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  • 2017年第46卷第3期文章目次
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    • >材料科學(xué)
    • 等離子噴涂YSZ熱障涂層樁釘結(jié)構(gòu)激光表面改性

      2017, 46(3):577-584.

      摘要 (2683) HTML (157) PDF 0.00 Byte (2160) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:實(shí)驗(yàn)采用大氣等離子噴涂技術(shù)在鎳基高溫合金基體表面制備了ZrO2-7%Y2O3 熱障涂層,利用Nd:YAG脈沖激光對(duì)YSZ涂層進(jìn)行樁釘結(jié)構(gòu)選擇性激光表面改性。重點(diǎn)考察樁釘結(jié)構(gòu)激光表面改性對(duì)涂層的組織結(jié)構(gòu)和性能的影響。結(jié)果顯示,樁釘結(jié)構(gòu)激光表面改性有助于降低涂層表面的粗糙度,消除表面的孔隙,產(chǎn)生了垂直于表面的網(wǎng)狀裂紋。樁釘結(jié)構(gòu)激光改性區(qū)域的橫截面出現(xiàn)柱狀晶及等軸晶結(jié)構(gòu)。XRD分析表明,噴涂涂層和激光表面改性區(qū)都存在有非平衡T'' 四方相,但是經(jīng)過(guò)激光表面改性后,噴涂涂層中的單斜相M消失,同時(shí)在2θ為72-76°范圍內(nèi)非平衡T'' 在[004]方向增強(qiáng)。拉伸結(jié)果顯示,樁釘結(jié)構(gòu)選擇性激光表面改性涂層的結(jié)合強(qiáng)度由噴涂涂層的7.3MPa增加到13.3MPa。隔熱測(cè)試結(jié)果表明,相對(duì)于噴涂涂層,樁釘結(jié)構(gòu)激光表面改性涂層的隔熱性能有所下降,這是由于激光表面改性造成陶瓷層結(jié)構(gòu)改變所致。

    • Cu含量變化對(duì)Bi-2212高溫超導(dǎo)材料相演變過(guò)程及超導(dǎo)性能的影響

      2017, 46(3):585-590.

      摘要 (2142) HTML (170) PDF 0.00 Byte (1635) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用共沉淀工藝制備了不同Cu含量的Bi-2212前驅(qū)體粉末,并通過(guò)分步燒結(jié)工藝對(duì)前驅(qū)體粉末中Cu含量不同所引起的相演變過(guò)程的變化進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。結(jié)合浸涂法和粉末裝管法制備了Bi-2212厚膜及單芯線材。研究結(jié)果表明,Cu含量的變化對(duì)厚膜和帶材在燒結(jié)過(guò)程中的相演變過(guò)程同樣具有極大的影響。隨著Cu含量的增加,體系的相演化過(guò)程發(fā)生了改變。最終材料中Bi-2201相的含量逐漸減少,而AEC相的含量逐漸增加??紤]到Bi-2201和AEC對(duì)載流過(guò)程的影響各不相同,通過(guò)系統(tǒng)的優(yōu)化,獲得了最佳Cu含量為x=2.2。在這一成分處,厚膜和單芯帶材臨界電流密度同時(shí)達(dá)到最大值。

    • Yb:YAG與Nd:YAG納米晶的制備及性能

      2017, 46(3):591-595.

      摘要 (1967) HTML (159) PDF 0.00 Byte (1643) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:通過(guò)超聲-微波輔助醇鹽水解沉淀法合成了Yb:YAG與Nd:YAG納米晶。研究了微波輻射功率、微波輻射時(shí)間及煅燒溫度對(duì)產(chǎn)物的影響。采用X-射線粉末衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM)及光致發(fā)光譜(PL)等對(duì)Yb:YAG與Nd:YAG納米晶進(jìn)行表征。結(jié)果表明,在微波輻射功率385 W、微波輻射時(shí)間30 min、煅燒溫度1100 C條件下,可以獲得純相Yb:YAG與Nd:YAG納米晶。當(dāng)煅燒溫度為1100 C時(shí),Yb:YAG與Nd:YAG納米晶的合作發(fā)光強(qiáng)度均達(dá)到最大值。

    • 應(yīng)變誘導(dǎo)Ni原子在納米晶Fe中的擴(kuò)散行為研究

      2017, 46(3):596-600.

      摘要 (2001) HTML (168) PDF 0.00 Byte (1839) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:利用高能?chē)娡璺ǎ℉ESP)在工業(yè)純鐵表面制備了一定厚度無(wú)污染、空位、雜質(zhì)等缺陷的納米晶層,其平均晶粒尺寸為50nm,厚度為100μm。在Gleebl 1500熱模擬機(jī)上,采用脈沖加壓擴(kuò)散(PPD)和恒定加壓擴(kuò)散(CPD)對(duì)納米晶鐵在850℃下進(jìn)行滲鎳處理。結(jié)果表明,鎳原子在納米晶鐵中的擴(kuò)散系數(shù)比常規(guī)粗晶中高1個(gè)數(shù)量級(jí);而采用脈沖加壓擴(kuò)散時(shí),鎳原子的擴(kuò)散系數(shù)要比采用恒壓擴(kuò)散高1個(gè)數(shù)量級(jí)。鎳原子擴(kuò)散系數(shù)的提高主要包括三個(gè)方面的原因,一是脈沖加壓能擊碎擴(kuò)撒界面上形成的阻礙鎳原子擴(kuò)散的金屬件化合物;二是納米晶鐵中形成的大量三叉晶界以及大量的非平衡晶界。

    • 等離子噴涂納米氧化鋯涂層的熱震失效機(jī)理研究

      2017, 46(3):601-605.

      摘要 (2039) HTML (159) PDF 0.00 Byte (1656) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用合理的噴涂工藝參數(shù)制備了納米氧化鋯涂層并在1100度下測(cè)試了其熱震性能,利用XRD,SEM和TEM對(duì)涂層的結(jié)構(gòu)及表面形貌進(jìn)行了分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示孔隙或早期存在的微裂紋附近的納米顆粒在熱震實(shí)驗(yàn)過(guò)程中會(huì)長(zhǎng)大。通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)分析,我們提出了在循環(huán)應(yīng)力作用下納米涂層的失效機(jī)理。即隨著納米結(jié)構(gòu)涂層中的大多數(shù)或者全部的納米顆粒長(zhǎng)大后,納米結(jié)構(gòu)隨之變?yōu)闇?zhǔn)微米結(jié)構(gòu),其熱震失效模式將類(lèi)似于傳統(tǒng)微米涂層的失效方式—裂紋形成,擴(kuò)展直至最后涂層剝落。

    • 微量增強(qiáng)體對(duì)TC18鈦基復(fù)合材料微觀組織的影響

      2017, 46(3):606-611.

      摘要 (1942) HTML (165) PDF 0.00 Byte (1385) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:使用真空自耗爐制備出多種微量TiB和TiC增強(qiáng)的Ti-5Al-5Mo-5V-1Fe-1Cr鈦基復(fù)合材料,增強(qiáng)體在熱處理過(guò)程中可大幅細(xì)化β相,但是細(xì)化幅度卻隨著增強(qiáng)體含量的增加而變緩,文中揭示出這和增強(qiáng)體的Zener拖曳力變化有關(guān),增強(qiáng)體含量增加而拖曳力增幅變緩。此外還研究了增強(qiáng)體對(duì)α相球化的作用,α球化率隨著增強(qiáng)體含量增加而小幅波動(dòng),然而在其作用下,等溫壓縮過(guò)程中魏氏體群結(jié)構(gòu)中的板條狀α明顯球化。等溫壓縮過(guò)程中,增強(qiáng)體對(duì)α球化的作用不同于熱處理過(guò)程,微量增強(qiáng)體可以通過(guò)促進(jìn)界面轉(zhuǎn)變而加速球化。

    • 激光熔覆層寬度對(duì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子表面綜合跳動(dòng)特性的影響

      2017, 46(3):612-616.

