效態(tài)組織及力學(xué)性能的影響

      2017, 46(10):3033-3037.

      摘要 (1569) HTML (168) PDF 593.98 K (2228) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:摘 要:本文的實(shí)驗(yàn)對(duì)象為固溶-時(shí)效和熱機(jī)械處理(固溶-過(guò)時(shí)效-熱壓縮)-固溶-時(shí)效加工的超高強(qiáng)鋁合金Al-10.78Zn-2.78Mg-2.59Cu-0.22Zr-0.047Sr,分別采用電子背散射衍射分析(EBSD)、X射線衍射分析(XRD)、硬度測(cè)試和拉伸試驗(yàn)研究合金組織晶粒晶界特征分布、內(nèi)部的位錯(cuò)密度和力學(xué)性能,并定量計(jì)算位錯(cuò)強(qiáng)化和晶界強(qiáng)化值。結(jié)果表明:熱機(jī)械處理對(duì)合金晶粒細(xì)化影響不是非常顯著,平均晶粒尺寸從7.30 μm減小至6.04 μm,晶界角度從21.45 下降到21.04 ,小角度晶界比例從0.588下降到0.546;TMT使峰時(shí)效硬度從214.6 HV(120℃×48h)提高到226.8 HV(100℃×48h),但對(duì)強(qiáng)度影響較小,二者屈服強(qiáng)度均為600 MPa左右,拉伸斷口均為沿晶和撕裂混合斷裂。合金分別經(jīng)固溶及TMT-固溶后,晶界位錯(cuò)密度均為零,TMT使位錯(cuò)強(qiáng)化與晶界強(qiáng)化的總強(qiáng)化從58.8 MPa下降到57.4 MPa。

    • Sn-Bi-In低溫?zé)o鉛釬料的組織和性能研究

      2017, 46(10):3038-3042.

      摘要 (1486) HTML (170) PDF 0.00 Byte (1615) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:研究了Sn-Bi-In釬料的微觀組織、熱學(xué)特性、潤(rùn)濕性能以及力學(xué)性能隨合金成分的變化特點(diǎn)。結(jié)果表明:Sn-Bi-In釬料的顯微組織含有β-Sn相、Bi相以及InBi中間相,Bi含量的減少會(huì)導(dǎo)致Bi相和InBi相所占比例降低;釬料DSC曲線中存在三個(gè)不同大小的吸熱峰,所有合金熔化開(kāi)始溫度在101.3-103.4℃之間,隨著Sn含量的增加,釬料的熔程先減小后增大,鋪展面積先增大后減小;釬料的顯微硬度隨著B(niǎo)i含量的增加而增大,且In的添加使釬料的硬度明顯高于Sn-Bi共晶合金;釬料的抗拉強(qiáng)度和斷后伸長(zhǎng)率隨著B(niǎo)i含量的增大而降低。

    • 成分及燒結(jié)溫度對(duì)Fe-Al反應(yīng)材料反應(yīng)熱的影響

      2017, 46(10):3043-3047.

      摘要 (1433) HTML (147) PDF 0.00 Byte (1366) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:以微米級(jí)Fe、Al粉末為原料,通過(guò)冷等靜壓制備了Fe:Al質(zhì)量比分別為3:7、4:6、5:5的壓坯,并利用差示掃描量熱儀研究了不同成分配比對(duì)壓坯反應(yīng)熱的影響,確定出具有最大反應(yīng)熱的壓坯成分;采用無(wú)壓燒結(jié)法將該配比壓坯燒結(jié)成Fe-Al反應(yīng)材料,并研究了燒結(jié)溫度對(duì)該材料組織結(jié)構(gòu)與反應(yīng)熱的影響。結(jié)果表明,質(zhì)量比為Fe:Al=4:6的壓坯具有最大的反應(yīng)熱,達(dá)到-589.8 J/g;該壓坯在540℃燒結(jié)時(shí),生成少量的金屬間化合物Al13Fe4、Fe2Al5,使反應(yīng)熱降低,且不利于擴(kuò)散反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行;而在530℃燒結(jié)時(shí),無(wú)明顯金屬間化合物生成,反應(yīng)熱略有下降,達(dá)到-538.5 J/g。

    • W17.9Ni65.6B13.5V3非晶合金的非等溫晶化動(dòng)力學(xué)研究

      2017, 46(10):3048-3052.

