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  • 2018年第47卷第3期文章目次
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    • >材料科學(xué)
    • 基于超臨界流體電鑄耦合場分析及試驗研究

      2018, 47(3):717-722.

      摘要 (1863) HTML (155) PDF 0.00 Byte (1380) 評論 (0) 收藏

      摘要:利用COMSOL Multiphysics對超臨界流體電鑄耦合場進行數(shù)值模擬,研究分析電流密度分布和電鑄層生長規(guī)律,并且試驗測試與驗證;同時對超臨界流體鎳納米金剛石復(fù)合鍍層的表面形貌和顯微硬度進行研究和探討。結(jié)果表明陰極邊緣處電流密度遠高于陰極中間部分,電鑄層生長情況與電流密度分布較為吻合,電鑄層中部厚度預(yù)測值的誤差較??;電鑄層顯微硬度最大可達951.47HV,比普通情況下復(fù)合鑄層提高80%;制備的復(fù)合電鑄層表面平整,組織致密。

    • 等離子體輝光放電制備W-Mo共滲層在還原性酸中耐蝕性研究

      2018, 47(3):723-728.

      摘要 (1551) HTML (166) PDF 0.00 Byte (1420) 評論 (0) 收藏

      摘要:在β相變點以下,通過空心陰極等離子體輝光放電技術(shù),在Ti6Al4V合金表面形成W-Mo共滲層來提高鈦合金基體在還原性酸中的耐蝕性。分別利用掃描電子顯微鏡、能譜儀和X射線衍射儀對試樣的表面形貌、成分分布和相組成進行分析。結(jié)果顯示在Ti6Al4V合金表面形成一層約23μm厚,由AlMoTi2 和 TixW1-x物相組成的共滲層。利用電化學(xué)工作站,在常溫靜態(tài)條件下,對試樣在還原性酸(硫酸和鹽酸)中進行耐蝕性研究。結(jié)果表明,經(jīng)過共滲處理的試樣在還原性酸中,能保持穩(wěn)定的腐蝕電位并且其腐蝕電流密度僅為原始試樣的1/10 和 1/6。此外,相較于鈦合金基體,處理后的試樣表面沒有發(fā)現(xiàn)腐蝕產(chǎn)物和裂紋,表明沒有腐蝕脫落現(xiàn)象發(fā)生。因此,在保證基體基本性能的前提下,鈦合金試樣的耐蝕性能明顯提高。

    • 錳摻雜對Ba2SiO4: Eu2+電子結(jié)構(gòu)和光譜性能的影響

      2018, 47(3):729-735.

      摘要 (1429) HTML (171) PDF 0.00 Byte (1261) 評論 (0) 收藏

      摘要:運用第一性原理研究了Mn摻雜對Ca2SiO4:Eu2+熒光粉性能的影響。與Ca2SiO4:Eu2+熒光粉相比較,發(fā)現(xiàn):進行Mn摻雜以后,熒光粉的吸收光譜向長波方向發(fā)生紅移。用來替換部分Ca離子的Mn離子提高了Eu2+周圍晶體場的強度,造成Eu2+的5d能級的下移。再加上Mn3d能級也發(fā)生分裂并部分進入導(dǎo)帶頂和價帶底,導(dǎo)致帶隙變窄和吸收光譜的紅移。

    • 固相再生AZ31B鎂合金的組織與力學(xué)性能

      2018, 47(3):736-741.

      摘要 (1389) HTML (170) PDF 0.00 Byte (1278) 評論 (0) 收藏

      摘要:在不同的擠壓溫度和擠壓比下,將AZ31B鎂合金機加屑冷壓后熱擠壓固結(jié)而再生鎂合金。與鑄錠擠壓合金對比,從動態(tài)再結(jié)晶組織與屑間結(jié)合情況兩個主要方面分析了加工工藝對再生合金力學(xué)性能的影響。隨著擠壓溫度升高,再生合金的極限抗拉強度和延伸率先增加而后降低。隨擠壓溫度升高,晶粒長大與屑間結(jié)合增強的相反作用共同導(dǎo)致了再生合金力學(xué)性能的變化。當(dāng)擠壓比從4:1 增加到 44:1,晶粒細化且屑間結(jié)合增強,使再生合金的抗拉強度增加。而當(dāng)擠壓比高于25:1時,由于顯著的形變強化作用導(dǎo)致延伸率下降。

    • Sr對合成Al3Ti/ADC12復(fù)合材料微觀組織與力學(xué)性能的影響

      2018, 47(3):742-747.