      摘要 (2308) HTML (178) PDF 1.42 M (3085) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為解決大型汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸軸頸磨損的修復(fù)問(wèn)題,基于同軸送粉半導(dǎo)體激光熔覆再制造系統(tǒng),采用激光熔覆再制造方法,以汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸材料為基體,利用激光熔覆再制造專用粉末作為實(shí)驗(yàn)材料,針對(duì)不同激光熔覆層寬度對(duì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子綜合跳動(dòng)的影響進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究與機(jī)理模擬驗(yàn)證。結(jié)果表明,綜合跳動(dòng)特性與探頭直徑和激光熔覆層寬度相關(guān),激光熔覆層寬度決定了汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子表面磁力線、電渦流密度與磁通量密度分布。當(dāng)激光再制造層寬度小于8mm時(shí),由于磁力線與表面電渦流密度受基體的干擾,磁通量密度在激光熔覆層的邊緣出現(xiàn)突變,實(shí)際綜合跳動(dòng)的測(cè)量值為基體與激光熔覆層綜合作用的結(jié)果,造成測(cè)量結(jié)果偏大。根據(jù)數(shù)值模擬計(jì)算被測(cè)金屬體表面磁通量密度分布結(jié)果,激光熔覆層寬度的臨界值為9.82mm。

    • 鈦基金屬摻混納米金剛石陰極的場(chǎng)發(fā)射特性

      2017, 46(3):617-621.

      摘要 (1809) HTML (154) PDF 0.00 Byte (1538) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:研究了鈦基金屬摻混納米金剛石的場(chǎng)發(fā)射特性,其中,以鈦和鉿分別和納米金剛石摻混,采用電泳法制得了陰極樣品,并使用SEM和XRD對(duì)陰極樣品的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了表征,最后進(jìn)行場(chǎng)發(fā)射特性的測(cè)試。結(jié)果發(fā)現(xiàn),摻入5 mg的鈦樣品的形貌更加均勻和致密,而摻入鉿樣品的形貌變差。同時(shí),與未摻雜樣品相比較而言,摻鈦樣品的場(chǎng)發(fā)射特性有了提高,而摻鉿樣品的場(chǎng)發(fā)射特性有所下降。摻鈦樣品之間的比較發(fā)現(xiàn),鈦摻入量不宜過(guò)多,適量的鈦摻入能使得納米金剛石陰極的場(chǎng)發(fā)射性能得到提高。分析表明,這是由金屬鈦和鉿的性質(zhì)決定的,影響了金剛石與基底Ti的鍵合反應(yīng),從而影響了摻雜納米金剛石的場(chǎng)發(fā)射性能。

    • 超聲波作用下雙輥鑄軋鎂合金板帶材的力學(xué)性能和成形能力

      2017, 46(3):622-626.

      摘要 (2061) HTML (164) PDF 0.00 Byte (1631) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:研究了超聲波對(duì)雙輥鑄軋的Mg-3wt%Al-1%Zn-0.8?-0.3%Mn合金板帶材組織和性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:超聲波輔助鎂合金的鑄軋可以提高鎂合金帶材的強(qiáng)度、延伸率和極限深拉比值,在250℃鎂合金帶材的極限深拉比值可以達(dá)到2.16。這些鎂合金力學(xué)性能和成形能力的提升是由于超聲波鑄軋過(guò)程中,超聲波可以細(xì)化鎂基體的晶粒尺寸,并同時(shí)對(duì)合金中的Mg17(Al,Zn)12和AlCeMn相起到變質(zhì)作用。當(dāng)超聲波強(qiáng)度達(dá)到800W時(shí),鎂基體的晶粒尺寸可以從150μm細(xì)化到30μm,而且針狀的AlCeMn相可以被變質(zhì)成球狀,從而提高了鎂合金的力學(xué)性能和成形能力。

    • Cu含量對(duì)Ti-Al-Si-Cu-N納米薄膜結(jié)構(gòu)及高溫抗氧化性能的影響

      2017, 46(3):627-633.

      摘要 (2144) HTML (170) PDF 0.00 Byte (1644) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:本文通過(guò)磁控濺射技術(shù),在AISI-304不銹鋼表面制備了不同Cu含量的Ti-Al-Si-Cu-N納米復(fù)合涂層。通過(guò)掃描電鏡(SEM)、能譜儀(EDS)、X射線衍射(XRD)、納米壓痕儀和自制壓痕儀等設(shè)備研究了Ti-Al-Si-N 和 Ti-Al-Si-Cu-N 納米復(fù)合涂層的結(jié)構(gòu)和在800℃氧化的行為。研究結(jié)果表明:隨著涂層中Cu含量的增加,涂層表面的微孔數(shù)量減少,涂層更加致密,涂層晶粒尺寸減小,擇優(yōu)取向由(111)向(110)逐漸轉(zhuǎn)變。涂層的硬度由14.76 GPa 增加至19.42 GPa。Cu含量為1.72 at%的Ti-Al-Si-Cu-N 彈性模量最小,為104.5 GPa。 Cu元素對(duì)Ti-Al-Si-Cu-N納米復(fù)合涂層抗氧化性能有兩方面:一是促進(jìn)Al元素的擴(kuò)散,二是在氧化膜表面形成裂紋和微孔缺陷。Ti-Al-Si-N 涂層比Ti-Al-Si-Cu-N涂層具有更好的抗氧化性能。

    • 不同熱處理工藝對(duì)Ti6Al4V鈦合金微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能影響

      2017, 46(3):634-639.

      摘要 (2347) HTML (159) PDF 0.00 Byte (1576) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:通過(guò)對(duì)Ti6Al4V鈦合金進(jìn)行不同工藝的熱處理,分析了不同工藝處理后的顯微組織,進(jìn)行了拉伸試驗(yàn)、示波沖擊試驗(yàn)測(cè)試。研究固溶時(shí)效處理對(duì)Ti6Al4V鈦合金顯微組織、力學(xué)性能和沖擊韌性的影響。利用金相顯微鏡、環(huán)境掃描電鏡(ESEM)進(jìn)一步分析了鈦合金的組織、沖擊斷口特征與力學(xué)性能間的關(guān)系。結(jié)果表明隨固溶溫度增加,鈦合金屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度得到顯著提高,塑韌性先增加后降低。優(yōu)化熱處理工藝后,Ti6Al4V鈦合金經(jīng)960 ℃ WQ和500℃ × 4 h AC處理,獲得優(yōu)良綜合性能,σ0.2為1050MPa,σb為1120 MPa,Ak為46.22 J。鈦合金固溶時(shí)效后的組織由β基體和析出的α相組成,片層狀β相和小針叢狀α相組織提高合金綜合性能。

    • AZ31B/TA2爆炸焊接復(fù)合板界面結(jié)合機(jī)制及力學(xué)性能的研究

      2017, 46(3):640-645.

      摘要 (1726) HTML (154) PDF 0.00 Byte (1557) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:鎂合金AZ31B和純鈦TA2通過(guò)爆炸焊接成功的方法成功實(shí)現(xiàn)了連接。采用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、以及電子能譜(EDS)等測(cè)試手段對(duì)結(jié)合界面的微區(qū)結(jié)構(gòu)、元素分布進(jìn)行了分析。研究了在不同溫度熱處理后AZ31B和TA2界面之間元素的擴(kuò)散情況。同時(shí)結(jié)合顯微硬度實(shí)驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)、拉伸試驗(yàn)研究了復(fù)合板的力學(xué)性能。并對(duì)復(fù)合板的結(jié)合機(jī)制進(jìn)行了一定的探討。研究結(jié)果表明:平直和波浪狀結(jié)合形貌并存于結(jié)合界面。在熱處理溫度為450?C和490?C、保溫時(shí)間為4h和8h時(shí),界面元素?cái)U(kuò)散明顯。由于兩側(cè)金屬發(fā)生塑性變形導(dǎo)致界面硬度升高。復(fù)合板的各種力學(xué)性能均較基板AZ31B鎂合金得到了一定程度的提高。

    • 一種試驗(yàn)第三代單晶高溫合金1100℃長(zhǎng)期時(shí)效組織演化

      2017, 46(3):646-650.

      摘要 (1942) HTML (147) PDF 0.00 Byte (1547) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:通過(guò)1100℃長(zhǎng)期時(shí)效100-800小時(shí),研究了一種試驗(yàn)第三代單晶高溫合金組織演化規(guī)律,結(jié)果表明:隨著時(shí)效時(shí)間的增加,枝晶干γ‘相逐漸變得粗大和不規(guī)則;而枝晶間γ’相形貌則隨著時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)呈規(guī)則立方、合并長(zhǎng)大、筏排化規(guī)律演化。枝晶干與枝晶間這種不同的γ‘相演化規(guī)律主要由合金元素的偏析造成。時(shí)效300小時(shí)后,枝晶干析出了少量的針狀TCP相,隨著時(shí)效時(shí)間增加,枝晶干處TCP相析出量增加;枝晶間直到800小時(shí)仍未發(fā)現(xiàn)TCP相析出;TEM和EDX分析表明析出相為σ相,富含Re、W元素。

    • AlCoCrFeNiBx 高熵合金微結(jié)構(gòu)與性能

      2017, 46(3):651-656.