      摘要 (1394) HTML (169) PDF 0.00 Byte (1182) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用單輥急冷法制備了W17.9Ni65.6B13.5V3非晶薄帶,并用X射線衍射(XRD)和示差掃描量熱分析儀(DSC)研究了該非晶合金的變溫晶化動(dòng)力學(xué)。結(jié)果表明:玻璃轉(zhuǎn)變溫度Tg、晶化起始溫度Tx和晶化峰值溫度Tp均隨著升溫速率的增加而提高,具有明顯的動(dòng)力學(xué)效應(yīng);利用Kissinger方程和Ozawa方程求出的W17.9Ni65.6B13.5V3非晶合金的晶化激活能Ex分別達(dá)456.9kJ/mol和471.1kJ/mol,非晶合金具有較強(qiáng)的熱穩(wěn)定性;利用Kissinger方程和Ozawa方程計(jì)算得到的晶化激活能Ex均小于晶體長(zhǎng)大激活能Ep,表明形核過(guò)程比晶粒長(zhǎng)大過(guò)程更容易,該非晶合金在一定條件下退火容易獲得超細(xì)晶粒組織。

    • 剪切帶修復(fù)對(duì)Pd基塊體非晶合金腐蝕性能的影響

      2017, 46(10):3053-3057.

      摘要 (1218) HTML (160) PDF 0.00 Byte (1227) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:摘 要:本文以Pd79Cu4Au2Si10P5塊體非晶合金為研究對(duì)象,采用電化學(xué)極化曲線和電化學(xué)阻抗測(cè)試方法研究了剪切帶自修復(fù)對(duì)其在3 wt.% NaCl溶液和1 mol/L HCl溶液中耐蝕性能的影響。通過(guò)研究極化曲線中的自腐蝕電位和自腐蝕電流密度得知,修復(fù)后樣品耐腐蝕性能優(yōu)于修復(fù)前樣品,但仍低于原始樣品(即未變形樣品)。電化學(xué)阻抗研究結(jié)果顯示,在開(kāi)路電位下阻抗圖均有單一容抗弧構(gòu)成,修復(fù)后樣品的電化學(xué)轉(zhuǎn)移電阻Rt小于原始樣品的、但大于修復(fù)前樣品的,這進(jìn)一步表明修復(fù)提高了材料的耐腐蝕性能,但仍未達(dá)到原始樣品的耐蝕性。掃描電鏡研究發(fā)現(xiàn),合金表面發(fā)生明顯的點(diǎn)蝕,其中原始樣品的點(diǎn)蝕坑密度最少,修復(fù)后樣品的次之,修復(fù)前樣品的最多。

    • 離子液體中電鑄鎳研究

      2017, 46(10):3058-3062.

      摘要 (1094) HTML (163) PDF 0.00 Byte (1288) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:鑒于傳統(tǒng)水溶液中電鑄鎳普遍存在的析氫問(wèn)題以及離子液體這種新型介質(zhì)的巨大優(yōu)勢(shì),本文在離子液體中系統(tǒng)地研究了溫度、電流密度對(duì)電鑄鎳層形貌和結(jié)構(gòu)的影響,并首次測(cè)定了離子液體中電鑄鎳件的抗拉強(qiáng)度和微硬度。結(jié)果表明:110~130 ℃是較理想的電鑄鎳溫度;升高溫度能明顯提高電鑄鎳層的結(jié)晶程度,并使晶粒的擇優(yōu)取向由(111)向(200)轉(zhuǎn)變;1 mA/cm2是較理想的電流密度;晶粒隨電流密度的增大逐漸變小,結(jié)晶性能也隨之減弱;此外,與水溶液相比,離子液體中的電鑄鎳層有更高的抗拉強(qiáng)度和微硬度。

    • 磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)Ti-1023合金凝固組織和Fe偏析的影響

      2017, 46(10):3063-3067.

      摘要 (1613) HTML (188) PDF 1.01 M (1927) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:研究了工業(yè)化制備的超大規(guī)格Ti-1023合金鑄錠在不同磁場(chǎng)強(qiáng)度下的縱向凝固組織和Fe元素成分分布,并對(duì)其影響進(jìn)行了探討。結(jié)果表明:當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度為10Gs和30Gs時(shí),鑄錠組織主要由粗大柱狀晶,竹節(jié)狀的小柱狀晶和等軸晶組成;當(dāng)磁場(chǎng)攪拌強(qiáng)度為20Gs時(shí),凝固組織轉(zhuǎn)變?yōu)橛傻撞看执笾鶢罹Ш图?xì)小等軸晶組成。Ti-1023合金鑄錠中Fe元素在不同磁場(chǎng)強(qiáng)度下遵循正偏析規(guī)律,沿鑄錠長(zhǎng)度方向Fe元素含量從底部到頂部逐漸增加,沿徑向從邊緣到中心逐漸增加。隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度從10Gs增加到30Gs,合金元素Fe的宏觀偏析率先減小后增大。

    • 濕噴丸強(qiáng)化對(duì)TC4疲勞性能的影響機(jī)制

      2017, 46(10):3068-3072.