      摘要 (1491) HTML (171) PDF 0.00 Byte (1158) 評論 (0) 收藏

      摘要:本文研究了不同含量的改性劑Sr對原位合成Al3Ti/ADC12復(fù)合材料微觀組織及力學(xué)性能的影響。通過光學(xué)顯微鏡以及掃描電鏡觀察復(fù)合材料的微觀以及斷口組織。實驗結(jié)果表明:Sr的加入能有效減小α-Al以及Al3Ti顆粒尺寸以及優(yōu)化材料形態(tài)。Sr的最優(yōu)加入量為0.25 wt%。在該加入量條件下,共晶硅由針狀或短棒狀變?yōu)轭w粒狀,α-A1粗枝晶得到較好的細化。實驗結(jié)果也顯示:Sr的加入有效提升了復(fù)合材料的機械性能。當(dāng)加入0.25 wt% Sr時,抗拉強度以及延伸率相較于基體材料增加了36.9% 和 58%。斷口形貌表明,在最優(yōu)加入量條件下所制備的復(fù)合材料斷口幾乎看不到解理面和脆性平坦區(qū),韌窩數(shù)量增多,形貌尺寸變得更小且深,同時分布也較為均勻。斷口形貌的變化符合材料力學(xué)性能變化。

    • 具有極低電阻的涂層超導(dǎo)帶材連接工藝研究

      2018, 47(3):748-753.

      摘要 (1263) HTML (171) PDF 0.00 Byte (1233) 評論 (0) 收藏

      摘要:隨著近年來YBCO涂層超導(dǎo)帶材性能的提升,其相關(guān)應(yīng)用已逐漸成為研究熱點。由于單根帶材長度通常不能滿足實際應(yīng)用需要或需要形成閉合線圈,涂層超導(dǎo)帶材的連接是各項應(yīng)用中必不可少的一個關(guān)鍵步驟。國內(nèi)外對帶材接頭工藝中控制因素的研究主要集中在焊接溫度、焊料、施加壓力等方面。由于涂層帶材很薄,極易因為局部的微小形變而損壞退化,因此焊接平臺表面應(yīng)該足夠平整光滑,焊接平臺具有高平整度表面也是獲得極低電阻接頭的關(guān)鍵因素之一,而目前這一點還未引起足夠重視。本文研究了一種簡便有效的基于高平整度(小于5 μm/100 mm)焊接平臺的涂層超導(dǎo)帶材焊接工藝。采用該工藝及帶材正面相對的搭接方式,進行了不同厚度和搭接長度的帶材接頭焊接。之后,采用四引線法在液氮環(huán)境中對接頭進行了電性能測試,當(dāng)搭接長度為14 cm時接頭電阻低至6.3 nΩ。此外,通過金相光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡對接頭微觀結(jié)構(gòu)進行了掃描,獲得了接頭處焊料分布狀態(tài)。

    • 催化劑對NaBH4水解放氫的影響

      2018, 47(3):754-758.

      摘要 (1427) HTML (158) PDF 0.00 Byte (1215) 評論 (0) 收藏

      摘要:這次工作通過排水法研究了采用混合催化劑Co2B/ Pr6O11的硼氫化鈉的水解過程。Co2B與Pr6O11的比例和混合催化劑Co2B/ Pr6O11的加入量對硼氫化鈉放氫量的影響非常明顯。當(dāng)摻雜量在1-6%之間變化時,試樣的放氫速率隨著摻雜量先增加后減少。相比之下,混合催化劑Co2B/ Pr6O11的加入量以及混合比例對NaBH4的放氫量的影響并不明顯。然而,NaBH4被Co2B / Pr6O11催化后,硼氫化鈉的放氫量明顯被改變了,所有的摻雜試樣的放氫量在410-525ml之間。在所有試樣中,摻雜4% (70%Co2B /30%Pr6O11)的試樣具有最大的放氫速率540ml/min和最大的放氫量540ml.

    • SiC陶瓷表面Mo-Ni-Si金屬化及其與Ag的潤濕性研究

      2018, 47(3):759-765.

      摘要 (1281) HTML (150) PDF 0.00 Byte (1281) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用真空熔燒工藝在SiC陶瓷表面制備了三種化學(xué)成分的Mo-Ni-Si金屬化涂層,研究涂層的相組成和涂層/SiC陶瓷界面的微結(jié)構(gòu)。通過座滴法實驗考察純Ag在SiC陶瓷涂層上的潤濕與鋪展特性,分析和討論了Ag/金屬化SiC陶瓷體系的界面行為。實驗結(jié)果表明,該金屬化涂層主要由Mo5Si3, MoSi2, Ni2Si, NiSi2 和MoNiSi組成,同時隨著涂層中Mo的摩爾比由20%增加至40%,位于涂層表面的具有四方結(jié)構(gòu)的MoSi2晶粒逐漸消失。Ag對Mo20-Ni32-Si48、Mo30-Ni28-Si42、Mo40-Ni24-Si36金屬化SiC陶瓷在1000 oC保溫30分鐘后對應(yīng)的最終接觸角分別為45o, 79o 和 85o,該結(jié)果與Ag滴和三種Mo-Ni-Si涂層之間的相互作用密切相關(guān)。同時在潤濕試驗前后,在Mo-Ni-Si涂層/SiC襯底界面沒有發(fā)現(xiàn)明顯的反應(yīng)層。

    • 工藝參數(shù)對Mo/Cu粉末凝膠注模成形的影響

      2018, 47(3):766-772.