      摘要 (2335) HTML (166) PDF 0.00 Byte (2199) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:本文系統(tǒng)研究了 B 元素對(duì)高熵AlCoCrFeNiBx (x denotes the atomic fraction of B element 0, 0.1, 0.25, 0.5, 0.75 and 1.0)合金的微結(jié)構(gòu)和性能的影響。其中添加的B元素含量為0.1時(shí)AlCoCrFeNi 高熵合金的形貌從等軸晶轉(zhuǎn)變?yōu)橹蚊病?其中在等軸晶的內(nèi)部可以觀測(cè)到調(diào)幅分解結(jié)構(gòu)。當(dāng) x>0.1時(shí), 枝晶和調(diào)幅分解結(jié)構(gòu)都逐漸消失了,但是越來(lái)越多的硼化物開(kāi)始出現(xiàn)了。這個(gè)轉(zhuǎn)變歸因于 Cr-B 和Co-B之間高的負(fù)混合焓.隨著B(niǎo)元素的增加, AlCoCrFeNiBx高熵合金的結(jié)構(gòu)從B2 BCC 結(jié)構(gòu)向B2 BCC FCC 結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變, 最后形成了 B2 BCC FCC 以及硼化物的混合結(jié)構(gòu)。 隨著B(niǎo)元素的添加硬度值從 HV486.0 下降到了 HV460.7, 然后增加到 HV615.7,其中x=0.1時(shí)合金的硬度最低。合金的壓縮強(qiáng)度隨B元素的增加明顯下降,當(dāng)x=0.25時(shí),合金具有最大的壓縮強(qiáng)度,但是當(dāng)x =0.75時(shí), 由于硼化物的大量生成合金在彈性變形階段就發(fā)生了斷裂。隨著B(niǎo)含量增多合金的矯頑力和飽和磁化強(qiáng)度開(kāi)始下降. 下降的矯頑力顯示合金具有很好的軟磁性能。

    • EDTA修飾對(duì)Ru/Ba-MgO氨合成催化劑性能的影響及作用機(jī)理

      2017, 46(3):657-662.

      摘要 (1718) HTML (161) PDF 0.00 Byte (1174) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:利用超聲——共沉淀技術(shù)制備了一系列EDTA修飾的摻鋇納米氧化鎂載體(EDTA-Ba-MgO)及其負(fù)載的釕基氨合成催化劑(Ru/EDTA-Ba-MgO)。通過(guò)場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡、X射線粉末衍射、氮物理吸附、熱重分析儀及H2程序升溫還原等方法對(duì)載體/催化劑進(jìn)行表征,結(jié)果表明:EDTA的修飾作用改變了鋇助劑與載體的作用方式,通過(guò)與Ba助劑發(fā)生絡(luò)合作用形成了[Ba(EDTA)]2-,改變了Ba2 的帶電性質(zhì),使鋇助劑在帶正電荷的載體表面實(shí)現(xiàn)了直接吸附,從而更有利于對(duì)鋇助劑在Ba-MgO中摻雜量及摻雜形式的調(diào)控,最終達(dá)到提高催化劑活性的目的。在10 MPa,10000 h?1和425 篊的反應(yīng)條件下,Ru/EDTA-Ba-MgO催化劑上氨合成速率達(dá)到 60.27 mmol/(g?h),比Ru/Ba-MgO提高了7.4%。

    • 顯微組織均勻性對(duì)片層Ti-55531合金高周疲勞裂紋萌生的影響

      2017, 46(3):663-668.

      摘要 (2005) HTML (151) PDF 0.00 Byte (1335) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用高周拉壓疲勞試驗(yàn),測(cè)試了片層Ti-55531合金的室溫高周疲勞性能;利用TEM、SEM等分析檢測(cè)方法,研究了近裂紋源區(qū)次生裂紋特征,以及顯微組織均勻性對(duì)高周疲勞裂紋萌生的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn):該片狀Ti-55531合金室溫高強(qiáng)疲勞強(qiáng)度(σ-1(1×107))可達(dá)639 MPa。合金顯微組織中含少量晶界α和大量10~50 μm大小的組織不均勻區(qū),疲勞變形時(shí),晶界α處開(kāi)裂或組織不均勻區(qū)內(nèi)次生αs斷裂、αs/βr界面處開(kāi)裂等萌生微裂紋,促進(jìn)合金的疲勞失效。

    • 納米壓痕法分析ECAP變形工業(yè)純鈦的力學(xué)性能

      2017, 46(3):669-674.

      摘要 (2044) HTML (147) PDF 0.00 Byte (1364) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用Equal Channel Angular Pressing (ECAP)技術(shù)制備了不同晶粒尺寸的超細(xì)晶工業(yè)純鈦,通過(guò)納米壓痕測(cè)試技術(shù)對(duì)ECAP變形工業(yè)純鈦的力學(xué)性能進(jìn)行研究,討論了加載應(yīng)變速率和晶粒尺寸對(duì)工業(yè)純鈦的硬度測(cè)試結(jié)果的影響,進(jìn)一步分析了ECAP變形工業(yè)純鈦的應(yīng)變硬化能力和殘余應(yīng)力。結(jié)果表明:隨著加載應(yīng)變速率的增加和晶粒尺寸的減小,工業(yè)純鈦的硬度值增加。硬度-位移曲線表現(xiàn)出具有硬化效應(yīng)的壓痕尺寸效應(yīng)(Indentation Size Effect,ISE)。納米壓痕形貌表明:ECAP變形工業(yè)純鈦的應(yīng)變硬化能力降低,存在殘余壓應(yīng)力。

    • 粉末注射成形Ti-12Mo合金的摩擦磨損性能研究

      2017, 46(3):675-679.

      摘要 (1706) HTML (159) PDF 0.00 Byte (1164) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:本文選擇粉末注射成形制備的Ti-12Mo合金為主要研究對(duì)象,與粉末冶金冷壓燒結(jié)制備的純Ti和TC4合金,以及在口腔材料應(yīng)用最廣的鑄造TC4鈦合金作對(duì)照,研究分析鈦及其合金的耐磨性能及磨損機(jī)理。結(jié)果表明在相同摩擦磨損條件下,Ti-12Mo合金耐磨性要優(yōu)于冷壓燒結(jié)制備的純Ti和TC4合金,與鑄造TC4合金相當(dāng);Ti-12Mo合金為魏氏體組織,由β相及α相組成,其顯微硬度為310HV,其摩擦系數(shù)基本保持在0.43左右,低于其他3種鈦合金;Ti-12Mo合金磨損機(jī)制主要為磨粒磨損。

    • SO2對(duì)CoCrFeNiTi0.5合金耐堿金屬硫酸鹽腐蝕行為的影響

      2017, 46(3):680-686.

      摘要 (1737) HTML (169) PDF 0.00 Byte (1368) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:應(yīng)用XRD、SEM(EDS)和EMPA等方法分析并比較了750℃,SO2氣氛對(duì)CoCrFeNiTi0.5高熵合金耐堿金屬硫酸鹽腐蝕行為的影響。結(jié)果表明:合金在0.75%SO2氣氛中的腐蝕動(dòng)力學(xué)遵循“拋物線”規(guī)律,與無(wú)硫氣氛下的相似;合金表面生成由(Ti,Cr,Fe)氧化物,尖晶石結(jié)構(gòu)復(fù)雜氧化物AB2O4以及(Fe,Ni)硫化物組成的腐蝕產(chǎn)物;0.75%SO2的添加可以使氧化膜明顯增厚,與基體結(jié)合程度變差甚至剝離,腐蝕影響區(qū)孔隙度增大,裂紋長(zhǎng)大,腐蝕深度增加。分析認(rèn)為:CoCrFeNiTi0.5高熵合金在無(wú)硫氣氛下的腐蝕歸因于保護(hù)性氧化膜與低熔點(diǎn)共晶體的形成以及Cr2O3在熔融態(tài)硫酸鹽中的堿性熔融;在含硫氣氛下的腐蝕則與合金元素的氧化、金屬氧化物的硫酸鹽化以及三元共晶復(fù)合鹽的形成和合金元素Fe在熔鹽中的溶解反應(yīng)相關(guān);腐蝕過(guò)程中,伴生合金元素在腐蝕影響區(qū)的硫化。

    • Zr-Sn-Nb 合金織構(gòu)與性能研究

      2017, 46(3):687-692.