      摘要 (1712) HTML (151) PDF 448.37 K (1855) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:利用濕噴丸技術(shù)對(duì)TC4鈦合金進(jìn)行表面改性處理,顯著提高了材料疲勞壽命。對(duì)疲勞斷口微觀組織觀察發(fā)現(xiàn),濕噴丸強(qiáng)化處理使試樣疲勞裂紋萌生位置由表面轉(zhuǎn)移至試樣內(nèi)部約1 mm深度區(qū)域。通過(guò)對(duì)濕噴丸改性層微觀組織分析可知,改性層內(nèi)的細(xì)晶強(qiáng)化和位錯(cuò)強(qiáng)化是導(dǎo)致裂紋萌生位置發(fā)生改變的主要因素。濕噴丸引入的殘余壓應(yīng)力對(duì)裂紋擴(kuò)展起到有效的阻礙作用。細(xì)晶強(qiáng)化、位錯(cuò)強(qiáng)化和殘余壓應(yīng)力共同作用提高TC4鈦合金的抗疲勞性能。

    • TA18鈦合金航空管材織構(gòu)沿層深分布的研究

      2017, 46(10):3073-3076.

      摘要 (1731) HTML (156) PDF 0.00 Byte (1338) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:利用X射線衍射技術(shù)對(duì)冷軋制備的TA18鈦合金航空管材的內(nèi)、中、外三層的織構(gòu)進(jìn)行測(cè)定與分析,與此相對(duì)應(yīng),還測(cè)試了能反映管材各向異性特性的收縮應(yīng)變比(Contractile strain ratio,CSR)。結(jié)果表明:管材織構(gòu)強(qiáng)度沿層深會(huì)形成較大的梯度變化,通過(guò)晶體取向分布函數(shù)(ODF)的峰值密度顯示織構(gòu)梯度變化大于17%,特別是各層的織構(gòu)的類型也存在很大差別。采用減薄展平法取管材中層進(jìn)行織構(gòu)測(cè)定時(shí),即使織構(gòu)強(qiáng)度等級(jí)較高,也會(huì)出現(xiàn)CSR下降的情況。原因在于管材存在有利的徑向織構(gòu)和不利的切向織構(gòu)共存的沿層深不均勻織構(gòu)分布,不利織構(gòu)比重過(guò)大將導(dǎo)致其CSR值降低。確定織構(gòu)沿層深的分布為進(jìn)一步預(yù)測(cè)并改進(jìn)管材的力學(xué)性能提供參考,并為改善生產(chǎn)工藝提供依據(jù)。

    • 鎂合金表面稀土轉(zhuǎn)化膜的磷酸鹽致密化及性能

      2017, 46(10):3077-3080.

      摘要 (1624) HTML (101) PDF 508.27 K (1770) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:本文首先在AZ91鎂合金表面上制備出鑭鈰雙稀土轉(zhuǎn)化膜,然后利用(NH4)3PO4溶液進(jìn)行致密化處理。采用掃描電鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、高溫氧化和電化學(xué)方法對(duì)致密化之后的轉(zhuǎn)化膜形貌與性能進(jìn)行研究。應(yīng)用正交試驗(yàn)法確定的鑭鈰雙稀土轉(zhuǎn)化膜進(jìn)行致密化處理的最佳工藝參數(shù)為:處理溫度50℃、(NH4)3PO4質(zhì)量濃度5%、致密處理時(shí)間4 min。SEM結(jié)果表明致密化后的膜層裂紋明顯減少,表面致密性提高,很好的改善了基體的覆蓋度。XRD譜分析表明經(jīng)致密后的雙稀土轉(zhuǎn)化膜主要由稀土氧化物、氫氧化物、磷酸鹽和氧化鎂組成。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明致密化后的膜層耐蝕性顯著提高。高溫氧化性實(shí)驗(yàn)表明致密化后的雙稀土轉(zhuǎn)化膜的高溫氧化性能優(yōu)于未經(jīng)致密化處理的雙稀土轉(zhuǎn)化膜。

    • TiB2基陶瓷復(fù)合材料超高速撞擊損傷行為研究

      2017, 46(10):3081-3090.

      摘要 (1624) HTML (145) PDF 0.00 Byte (1318) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為了提高航天器對(duì)空間碎片的防護(hù)能力,本文設(shè)計(jì)了以TiB2基陶瓷復(fù)合材料為緩沖屏的Whipple式防護(hù)構(gòu)型(單層TiB2基陶瓷緩沖屏以及TiB2基陶瓷/鋁合金緩沖屏),利用二級(jí)輕氣炮在2.88 km/s ~7.32 km/s的撞擊速度范圍內(nèi)開(kāi)展超高速撞擊實(shí)驗(yàn),并對(duì)上述緩沖屏與典型全鋁合金緩沖屏進(jìn)行比較驗(yàn)證。通過(guò)分析不同撞擊速度下緩沖屏的穿孔特征、后墻損傷特征、碎片云結(jié)構(gòu)特征,并結(jié)合SEM微觀損傷形貌和EDS元素分布模式,重點(diǎn)闡述了不同緩沖屏材料特性與結(jié)構(gòu)特性對(duì)碎片云形成以及后墻撞擊成坑之間的作用關(guān)系。研究表明,單層TiB2基陶瓷復(fù)合材料緩沖屏可以有效破碎鋁合金彈丸獲得更加細(xì)小的碎片云顆粒,由于碎片云動(dòng)能被有效分散到更為廣泛的細(xì)小碎片顆粒當(dāng)中,從而獲得比等面密度典型全鋁緩沖屏更為優(yōu)異的防護(hù)性能,且防護(hù)性能隨著撞擊速度的增加而有所提高。相反的,TiB2基陶瓷/鋁合金緩沖屏由于異質(zhì)材料之間波阻抗的明顯差異,在超高速撞擊下會(huì)導(dǎo)致陶瓷前面板的嚴(yán)重?cái)嗔巡⒃斐射X合金后板的花瓣?duì)钇茐?且損傷程度隨著撞擊速度和彈丸尺寸的增加而更加顯著,由于不能有效細(xì)化碎片云顆粒,其防護(hù)效能反而低于等面密度典型全鋁緩沖屏。初步研究結(jié)果為新型TiB2基陶瓷復(fù)合材料在空間碎片防護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了一定的理論和技術(shù)支撐。

    • TGZM效應(yīng)下Co-87.9wt%Sb合金糊狀區(qū)的組織演化及成分變化

      2017, 46(10):3091-3097.

      摘要 (1205) HTML (149) PDF 0.00 Byte (1272) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:以TGZM效應(yīng)為理論基礎(chǔ),將Co-87.9wt%Sb合金置于定向凝固設(shè)備中加熱熔化,在一定溫度梯度下分別保溫20min,2h,4h后淬火,對(duì)其糊狀區(qū)的凝固組織和成分分布進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:在一定溫度梯度下,介乎于完全液相區(qū)和未熔固相區(qū)之間存在著固液相共存的糊狀區(qū),Co-87.9wt%Sb合金的糊狀區(qū)沿溫度梯度方向分為(CoSb3+L),(CoSb2+L)以及(CoSb+L)三層;在TGZM效應(yīng)作用下,隨著保溫時(shí)間的增加,糊狀區(qū)內(nèi)液相體積分?jǐn)?shù)逐漸減少,糊狀區(qū)與完全液相區(qū)界面向低溫區(qū)移動(dòng);經(jīng)保溫處理后,由EDS獲得的糊狀區(qū)成分分布,糊狀區(qū)內(nèi)的溶質(zhì)濃度明顯偏離合金初始濃度,完全液相區(qū)溶質(zhì)濃度高于初始值;通過(guò)理論分析與計(jì)算解釋了上述現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)4h保溫處理后,糊狀區(qū)(CoSb3+L)部分中的CoSb3含量大幅增加,在該部分高溫端甚至可達(dá)98.8%,表明借助TGZM效應(yīng)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間保溫制備CoSb3熱電材料的方法是可行的。

    • AZ91D鎂合金外加電場(chǎng)下自封孔微弧氧化膜層微觀形貌及耐蝕性的研究

      2017, 46(10):3098-3104.

      摘要 (1256) HTML (139) PDF 0.00 Byte (1177) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:微弧氧化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬表面的高耐蝕、耐磨等改性,傳統(tǒng)微弧氧化所得陶瓷膜具有多孔結(jié)構(gòu),影響了其耐蝕性能及高溫氧化性能。本文針對(duì)氧化膜多孔結(jié)構(gòu)與腐蝕性能之間的關(guān)系開(kāi)展基礎(chǔ)研究。采用外加電場(chǎng)微弧氧化技術(shù)實(shí)現(xiàn)自封閉孔結(jié)構(gòu),并研究了不同孔結(jié)構(gòu)膜層的耐蝕性能;討論了封孔過(guò)程中膠體運(yùn)動(dòng)-電位-孔結(jié)構(gòu)表征之間的規(guī)律性關(guān)系,評(píng)價(jià)了自封孔后膜層腐蝕性能。主要研究結(jié)果表明:膜層中的多孔結(jié)構(gòu)是腐蝕介質(zhì)的通道,自封孔后耐蝕性能提高,此外,耐蝕性與孔隙率及封孔填充物的成分和形態(tài)具有極大的相關(guān)性,通過(guò)調(diào)整外加電場(chǎng)強(qiáng)度和時(shí)間可以實(shí)現(xiàn)對(duì)自封孔的調(diào)控,從而改善耐蝕性能。