      摘要 (1960) HTML (159) PDF 0.00 Byte (1380) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:對(duì)Zr-Sn-Nb合金帶材在25℃、200℃、400℃下進(jìn)行拉伸試驗(yàn),采用背散射電子衍射技術(shù)(EBSD)研究了織構(gòu)對(duì)鋯合金力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,帶材具有較強(qiáng)的{0001}基面雙峰織構(gòu),[0002]基軸在TD-ND平面內(nèi),并向TD方向傾斜約30°,大晶粒多為{0001}< >和{0001}< >取向,小晶粒為{0001}< >取向??棙?gòu)造成帶材力學(xué)性能呈現(xiàn)各向異性,σs在TD方向最高,在RD方向最低;σb在RD方向最高,在45°方向最低。隨著溫度的升高,σs與σb都有所降低,Δσs與Δσb也隨之減小,且Δσs較Δσb受溫度的影響更為明顯。帶材的延伸率隨溫度升高而增加,但400℃時(shí)的延伸率較200℃時(shí)的低,晶界強(qiáng)度的下降以及動(dòng)態(tài)應(yīng)變時(shí)效是造成這種現(xiàn)象的主要原因。

    • 復(fù)合制備N(xiāo)i基合金涂層的組織結(jié)構(gòu)及性能演變特征

      2017, 46(3):693-698.

      摘要 (1909) HTML (171) PDF 0.00 Byte (1851) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用超音速等離子噴涂在45#鋼基體上制備N(xiāo)i60合金涂層,對(duì)預(yù)制的涂層分別進(jìn)行高頻感應(yīng)重熔和感應(yīng)重熔 強(qiáng)制冷卻處理。借助OM、SEM、XRD、顯微硬度計(jì)和銷(xiāo)盤(pán)式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)對(duì)3種涂層的組織結(jié)構(gòu)、顯微硬度分布及摩擦磨損性能進(jìn)行分析,研究Ni60合金涂層組織結(jié)構(gòu)及其性能的演變特征。結(jié)果表明:3種涂層組織結(jié)構(gòu)差異較大,單純感應(yīng)重熔涂層使噴涂涂層組織結(jié)構(gòu)細(xì)密化,感應(yīng)重熔 強(qiáng)制冷卻的涂層形成了外延型生長(zhǎng)的定向晶結(jié)構(gòu)。噴涂層涂層硬度自內(nèi)向外呈明顯下降趨勢(shì),而后續(xù)處理的兩種涂層均表現(xiàn)為自內(nèi)向外略為增加趨勢(shì),導(dǎo)致噴涂涂層盡管有較高的平均硬度,但表層硬度低于其他兩種涂層。三種涂層均有很好的耐磨性能,但后續(xù)處理使涂層的摩擦系數(shù)明顯增大,耐磨性能顯著增強(qiáng),尤其附加強(qiáng)制冷卻的涂層表現(xiàn)出更加優(yōu)異的耐磨性能,其平均磨損率低于噴涂涂層約8.5倍和單純感應(yīng)重熔涂層約2倍。

    • 高強(qiáng)高導(dǎo)Cu-Nb微觀復(fù)合材料的尺寸效應(yīng)

      2017, 46(3):699-703.

      摘要 (2385) HTML (162) PDF 0.00 Byte (1572) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:高強(qiáng)度高電導(dǎo)Cu-Nb微觀復(fù)合材料具有納米結(jié)構(gòu)的Nb芯絲和純Cu層,材料的尺寸效應(yīng)促使力學(xué)性能呈規(guī)律變化。 本文通過(guò)不同線材尺寸的應(yīng)力應(yīng)變曲線測(cè)試研究了材料強(qiáng)度隨內(nèi)部Nb芯絲尺寸的變化規(guī)律,通過(guò)納米壓痕手段分析了材料彈性模量和納米壓痕值隨隨材料尺寸的變化特征。結(jié)果表明,材料的強(qiáng)度實(shí)測(cè)值遠(yuǎn)大于混合定律計(jì)算的理論值,且隨Nb芯絲尺寸的減小強(qiáng)度呈指數(shù)增加,Nb芯絲納米硬度值也隨尺寸的減小顯著增加。與電子自由程相關(guān)的界面電子散射作用是影響材料電導(dǎo)的主要因素。

    • 超細(xì)/納米結(jié)構(gòu)WC-10Co-4Cr涂層的透射電鏡表征與性能分析

      2017, 46(3):704-710.

      摘要 (2354) HTML (154) PDF 387.79 K (2306) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:本文利用真空原位還原碳化反應(yīng)制得超細(xì)/納米WC-10Co-4Cr復(fù)合粉末,經(jīng)團(tuán)聚造粒獲得噴涂用復(fù)合粉末喂料,采用超音速火焰系統(tǒng)(HVOF)制備出超細(xì)/納米結(jié)構(gòu)的WC-10Co-4Cr涂層。利用結(jié)合X射線衍射和透射電子顯微鏡對(duì)涂層的物相、顯微組織結(jié)構(gòu)、元素分布特征等進(jìn)行了系統(tǒng)表征,并對(duì)涂層耐磨性、耐蝕性進(jìn)行了測(cè)試分析。結(jié)果表明:采用原位反應(yīng)合成的超細(xì)/納米WC-10Co-4Cr復(fù)合粉末制備的超細(xì)/納米結(jié)構(gòu)的WC-10Co-4Cr涂層,具有優(yōu)良的耐磨性和耐腐蝕性。涂層以WC為主相,含有非晶結(jié)構(gòu)的粘結(jié)相Co(Cr),同時(shí)存在少量六方晶體結(jié)構(gòu)的W2C相和非晶復(fù)相W2C Co(Cr)。對(duì)涂層中元素Co和Cr的分布進(jìn)行了量化分析,得到其從WC晶粒到相界到共晶區(qū)再到Co區(qū)的變化規(guī)律。結(jié)合WC-10Co-4Cr復(fù)合粉末和超音速火焰噴涂工藝的特點(diǎn),闡釋了Cr在WC-10Co-4Cr涂層分布狀態(tài)的形成原因,并討論了對(duì)涂層性能的影響。

    • 氫化物對(duì)N18鋯合金原位拉伸斷裂行為的影響

      2017, 46(3):711-715.

      摘要 (1877) HTML (154) PDF 0.00 Byte (1253) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:本文對(duì)電解滲氫后的N18鋯合金進(jìn)行了掃描電鏡下原位拉伸試驗(yàn),觀察了裂紋在氫化物中的萌發(fā)與擴(kuò)展過(guò)程,研究了氫化物對(duì)拉伸性能和斷裂行為的影響。研究發(fā)現(xiàn),拉伸時(shí)試樣會(huì)發(fā)生頸縮,基體斷口上存在大量韌窩,呈韌性斷裂,使?jié)B氫后的N18鋯合金具有一定的塑性。小裂紋在帶狀氫化物簇中萌發(fā)并迅速擴(kuò)展,但基體對(duì)小裂紋的擴(kuò)展有鈍化作用,使小裂紋轉(zhuǎn)化成孔洞。斷口表面上,脆性氫化物與基體之間還會(huì)形成二次裂紋,其形狀和分布與氫化物的形狀和分布相似??锥磁c二次裂紋都會(huì)使含氫鋯合金的塑性降低。

    • 不同狀態(tài)的Mg-6Gd-2Y合金的顯微組織特征

      2017, 46(3):716-721.