    • 一種含硼第三代鎳基單晶高溫合金的初熔及固溶處理研究

      2017, 46(10):3105-3110.

      摘要 (1303) HTML (144) PDF 0.00 Byte (1483) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用電子探針測(cè)試結(jié)合Thermo-Calc軟件計(jì)算,研究了一種含0.001 wt%硼第三代單晶高溫合金枝晶間區(qū)域的初熔過(guò)程。結(jié)果表明,初熔相為M2B,初熔溫度為1265 ℃,遠(yuǎn)低于用差示掃描量熱儀測(cè)得的共晶熔化溫度1352 ℃。采用掃描電鏡分析固溶處理過(guò)程中合金組織的演化過(guò)程,發(fā)現(xiàn)共晶組織中馬賽克狀共晶和扇狀共晶率先溶解,粗大γ′最后溶解。初熔區(qū)域空冷可發(fā)生均質(zhì)形核,重新凝固后的共晶組織呈圓形,初熔組織中粗大γ′組織較初始凝固的粗大γ′組織更細(xì),而相比殘余共晶組織,初熔組織中含有馬賽克狀共晶和扇狀共晶。在通用分步固溶處理制度的基礎(chǔ)上,通過(guò)低于硼化物初熔的首步處理和適當(dāng)提高最終固溶溫度(ST2),可以有效避免初熔并完全消除共晶。

    • 熱處理對(duì)HA/Mg-Zn-Ca生物復(fù)合材料顯微組織及性能的影響

      2017, 46(10):3111-3116.

      摘要 (1248) HTML (162) PDF 0.00 Byte (1323) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:鎂及鎂合金具有良好的生物相容性、與人骨相近的力學(xué)性能及生物可降解性。通過(guò)在鎂合金基礎(chǔ)上添加生物陶瓷顆粒可以調(diào)控復(fù)合材料的力學(xué)及腐蝕降解性能,滿足不同服役情況的需求。本文采用剪切攪拌鑄造結(jié)合熱擠壓工藝制備了1HA/Mg-3Zn-0.2Ca(wt.%)復(fù)合材料,研究了固溶及時(shí)效處理對(duì)擠壓態(tài)1HA/Mg-3Zn-0.2Ca復(fù)合材料顯微組織、力學(xué)性能及電化學(xué)腐蝕行為的影響。結(jié)果表明:擠壓態(tài)復(fù)合材料經(jīng)T4固溶處理后,第二相數(shù)量減少,晶粒尺寸增大,屈服強(qiáng)度降低,但延伸率和耐蝕性能有所提高。固溶超過(guò)3h后,耐蝕能力由于晶粒尺寸過(guò)分長(zhǎng)大又出現(xiàn)下降;固溶后時(shí)效處理(T6),復(fù)合材料屈服強(qiáng)度提高,耐蝕性變化不大。因此,對(duì)擠壓態(tài)HA/Mg-Zn-Ca復(fù)合材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓倘芗皶r(shí)效處理可以提高復(fù)合材料的耐蝕性及延伸率。

    • 氚老化對(duì)海綿鈀吸、放氕氘熱力學(xué)性質(zhì)的影響

      2017, 46(10):3117-3122.

      摘要 (1243) HTML (148) PDF 0.00 Byte (1319) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:鈀是氚處理工藝中的關(guān)鍵功能材料,氚衰變及其產(chǎn)生的氦會(huì)引起鈀的貯氫性能下降。本文對(duì)常溫下貯氚老化1.6年的海綿鈀進(jìn)行了預(yù)處理,采用變溫法獲得了老化鈀吸、放氕和氘的PcT曲線,作為對(duì)比,同時(shí)給出了新鮮鈀的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行了氚老化鈀吸、放氕和氘熱力學(xué)性質(zhì)分析。結(jié)果顯示,氚老化會(huì)導(dǎo)致鈀氫體系的α相右移、坪臺(tái)壓降低、坪臺(tái)區(qū)變窄,且老化效應(yīng)對(duì)鈀氫體系的滯后效應(yīng)、焓變及熵變產(chǎn)生影響。

    • 噴霧干燥結(jié)合微波煅燒法制備微米級(jí)球形鉬粉的研究

      2017, 46(10):3123-3128.

      摘要 (1134) HTML (140) PDF 0.00 Byte (1294) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:本文以仲鉬酸銨(優(yōu)級(jí)純)為原料,通過(guò)結(jié)合氣流式霧化干燥法和微波煅燒氫還原法制備出球形、微米級(jí)、比表面積大、分散性好的鉬粉。重點(diǎn)研究霧化造粒過(guò)程和微波煅燒氫還原階段的升溫速率對(duì)最終Mo粉的形貌、粒度以及比表面積的影響及規(guī)律。研究結(jié)果表明,控制一定的參數(shù)可以制備出球形、微米級(jí)、分散性好的鉬酸銨前驅(qū)體粉末;最終Mo粉的微觀形貌受升溫速率的影響,升溫速率越低制備的Mo粉破碎越嚴(yán)重,且有少量團(tuán)聚現(xiàn)象,升溫速率越高制備的Mo粉球形度越高,分散性越好;升溫速率也直接影響平均粒度和比表面積,升溫速率越低,平均粒度越小,而比表面積越大,升溫速率越高,平均粒度相應(yīng)增大,比表面減小。

    • SiC對(duì)Ni-W合金耐蝕耐磨性能的強(qiáng)化作用

      2017, 46(10):3129-3134.

      摘要 (1157) HTML (145) PDF 0.00 Byte (1266) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為提高嚴(yán)苛海洋環(huán)境下金屬機(jī)件的服役性能,本文通過(guò)電沉積方法制備了Ni-W和Ni-W/SiC復(fù)合鍍層。利用掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜分析(EDS)和X射線衍射(XRD)等技術(shù)研究了SiC對(duì)Ni-W合金微觀結(jié)構(gòu)和性能的影響,采用電化學(xué)方法研究了復(fù)合鍍層在3.5% NaCl溶液中的耐蝕性能,以探討其海水綜合防護(hù)性能。研究表明,經(jīng)表面處理的SiC可誘導(dǎo)形核促進(jìn)晶體生長(zhǎng),使Ni-W合金晶粒變細(xì),鍍層完整致密。SiC納米顆粒均勻分布在Ni-W/SiC中,可有效提高鍍層硬度及耐磨性,同時(shí)Ni-W/SiC也具有比Ni-W合金更好的耐蝕性能,在多因素交互作用的海洋環(huán)境中將具有更長(zhǎng)的防護(hù)壽命,具有良好的應(yīng)用前景

    • 靜電紡絲結(jié)合還原氮化法制備多孔TiN纖維及電化學(xué)研究

      2017, 46(10):3135-3140.

      摘要 (1322) HTML (150) PDF 0.00 Byte (1326) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用靜電紡絲結(jié)合還原氮化法制備多孔TiN纖維,利用XRD、SEM、TEM和N2吸脫附等分析其結(jié)構(gòu),采用循環(huán)伏安和充放電測(cè)試其電化學(xué)性能。結(jié)果表明,纖維為立方TiN相,纖維連續(xù),存在較為豐富的介孔結(jié)構(gòu),其比表面積為21.55 m2/g。電化學(xué)測(cè)試表明樣品在不同掃率下的CV曲線均呈類矩形,由電流密度為20 mA/g時(shí)GCD曲線計(jì)算其比電容為24.03 F/g,在電流密度為50 mA/g時(shí)經(jīng)4500次充放電循環(huán)后樣品的比容量仍能保持90 %以上,當(dāng)功率密度為0.02 kW/kg時(shí)樣品的能量密度為3.3 Wh/kg。因此,采用本方法制備的多孔TiN纖維在超級(jí)電容器領(lǐng)域具有應(yīng)用潛力。

    • 泡沫鋁夾芯板粉末冶金發(fā)泡機(jī)理的SR-CT研究

      2017, 46(10):3141-3145.