      摘要 (1706) HTML (167) PDF 0.00 Byte (1246) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:綜合運(yùn)用OM、 XRD、FEGSEM和HRTEM手段分析了Mg-6Gd-2Y合金鑄態(tài)、固溶態(tài)和時(shí)效態(tài)的顯微組織特征及演變過(guò)程。Mg-6Gd-2Y合金鑄態(tài)組織主要由α(Mg)和呈不連續(xù)網(wǎng)狀的Mg5(Gd,Y)相組成,在緊鄰Mg5(Gd,Y)處有少量非平衡凝固相Mg2(Gd,Y);對(duì)合金進(jìn)行520℃固溶處理,隨固溶時(shí)間延長(zhǎng),半連續(xù)狀Mg5(Gd,Y)相尺寸逐漸縮小,直至溶解,并在晶界形成大量細(xì)小fcc結(jié)構(gòu)的富稀土相Mg (Gd,Y) 2,明顯阻止了α(Mg)晶粒的長(zhǎng)大;合金在175℃~225℃時(shí)效處理時(shí),175℃時(shí)效硬化效果最明顯,時(shí)效析出過(guò)程包括:時(shí)效初期(4-32h),過(guò)飽和α(Mg)析出β″相;快速析出期(32-100h),α(Mg)析出β′相,100h達(dá)到峰值時(shí)效,析出相為β″、β′相;過(guò)時(shí)效期區(qū)(>100h),β′相尺寸逐漸增大,并轉(zhuǎn)化成β1和向穩(wěn)定的β相轉(zhuǎn)變。

    • AZ31B鎂合金軋制過(guò)程中的溫升效應(yīng)研究

      2017, 46(3):722-727.

      摘要 (1934) HTML (158) PDF 0.00 Byte (1320) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:本研究采用內(nèi)鑲測(cè)溫偶原位測(cè)量的方法測(cè)定了AZ31B 鎂合金在不同軋制工藝條件下的溫度變化過(guò)程。結(jié)果表明:整個(gè)溫度變化過(guò)程分為變形過(guò)程(0.02~0.08s)和溫度均勻過(guò)程(0.8~1.2s)。這兩個(gè)階段的溫升值都與壓下量正相關(guān),而與初軋溫度反相關(guān)。在200℃45%壓下量軋制時(shí)兩溫升值分別達(dá)到80℃和35℃。在此基礎(chǔ)上建立經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)預(yù)測(cè)溫升。變形熱引起的溫升效應(yīng)顯著影響軋板的組織和再結(jié)晶行為。

    • Mg-8.07Al-0.53Zn-1.36Nd鎂合金微觀組織及裂紋演變行為研究

      2017, 46(3):728-734.

      摘要 (1903) HTML (171) PDF 0.00 Byte (1269) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:利用XRD、SEM、TEM、EDS等測(cè)試方法對(duì)Mg-8.07Al-0.53Zn-1.36Nd鎂合金微觀組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征與分析,并采用原位拉伸試驗(yàn)研究了合金顯微組織對(duì)裂紋萌生及擴(kuò)展行為的影響。研究結(jié)果表明:試驗(yàn)合金組織中主要包括α-Mg基體,β-Mg17Al12,α β共晶相,Al11Nd3針狀相和Al2Nd顆粒相。Al2Nd存在孿晶結(jié)構(gòu),孿晶面為{11-1},Al11Nd3存在連續(xù)的凹凸界面結(jié)構(gòu)。合金室溫原位拉伸試驗(yàn)結(jié)果顯示:裂紋主要在粗大的β-Mg17Al12相內(nèi)部萌生,裂紋擴(kuò)展方式包括沿晶擴(kuò)展和穿晶擴(kuò)展方式。裂紋穿晶擴(kuò)展主要?dú)w因于沿晶界分布的Al11Nd3、Al2Nd相與周?chē)M織界面結(jié)合能力較強(qiáng),Al11Nd3凹凸界面對(duì)基體與共晶組織的嚙合作用顯著。

    • 稀土La與Y元素在Al-RE體系的固溶行為研究

      2017, 46(3):735-739.

      摘要 (2016) HTML (148) PDF 0.00 Byte (1608) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:本文采用基于密度泛函理論的第一性原理,計(jì)算了Al-La與Al-Y二元合金中金屬間化合物的基態(tài)特征,在此基礎(chǔ)上,研究了稀土La與Y元素在Al中的溶解度,并討論了稀土鋁合金中析出相的力學(xué)性能。結(jié)果表明,Al-La和Al-Y合金中的最穩(wěn)定相均為Al2RE金屬間化合物。對(duì)于含有微量稀土元素的鋁合金中的優(yōu)先析出相,Al3Y(R-3M)較Al3Y(PM-3M)和Al11La3(IMMM)具有更好的穩(wěn)定性和強(qiáng)化效果。La和Y在Al中的溶解度計(jì)算結(jié)果顯示,與La相比,Y在Al具有較高的溶解度。綜合彈性模量和溶解度的結(jié)果可知,微量Y可以更加有效的達(dá)到強(qiáng)化Al合金基體的效果。

    • 固/液熔接CuW/ZL101A界面結(jié)合機(jī)理

      2017, 46(3):740-746.

      摘要 (1722) HTML (156) PDF 0.00 Byte (1310) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:本文采用固/液熔接法制備了CuW/ZL101A整體材料,并對(duì)CuW/ZL101A擴(kuò)散溶解層組織結(jié)構(gòu)與形成機(jī)制進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)熔接條件為(690-705)℃?0min可以獲得良好的結(jié)合界面,其界面結(jié)合為擴(kuò)散與溶解結(jié)合,結(jié)合界面擴(kuò)散溶解層主要由平面狀擴(kuò)散溶解層、柱狀方向性擴(kuò)散溶解層、共晶擴(kuò)散溶解層三部分組成,其生長(zhǎng)方向均趨于沿界面法線方向生長(zhǎng),利用掃描電子顯微鏡和X射線衍射分析儀觀察和分析了各擴(kuò)散溶解層的新相組成。以705℃?0min為例,分析了整體界面擴(kuò)散溶解層組織結(jié)構(gòu)演變和形成機(jī)理:平面狀擴(kuò)散溶解層和柱狀方向性擴(kuò)散層,分別由銅鎢界面原子沿CuW界面形核結(jié)晶橫向生長(zhǎng)連成整體形成小平面狀擴(kuò)散溶解層,再轉(zhuǎn)向正常縱向生長(zhǎng)所形成;共晶擴(kuò)散溶解層是由接近及遠(yuǎn)離共晶成分點(diǎn)的鋁銅,形成層片狀偽共晶及網(wǎng)狀離異共晶組織;以熔接690℃保溫不同時(shí)間對(duì)界面擴(kuò)散溶解層的影響可知:隨著熔接時(shí)間延長(zhǎng),界面擴(kuò)散溶解層形貌相似,無(wú)明顯新相層的形成,僅擴(kuò)散厚度存在差異。

    • >材料工藝
    • 粉末冶金醫(yī)用超細(xì)晶β型Ti28Nb2Zr8Sn合金的顯微組織與力學(xué)性能

      2017, 46(3):747-753.

      摘要 (1734) HTML (148) PDF 0.00 Byte (1410) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為了進(jìn)一步對(duì)比不同成分醫(yī)用b型鈦合金的顯微組織和力學(xué)性能,本文采用機(jī)械球磨 放電等離子燒結(jié)的方法制備出高強(qiáng)度低模量的超細(xì)晶β型Ti28Nb2Zr8Sn合金。XRD和SEM測(cè)試表明,60h球磨后的終態(tài)合金粉末經(jīng)放電等離子燒結(jié)后,獲得的超細(xì)晶塊體合金為完全的bcc結(jié)構(gòu);TEM分析表明,超細(xì)晶塊體合金中bcc b-Ti的晶粒為等軸狀,其尺寸約為500-1000nm,遠(yuǎn)小于鑄造法制備同類(lèi)合金幾十微米的晶粒尺寸;力學(xué)性能測(cè)試表明,隨升溫速率增大或保溫時(shí)間減少,超細(xì)晶塊體合金的壓縮強(qiáng)度逐漸增大,彈性模量逐漸減少。在燒結(jié)溫度為900℃、升溫速率為150℃/min且保溫時(shí)間為0min的燒結(jié)條件下,得到的超細(xì)晶塊體合金晶粒最細(xì)小,其壓縮強(qiáng)度達(dá)到最大(2675MPa),對(duì)應(yīng)的斷裂應(yīng)變也最大(0.54),且其彈性模量也最低(31.6GPa);同時(shí),該合金試樣的加工硬化指數(shù)0.073遠(yuǎn)高于Ti6Al4V合金,這說(shuō)明其加工硬化和塑性變形能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于Ti-6Al-4V合金,故能夠承受更大的載荷和經(jīng)歷更大的變形,可作為一種優(yōu)異的生物醫(yī)用金屬材料的候選材料。

    • Al含量微調(diào)對(duì)TiAl合金組織及壓縮力學(xué)性能的影響

      2017, 46(3):754-759.