      摘要 (1285) HTML (180) PDF 0.00 Byte (1280) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:利用北京同步輻射裝置的SR-CT,通過(guò)圖像的斷層掃描及3D重建,對(duì)軋制復(fù)合-粉末冶金發(fā)泡工藝制備的泡沫鋁夾芯板進(jìn)行了泡孔結(jié)構(gòu)演化的研究,分析了發(fā)泡過(guò)程中孔隙率的變化及大尺寸連通孔的形成原因。研究結(jié)果表明:具有微米級(jí)空間分辨率的SR-CT可清晰的觀測(cè)到泡孔萌生及生長(zhǎng)各階段的泡沫結(jié)構(gòu)。泡孔在發(fā)泡15~30s階段生成,形狀為垂直于軋制方向的類裂紋孔。發(fā)泡45s時(shí)泡孔開(kāi)始發(fā)生明顯合并,繼續(xù)延長(zhǎng)發(fā)泡時(shí)間易導(dǎo)致形成大尺寸連通孔。芯層泡沫鋁的孔隙率在泡孔的萌生階段及合并階段增長(zhǎng)幅度較大,減少混料時(shí)發(fā)泡劑的“團(tuán)聚”及提高芯層粉末致密度可獲得良好的芯層泡沫結(jié)構(gòu)。

    • SiC顆粒參與下亞快速凝固鎂合金組織與性能研究

      2017, 46(10):3146-3150.

      摘要 (1108) HTML (162) PDF 0.00 Byte (1259) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用真空感應(yīng)熔煉與階梯型銅模噴鑄相結(jié)合方式,制備出SiC顆粒參與AZ91鎂合金非平衡凝固試樣,研究了異質(zhì)顆粒含量與銅模冷速協(xié)同作用下亞快速凝固合金的組織演化規(guī)律。結(jié)果表明,相同銅模內(nèi)徑條件下,SiC顆粒的加入可以有效細(xì)化鎂合金的凝固組織。400℃固溶處理后,晶界處β-Mg17Al12相消失,初生α-Mg晶粒由細(xì)小粒狀分布向多邊形組織發(fā)生轉(zhuǎn)變。由于SiC顆粒對(duì)晶粒長(zhǎng)大的釘扎效應(yīng),保溫2h后原始細(xì)晶組織得以保存,晶粒尺寸趨于均勻。隨銅模內(nèi)徑降低,冷卻速度增大,合金細(xì)化效果更加明顯。當(dāng)SiC含量2wt%,銅模內(nèi)徑2mm時(shí),非平衡凝固鎂合金的顯微硬度值最高,可達(dá)142Hv,相比鑄態(tài)提高了87%。

    • 電解工藝參數(shù)對(duì)銦微粉純度和粒度的影響(I)

      2017, 46(10):3151-3155.

      摘要 (1179) HTML (187) PDF 0.00 Byte (1298) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:研究了電解工藝制備銦微粉時(shí),銦離子濃度、電流密度和連續(xù)電解時(shí)間對(duì)粉體純度和粒度的影響。結(jié)果表明:當(dāng)電工藝參數(shù)為NaCl濃度80g/L,極距5cm,硫脲濃度0.3g/L,明膠濃度0.5g/L,pH=2.5,添加劑聚乙烯吡咯烷酮用量為0.2g/L時(shí),連續(xù)電解時(shí)間越長(zhǎng),所得粉體粒度越大;電流密度為130A/m2時(shí),所得粉體粒度最小,純度最高;In3+濃度對(duì)粉體粒度的影響最小,但對(duì)純度影響最大;在此工藝參數(shù)和In3+濃度為30g/L,電流密度為130 A/cm2的條件下電解1h,可得到粒度小于100μm的銦微粉,其中粒度小于30μm的占75%。

    • 瞬間液相連接鈦鋼復(fù)合板及微觀組織性能

      2017, 46(10):3156-3159.

      摘要 (1577) HTML (165) PDF 0.00 Byte (1329) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:用瞬間液相擴(kuò)散連接方法,在650 ℃,2 Mpa壓力下,真空保溫2 h制備Ti-Al-304不銹鋼復(fù)合板,并與550 ℃, 600 ℃ 真空熱壓擴(kuò)散進(jìn)行對(duì)比。采用SEM研究界面連接處的微觀結(jié)構(gòu),選用EDS線掃描分析界面連接處的元素分布,利用XRD檢測(cè)界面連接處的相組成。研究發(fā)現(xiàn),瞬間液相擴(kuò)散連接界面出現(xiàn)的位置與真空熱壓擴(kuò)散不同,Al中間層可以起到阻止Fe元素向Ti基體中擴(kuò)散形成Fe-Ti金屬間脆性相的作用。該方法為研究鈦鋼復(fù)合板的制備提供了新思路。

    • >評(píng)述
    • 增材制造Ti-6Al-4V合金組織及疲勞性能研究進(jìn)展

      2017, 46(10):3160-3168.