      摘要 (1916) HTML (162) PDF 0.00 Byte (1476) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:研究了Al含量對(duì)TiAl合金微觀組織及壓縮力學(xué)性能的影響,并分析了其破壞機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn),Al含量對(duì)TiAl合金微觀組織影響顯著。通過(guò)真空自耗電弧冶煉方法制備的Ti-46Al(at%)合金的組織為全層片組織,層片團(tuán)粗大,呈現(xiàn)柱狀晶特征;而Ti-50Al(at%)合金的組織為雙態(tài)組織,三維連通的網(wǎng)狀γ相將粗大的鑄造組織分割成細(xì)小的層片團(tuán)。力學(xué)性能研究發(fā)現(xiàn),與Ti-50Al(at%)合金相比,無(wú)論是在準(zhǔn)靜態(tài)還是動(dòng)態(tài)壓縮加載條件下,Ti-46Al(at%)合金都表現(xiàn)出較高的屈服強(qiáng)度,較低的抗壓強(qiáng)度以及較差的塑性變形能力。破壞機(jī)理分析表明,準(zhǔn)靜態(tài)壓縮加載條件下,在Ti-46Al(at%)合金中,微孔在γ/α2層片團(tuán)的α2相中萌生并聚集形成裂紋;而在Ti-50Al(at%)合金中,微孔同時(shí)在γ/α2層片團(tuán)中α2相中以及三維連通的網(wǎng)狀γ相中萌生,微孔聚集形成裂紋并擴(kuò)展;動(dòng)態(tài)壓縮加載條件下,在Ti-46Al(at%)合金中,在γ/α2層片團(tuán)中存在大量的α2相與γ相的相界,由于加載時(shí)間短,在相界處易引起位錯(cuò)塞積而導(dǎo)致應(yīng)力集中,致使微裂紋在相界處迅速萌生并擴(kuò)展;而在Ti-50Al(at%)合金中,微裂紋不僅在γ/α2層片團(tuán)中α2相與γ相的相界處萌生,同時(shí)也會(huì)在三維連通的網(wǎng)狀γ相中迅速萌生并擴(kuò)展,直至材料破壞。

    • TC18鈦合金電子束熔絲成形送絲工藝與顯微組織性能

      2017, 46(3):760-764.

      摘要 (1804) HTML (169) PDF 0.00 Byte (1259) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:利用電子束熔絲成形技術(shù)制備了TC18鈦合金試樣,研究了相同熱處理工藝條件下,不同送絲方式對(duì)電子束熔絲成形TC18鈦合金組織與性能的影響。結(jié)果表明:電子束熔絲成形件經(jīng)熱處理后,兩種工藝對(duì)應(yīng)的宏觀組織均為異常粗大的β柱狀晶,但是單絲工藝晶粒尺寸較雙絲工藝細(xì)??;兩種工藝成形后顯微組織均為片狀初生α相、β轉(zhuǎn)變組織及晶界α相,單絲片狀初生α相含量多于雙絲,且片間距小于雙絲;單絲工藝對(duì)應(yīng)的塑性及穩(wěn)定性均高于雙絲,強(qiáng)度略低于雙絲。

    • 微弧氧化處理TC4表面微動(dòng)磨損性能研究

      2017, 46(3):765-769.

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      摘要:利用微弧氧化技術(shù)在TC4鈦合金表面制備高硬度陶瓷涂層,研究其表面抗微動(dòng)磨損性能。結(jié)果顯示陶瓷涂層主晶相為Al2TiO5相,硬度不均勻,由結(jié)合層向表面呈現(xiàn)先增高后降低的趨勢(shì),最高硬度達(dá)1150 HV0.05,遠(yuǎn)高于鈦合金基體的硬度。微動(dòng)磨損試驗(yàn)結(jié)果表明,陶瓷層的致密層起到主要防護(hù)作用。磨損初期階段,疏松層脫落、細(xì)化、堆積同時(shí)伴隨摩擦副較為嚴(yán)重的磨損;穩(wěn)定階段為滑動(dòng)磨損,致密層磨損輕微,摩擦副磨損嚴(yán)重,鈦合金磨屑由摩擦副向致密層轉(zhuǎn)移。

    • 鈦/鋁/鈦三層板的一次爆炸復(fù)合制備及界面結(jié)合性能評(píng)價(jià)

      2017, 46(3):770-776.

      摘要 (2139) HTML (160) PDF 0.00 Byte (1349) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為評(píng)價(jià)一次爆炸復(fù)合工藝制備的鈦/鋁/鈦三層復(fù)合板的界面結(jié)合性能,利用SEM、EDS對(duì)鈦/鋁/鈦復(fù)合板的雙層界面組織形貌以及界面元素分布進(jìn)行了表征;對(duì)鈦/鋁/鈦三層復(fù)合板進(jìn)行了拉伸實(shí)驗(yàn)和彎曲變形實(shí)驗(yàn)。研究結(jié)果表明:復(fù)合板界面主要由波狀界面和平直狀界面構(gòu)成;鋁元素與鈦元素在界面上發(fā)生了互擴(kuò)散;拉伸和彎曲變形結(jié)果表明,一次爆炸復(fù)合工藝制備的鈦/鋁/鈦三層復(fù)合板具有較大的抗拉強(qiáng)度和優(yōu)良的界面結(jié)合性能,可以承受后續(xù)較大的二次塑性變形。

    • 熱處理對(duì)Nb-35Ti-4C合金微觀組織和力學(xué)行為的影響

      2017, 46(3):777-782.

      摘要 (1656) HTML (151) PDF 0.00 Byte (1283) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用X射線衍射儀、掃描電鏡和透射電鏡對(duì)Nb-35Ti-4C合金熱處理前后的相組成、界面結(jié)構(gòu)、組織演變及力學(xué)行為進(jìn)行研究。結(jié)果表明:熱處理前后合金均由Nbss和(Nb, Ti)C構(gòu)成。熱處理過(guò)程中Nbss內(nèi)部析出長(zhǎng)條狀的二次(Nb, Ti)C;(Nb, Ti)C內(nèi)則析出規(guī)則分布的條狀二次Nbss。二次Nbss依附于fcc (Nb, Ti)C的密排面(111)面形核,與母相(Nb, Ti)C滿足(N-W)位相關(guān)系: , 。碳化物與Nbss具有潔凈良好的界面結(jié)合。熱處理后單相(Nb, Ti)C變?yōu)?Nb, Ti)C 二次Nbss的共析組織,納米壓痕測(cè)試表明共析組織轉(zhuǎn)變降低了碳化物的脆性,提高了合金的韌性。

    • 機(jī)械合金化制備納米晶Ti-6Al-4V合金

      2017, 46(3):783-789.

      摘要 (1986) HTML (162) PDF 0.00 Byte (1386) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:Ti-6Al-4V合金目前應(yīng)用最廣,成為鈦合金的典型代表。本文提出應(yīng)用機(jī)械合金化制備Ti-6Al-4V粉末,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:采用機(jī)械合金化可以制備納米晶Ti-6Al-4V合金粉,其反應(yīng)機(jī)理以擴(kuò)散為主,且該固態(tài)反應(yīng)是缺陷能和碰撞能共同作用的結(jié)果;且隨球磨時(shí)間延長(zhǎng),部分V固溶于Ti中形成置換固溶體Ti(V),球磨過(guò)程中沒(méi)有中間相生成。球磨40小時(shí)后都能獲得納米晶, 60小時(shí)的粉末為納米晶和多晶的混合物,晶粒尺寸小于60 ;60小時(shí)后晶粒尺寸變化緩慢。球磨后Ti、Al、V的原子比近似為90:6:4,與Ti-6Al-4V元素成分一致,也即球磨后獲得Ti-6Al-4V合金粉末。

    • 化學(xué)鍍Ni-P電鍍Ni-Co-Mn復(fù)合層力學(xué)及耐熱腐蝕性能研究

      2017, 46(3):790-795.

      摘要 (1789) HTML (158) PDF 0.00 Byte (1371) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:通過(guò)先化學(xué)鍍后電鍍的方法制得“基材-化學(xué)鍍Ni-P層-電鍍Ni-Co-Mn層”的復(fù)合層,采用金相觀測(cè)、納米壓痕、納米劃痕、SEM、EDS等方法研究了鍍層的力學(xué)性能及耐熱腐蝕性能。結(jié)果表明,復(fù)合層的彈性模量與納米硬度與電鍍層相近,比單一化學(xué)鍍層略低;復(fù)合層與基材結(jié)合得較好,復(fù)合層中兩種鍍層亦結(jié)合得較好,結(jié)合力超出納米劃痕的最大測(cè)量值28N,比單一電鍍層與基材的結(jié)合力大;化學(xué)鍍層與電鍍層的組織致密度較高,耐熱腐蝕性及抗氧化性較好,且化學(xué)鍍層稍優(yōu)于電鍍層;先化學(xué)鍍后電鍍的工藝比單一電鍍的結(jié)合牢固,比單一化學(xué)鍍的鍍層生長(zhǎng)速率要快,且熱腐蝕后與基材的結(jié)合力提升很多。

    • 預(yù)回復(fù)對(duì)Al-11.5Zn-3.5Mg-2.3Cu-0.24Zr擠壓材固溶-T652組織與性能的影響

      2017, 46(3):796-801.

      摘要 (1746) HTML (161) PDF 0.00 Byte (1237) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用硬度與電導(dǎo)率測(cè)試、拉伸試驗(yàn)、晶間腐蝕和剝落腐蝕試驗(yàn)、XRD、掃描電鏡(SEM)、電子背散射衍射檢驗(yàn)(EBSD)等方法,研究了預(yù)回復(fù)退火對(duì)Al-11.5Zn-3.5Mg-2.3Cu-0.24Zr鋁合金擠壓材固溶-T652處理組織與性能的影響。結(jié)果表明:與未經(jīng)預(yù)回復(fù)退火相比,預(yù)回復(fù)退火可有效抑制合金的再結(jié)晶,細(xì)化晶粒尺寸,降低平均晶界角度,顯著提高低角度晶界百分比;預(yù)回復(fù)退火能夠保持同等抗拉強(qiáng)度的情況下,提高該合金的屈服強(qiáng)度和抗腐蝕性能;位錯(cuò)強(qiáng)化和低角度晶界強(qiáng)化是合金的屈服強(qiáng)度提高的主要因素。

    • Gd3 /Ga3 共摻雜石榴石型Yb3Al5O12材料的制備及熱物理性能

      2017, 46(3):802-806.

      摘要 (1858) HTML (154) PDF 704.19 K (2112) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用檸檬酸溶膠-凝膠法制備了Gd3 /Ga3 雙摻雜的石榴石型Yb3-xGdxAl5-xGaxO12固溶體陶瓷材料 (x=0.0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5;YGAGO)。結(jié)果表明:Gd3 /Ga3 共摻雜的YGAGO保持了石榴石相結(jié)構(gòu);隨著Gd3 /Ga3 摻雜量的增加,固溶體樣品的衍射峰位整體向低角度偏移;SEM形貌表明Yb3Al5O12材料的微觀形貌由納米級(jí)晶粒和高密度晶界構(gòu)成;大離子Gd3 與Ga3 分別對(duì)Yb3Al5O12晶體結(jié)構(gòu)中Yb3 與Al3 晶格位的取代,不僅因引入的點(diǎn)缺陷明顯降低了材料的熱導(dǎo)率,同時(shí)還造成石榴石型Yb3Al5O12晶體結(jié)構(gòu)的松弛,利于熱膨脹系數(shù)的提高。隨著Gd3 /Ga3 摻雜量的增加,晶體中點(diǎn)缺陷濃度不斷升高,聲子平均自由程不斷減小,使得YGAGO的熱導(dǎo)率在x=0.5時(shí)達(dá)到最低值(λ=1.67W/m.K,T=1273K),熱膨脹系數(shù)達(dá)到最高值(ɑl=11.71×10-6 K-1,T=1273K)。

    • 超音速等離子噴涂WC-17Co納米涂層的性能研究

      2017, 46(3):807-811.

      摘要 (1914) HTML (168) PDF 0.00 Byte (1327) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用超音速等離子噴涂在0Cr13Ni5Mo不銹鋼表面制備了納米和微米WC-Co涂層,并對(duì)比了兩種涂層的孔隙率、結(jié)合強(qiáng)度、硬度和耐磨性。結(jié)果表明,納米涂層的致密性和結(jié)合強(qiáng)度均高于微米涂層,其孔隙率僅為0.56%,結(jié)合強(qiáng)度大于69.2 MPa;納米涂層和微米涂層的硬度是基體的3.9和3.8倍,硬度值從涂層的表面到底部逐漸增加;基體磨損為磨粒磨損 粘著磨損 層狀剝落,兩種涂層磨損均為磨粒磨損。納米涂層的孔隙率低、硬度高、表面抗壓性強(qiáng)使其表現(xiàn)出更優(yōu)的耐磨性。

    • Y2O3對(duì)鋁合金激光增材制造界面組織及耐蝕性影響

      2017, 46(3):812-817.

      摘要 (2034) HTML (151) PDF 0.00 Byte (1365) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:利用激光增材制造技術(shù),在6063Al基體表面制備了Ni60-Y2O3合金層,并通過(guò)金相顯微鏡、XRD、SEM和電化學(xué)腐蝕測(cè)試儀等設(shè)備進(jìn)行分析和測(cè)試,研究稀土Y2O3對(duì)6063Al表面激光增材制造鎳基合金層與基體結(jié)合界面處的組織結(jié)構(gòu)及耐腐蝕性能的影響。結(jié)果表明,鎳基合金層與基體結(jié)合界面處呈冶金結(jié)合,與未添加稀土的Ni60合金層相比,Ni60- Y2O3合金層的氣孔和裂紋大幅降低,孔隙率減小,晶粒度變大且細(xì)化作用明顯,晶粒分布較彌散,具有較好的組織形貌;Ni60合金層表面主要相結(jié)構(gòu)為β-NiAl (Cr)、Al3Ni、AlNi3、Al等,添加Y2O3后的合金層中出現(xiàn)了Y2O3、YAl3、AlNiY、Ni17Y2等稀土化合物的衍射峰;耐腐蝕性研究表明,在1mol/L H2SO4溶液中,添加Y2O3的Ni60合金層的耐酸腐蝕性是Ni60合金層的4.07倍;在3.5% NaCl溶液中,Ni60-Y2O3合金層的耐腐蝕性是Ni60合金層的4.3倍;在1mol/L NaOH溶液中,Ni60- Y2O3合金層的耐腐蝕性是Ni60合金層的2.3倍。可見(jiàn),加入稀土Y2O3 使Ni60合金層晶粒細(xì)化、組織改善,并明顯提高了合金層的耐腐蝕性能。

    • 低溫磁控濺射制備AZO薄膜及絨面研究

      2017, 46(3):818-823.

      摘要 (1887) HTML (151) PDF 0.00 Byte (1460) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:本文采用直流射頻耦合磁控濺射技術(shù),以AZO(2 wt % Al2O3 )陶瓷靶為靶材,在玻璃基片上低溫沉積AZO薄膜,并采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的HCl溶液刻蝕制備絨面AZO薄膜,通過(guò)XRD、SEM、分光光度計(jì)、霍爾效應(yīng)測(cè)試系統(tǒng)、光電霧度儀等設(shè)備重點(diǎn)研究工作壓強(qiáng)對(duì)直流射頻耦合磁控濺射制備AZO薄膜的晶相結(jié)構(gòu)、表面形貌、光電性能以及后期制絨的影響。研究表明,直流射頻耦合磁控濺射可以在低溫下制備性能優(yōu)異的AZO薄膜,且隨著工作壓強(qiáng)的減少,致密性增加,光電性能改善,后期刻蝕得到具有良好陷光作用的絨面結(jié)構(gòu)。在工作壓強(qiáng)0.5Pa下,低溫制備的AZO薄膜電阻率達(dá)到3.55?0-4Ω?cm,薄膜可見(jiàn)光透過(guò)達(dá)到88.36%,刻蝕后電阻率為4.19?0-4Ω?cm,可見(jiàn)光透過(guò)率89.59%,霧度達(dá)24.7%。

    • 自犧牲模板法制備多孔MnCo2O4.5及其對(duì)高氯酸銨熱分解的催化性能

      2017, 46(3):824-828.