      摘要 (1620) HTML (164) PDF 0.00 Byte (1878) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:金屬增材制造技術(shù)可實(shí)現(xiàn)大型復(fù)雜鈦合金零件的高性能自由實(shí)體成形,在航空、航天、動(dòng)力、能源等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。基于材料成形過(guò)程中組織和性能間的緊密關(guān)系,本文簡(jiǎn)述了增材制造Ti-6Al-4V合金的沉積態(tài)和熱處理態(tài)組織及織構(gòu)特征,拉伸和疲勞性能,指出了當(dāng)前增材制造Ti-6Al-4V合金研究中存在的關(guān)鍵問(wèn)題,并對(duì)增材制造Ti-6Al-4V合金的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了預(yù)測(cè)。

    • >材料科學(xué)
    • MSM結(jié)構(gòu)TiO2基紫外探測(cè)器的制備及光電特性研究

      2017, 46(10):2781-2784.

      摘要 (1236) HTML (127) PDF 0.00 Byte (1787) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用RF磁控濺射技術(shù)在石英襯底上生長(zhǎng)了厚度可調(diào)的銳鈦礦相TiO2薄膜,繼而采用光刻技術(shù)在薄膜上生長(zhǎng)了Ag叉指電極,獲得了MSM結(jié)構(gòu)TiO2基紫外探測(cè)器。I-V特性測(cè)試結(jié)果表明Ag與TiO2之間表現(xiàn)出優(yōu)良的歐姆接觸特性,所制備探測(cè)器為歐姆接觸。此外,TiO2薄膜厚度對(duì)探測(cè)器的光電性能影響顯著,當(dāng)薄膜厚度達(dá)到197 nm時(shí),光電性能達(dá)到最高。此時(shí),光電流高出暗電流近2.5個(gè)數(shù)量級(jí),紫外光區(qū)的響應(yīng)度高出可見(jiàn)光區(qū)近2個(gè)數(shù)量級(jí)。所制備Ag/TiO2MSM紫外探測(cè)器表現(xiàn)出高靈敏度和可見(jiàn)盲特性。

    • 25vol%B4Cp/2009Al復(fù)合材料熱變形本構(gòu)模型

      2017, 46(10):2831-2836.

      摘要 (1255) HTML (139) PDF 0.00 Byte (1431) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:對(duì)25vol% B4Cp2009/Al復(fù)合材料進(jìn)行等溫壓縮實(shí)驗(yàn),采用的溫度范圍為300℃—500℃,應(yīng)變速率范圍為0.001s-1—1s-1。結(jié)果表明,B4Cp2009/Al復(fù)合材料的高溫流變曲線隨著變形溫度的升高和應(yīng)變速率的降低而下降。對(duì)流變曲線進(jìn)行了摩擦修正,修正后的流變應(yīng)力值低于實(shí)驗(yàn)結(jié)果。摩擦力的影響隨著溫度的降低和應(yīng)變速率的增大而更明顯。隨后構(gòu)建了基于Arrhenius形式的本構(gòu)方程,求解了不同應(yīng)變量下的材料常數(shù)(α,n,Q和A)。與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,利用構(gòu)建的本構(gòu)方程計(jì)算得到的流變應(yīng)力值具有很高的計(jì)算精度,相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.992。研究發(fā)現(xiàn),較高的溫度和較低的應(yīng)變速率有助于B4Cp2009/Al復(fù)合材料的高溫?zé)嶙冃巍?/p>

    • >材料工藝
    • 高壓扭轉(zhuǎn)對(duì)難熔金屬粉末組織致密及強(qiáng)化研究

      2017, 46(10):2987-2992.

      摘要 (1153) HTML (158) PDF 0.00 Byte (1172) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用高壓扭轉(zhuǎn)法在350℃下將純鉬粉末直接制備成致密體材料。用金相顯微鏡、顯微維氏硬度計(jì)、掃描電鏡和X射線衍射儀分析高壓扭轉(zhuǎn)過(guò)程中粉末顆粒孔隙閉合及性能強(qiáng)化規(guī)律。結(jié)果表明:高壓扭轉(zhuǎn)后鉬顆粒粉末在剪切力作用下通過(guò)移動(dòng)和變形相互嚙合聯(lián)結(jié),顆粒間大塊鏈狀孔隙逐漸縮小、閉合,此時(shí)顆粒間界面結(jié)合較好;高壓扭轉(zhuǎn)前后材料內(nèi)部亞晶尺寸由59.8nm細(xì)化到46.9nm,微觀應(yīng)變由1.04′10-4增大到1.12′10-3;晶粒細(xì)化和微觀應(yīng)變?cè)龃笠鸬木Ц袢毕輹?huì)促進(jìn)晶粒內(nèi)部位錯(cuò)增殖、纏結(jié)來(lái)強(qiáng)化基體。

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