      摘要 (2036) HTML (154) PDF 0.00 Byte (1374) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用自犧牲模板法制得了多孔MnCo2O4.5。即以硫酸鈷和硫酸錳為原料,草酸為沉淀劑,通過(guò)水熱技術(shù)預(yù)先合成出板塊狀草酸鹽前驅(qū)體,繼而將前驅(qū)體進(jìn)行焙燒以脫除CO2和H2O,從而原位得到良好保持板塊狀形貌的多孔MnCo2O4.5。利用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)和N2吸附-脫附等對(duì)樣品的物相、形貌及孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。借助差示掃描量熱(DSC)技術(shù)評(píng)價(jià)了多孔MnCo2O4.5對(duì)AP的熱分解催化性能。結(jié)果表明,多孔MnCo2O4.5對(duì)AP熱分解過(guò)程具有良好的催化活性,添加2%(w)的MnCo2O4.5可使AP的高溫分解峰值溫度降低128℃,表觀分解熱提高557 J/g。

    • M42熱處理中淬火溫度對(duì)碳化物轉(zhuǎn)變機(jī)制的影響

      2017, 46(3):829-834.

      摘要 (1951) HTML (171) PDF 0.00 Byte (1357) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:以精鍛M42噴射成形高速鋼為原料,通過(guò)熱處理正交試驗(yàn),優(yōu)化了材料熱處理工藝,并分析了不同熱處理制度下材料顯微組織、硬度、抗彎強(qiáng)度及碳化物的演變規(guī)律。結(jié)果顯示,最佳熱處理工藝為:淬火保溫溫度1180℃;回火溫度540℃;回火3次,每次1小時(shí)。該工藝下,M42洛氏硬度達(dá)到67.2 HRC,抗彎強(qiáng)度達(dá)到3115MPa。淬火保溫溫度通過(guò)控制M6C型碳化物的熔解量,影響最終碳化物的尺寸。 淬火溫度為1190℃時(shí),M6C型碳化物充分熔解,回火過(guò)程碳化物均勻彌散析出。

    • CNTs和Ti摻雜對(duì)W基合金微觀組織結(jié)構(gòu) 及力學(xué)性能的影響

      2017, 46(3):835-840.

      摘要 (1908) HTML (156) PDF 0.00 Byte (1145) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用高能球磨與熱壓工藝,在1500℃、25 MPa 壓力下制備了CNTs和Ti摻雜的W基合金。利用三點(diǎn)彎曲法和單邊缺口梁法(SENB)分別對(duì)合金的彎曲強(qiáng)度和斷裂韌性進(jìn)行了測(cè)試。使用掃描電鏡(SEM)和能譜(EDS)分析儀對(duì)合金的微觀組織形貌進(jìn)行了觀察與分析。結(jié)果表明:?jiǎn)为?dú)摻雜 CNTs和Ti都可以改善W合金的燒結(jié)性能,制備的W-0.1CNTs和W-5Ti合金的致密度顯著提高,但晶粒尺寸較大。而同時(shí)摻雜 CNTs和Ti不僅可以改善W合金的燒結(jié)性能,而且可以明顯抑制W晶粒長(zhǎng)大;CNTs含量對(duì)W合金力學(xué)性能有明顯的影響,對(duì)于W-5Ti-0.1CNTs合金,力學(xué)性能最好,其硬度、彎曲強(qiáng)度和斷裂韌性分別為7.32GPa、654.3MPa、10.13MPa?m1/2;斷口微觀組織形貌分析表明,單純加入CNTs或Ti,斷裂方式是以沿晶斷裂為主,Ti的加入,在W晶粒的三重粒界處形成Ti(W)固溶體;而同時(shí)加入CNTs和Ti所制備的W合金,晶粒大大細(xì)化,斷裂方式由沿晶斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)檠鼐嗔押痛┚Ы饫頂嗔训幕旌夏J?,CNTs和Ti的同時(shí)加入對(duì)W基材料起到了很好的增強(qiáng)增韌效果。

    • 一步微波有機(jī)溶膠法制備燃料電池Pt/C電催化劑

      2017, 46(3):841-846.

      摘要 (1765) HTML (143) PDF 0.00 Byte (1460) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用一步微波有機(jī)溶膠法制備了系列20% Pt/C燃料電池催化劑??疾炝宋⒉l件下,不同硝酸濃度氧化處理碳粉的表面、微波反應(yīng)時(shí)間以及還原劑乙二醇(EG)的用量等因素對(duì)催化劑電催化活性的影響。 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):無(wú)論是陽(yáng)極還是陰極反應(yīng), 處理碳粉時(shí)硝酸濃度為40%、微波反應(yīng)時(shí)間70秒時(shí)制備的催化劑活性最好;然而, 陽(yáng)極甲醇氧化時(shí)制備催化劑EG用量較少活性高, 陰極氧還原時(shí)EG用量較多反而有利。采用X射線衍射(XRD)、透射電鏡(TEM)、循環(huán)伏安法(CV)等方法對(duì)催化劑進(jìn)行測(cè)試, 結(jié)果表明不同考察因素對(duì)于活性組分的結(jié)構(gòu)、晶型及粒徑?jīng)]有太大影響, 但對(duì)電化學(xué)活性比表面積和電催化活性有顯著影響。

    • 泡沫鈦生長(zhǎng)二氧化鈦納米管的制備及研究

      2017, 46(3):847-852.

      摘要 (1836) HTML (159) PDF 0.00 Byte (1371) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:本文主要研究了泡沫鈦孔隙表面生長(zhǎng)二氧化鈦納米管的制備方法及二氧化鈦納米管的生長(zhǎng)機(jī)理。利用與制備多孔陶瓷類(lèi)似的方式,通過(guò)高溫真空燒結(jié)法,制備了多孔泡沫鈦鎳合金。對(duì)該泡沫合金進(jìn)行了表面改性,通過(guò)陽(yáng)極氧化法在多孔泡沫鈦鎳合金的孔隙表面生成了二氧化鈦納米管結(jié)構(gòu)。借助于掃描電鏡的觀測(cè)和分析,對(duì)該二氧化鈦納米管的生長(zhǎng)機(jī)理進(jìn)行了表征和研究,同時(shí)考察了陽(yáng)極氧化電壓和時(shí)間對(duì)二氧化鈦納米管結(jié)構(gòu)形貌的影響。

    • 熱等靜壓制備銅金剛石復(fù)合材料

      2017, 46(3):853-856.

      摘要 (2010) HTML (140) PDF 0.00 Byte (1905) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:利用包套熱等靜壓(HIP)燒結(jié)在900 ℃溫度和110 MPa壓力下燒結(jié)1 h實(shí)現(xiàn)了銅金剛石復(fù)合材料的制備,并對(duì)復(fù)合材料的顯微結(jié)構(gòu)和熱學(xué)性能進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:該材料中金剛石分布均勻且未發(fā)生石墨化。隨著金剛石體積分?jǐn)?shù)的增加,復(fù)合材料的致密度、熱導(dǎo)率與熱膨脹系數(shù)下降。制得樣品中的最高致密度和熱導(dǎo)率分別為98.5%和305 W/mK。和熱壓燒結(jié)(HP)及放電等離子體燒結(jié)(SPS)相比,熱等靜壓制得的銅金剛石復(fù)合材料的熱導(dǎo)率達(dá)到相同水平甚至更高??梢?jiàn),熱等靜壓在制備銅金剛石復(fù)合材料上擁有很大潛力。

    • >評(píng)述
    • 透氫釩基合金膜

      2017, 46(3):857-863.

      摘要 (1907) HTML (142) PDF 0.00 Byte (1640) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:目前工業(yè)上分離高純氫氣應(yīng)用最多的是致密金屬膜,尤其是鈀銀合金膜。鈀、銀屬于貴金屬,大規(guī)模應(yīng)用成本高。 釩基合金膜擁有比鈀銀合金膜更高的透氫率、機(jī)械強(qiáng)度和較低的成本,且氫脆抗力較純釩得到很大提高,成為潛在的替代鈀銀合金膜的材料之一。 本文綜述了釩基合金膜材料的研究現(xiàn)狀,催化層對(duì)透氫性能的影響以及釩基合金膜的制備方法,并對(duì)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

    • 第一性原理在Ni2MnGa合金研究中的應(yīng)用

      2017, 46(3):864-868.

      摘要 (1829) HTML (180) PDF 0.00 Byte (1488) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:具有鐵磁性形狀記憶效應(yīng)的Heusler合金Ni2MnGa頗具發(fā)展?jié)摿?,在新型智能材料的研究中倍受關(guān)注。本文綜述了理論計(jì)算方法第一性原理在Ni2MnGa合金的四方變形、聲子軟化和磁性能等方面的研究進(jìn)展;Ni、Ti和Co等摻雜元素在Ni2MnGa合金中的最優(yōu)占位及其對(duì)電子結(jié)構(gòu)、馬氏體轉(zhuǎn)變溫度TM和居里溫度TC的影響。

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