      摘要 (1185) HTML (163) PDF 0.00 Byte (1144) 評論 (0) 收藏

      摘要:本文采用甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)-1,6-己二醇二丙烯酸酯非水基凝膠注模體系制備了濃Mo/Cu粉末漿料。研究了分散劑用量、單體含量和固相體積分?jǐn)?shù)對漿料流變行為的影響。并研究了單體含量、單體/交聯(lián)劑比例、引發(fā)劑用量、溫度等工藝參數(shù)對固化行為和坯體抗彎強度的影響。結(jié)果表明,固相體積分?jǐn)?shù)對漿料就變行為的影響最大,其次是引發(fā)劑用量和單體含量。隨著單體含量的增加和單體/交聯(lián)劑比例的減小,坯體抗彎強度增加;引發(fā)劑用量對坯體抗彎強度的影響較小。根據(jù)上述結(jié)果,Mo/Cu粉末非水基凝膠注模的合理工藝參數(shù)如下:HEMA含量為25 vol.% ~ 30 vol.%, 單體/交聯(lián)劑比例為10:1 ~ 15:1,引發(fā)劑用量為1.5 vol.% ~ 2.5 vol.%,固化溫度在60℃與80℃之間。

    • 熱擠壓和時效處理對生物可降解Mg-Zn-Y合金性能的影響

      2018, 47(3):773-779.

      摘要 (1511) HTML (168) PDF 0.00 Byte (1290) 評論 (0) 收藏

      摘要:本研究采用粉末冶金法制備了Mg-6%Zn-1%Y生物醫(yī)用鎂合金并進行了熱擠壓變形處理。擠壓后的樣品在150°C下分別時效24h和72h。對實驗用合金的顯微組織和腐蝕行為進行了研究。顯微組織結(jié)果表明,合金包含α-Mg, MgZn, MgZn2和Mg3YZn6(I相)。熱擠壓工藝顯著細化晶粒并提高了合金的力學(xué)性能和耐腐蝕性能。其中熱擠壓后合金的壓縮強度在365~399MPa之間,且浸泡實驗中的析氫量低于燒結(jié)態(tài)合金。另外,由于更均勻的腐蝕行為,時效72h的合金分別在浸泡實驗和動電位極化實驗中顯示出更低的腐蝕速率和腐蝕電流密度,并在電化學(xué)阻抗譜(EIS)中獲得了較高的電阻值(Rp),結(jié)果表明,時效72h合金較其他3種合金具有更優(yōu)異的腐蝕性能。

    • 2195-T8鋁鋰合金板材摩擦攪拌焊接頭組織與力學(xué)性能

      2018, 47(3):780-787.

      摘要 (1279) HTML (151) PDF 0.00 Byte (1387) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用圓柱狀攪拌針及帶螺紋圓柱狀攪拌針,進行了5 mm厚度2195-T8鋁鋰合金板材的摩擦攪拌焊接,研究了旋轉(zhuǎn)速度及焊接速度對接頭拉伸性能的影響,并檢測了接頭組織。采用圓柱狀攪拌針(旋轉(zhuǎn)速度1000 r/min)進行焊接,當(dāng)焊接速度不當(dāng)時,產(chǎn)生貫穿焊縫的連續(xù)孔洞,導(dǎo)致接頭強度較低。采用帶螺紋圓柱狀攪拌針進行焊接(焊接速度120 mm/min)時,可消除上述孔洞缺陷,且隨旋轉(zhuǎn)速度由700 r/min增加至1100 r/min,接頭強度增加。焊核區(qū)晶粒發(fā)生再結(jié)晶,但晶粒尺寸分布不均勻;從焊核區(qū)頂部至底部,晶粒尺寸降低;緊鄰熱機影響區(qū)的焊核區(qū)晶粒尺寸小于中心焊核區(qū)。焊核區(qū)T1 (Al2CuLi)相和q¢ (Al2Cu)相完全溶解,而熱機影響區(qū)所有q¢相及大部分T1相溶解。另外,在焊核心區(qū)形成較多位錯。

    • 中間鈦片對TiB2基陶瓷/鈦合金梯度復(fù)合材料組織性能的影響

      2018, 47(3):788-793.

      摘要 (1347) HTML (162) PDF 0.00 Byte (1358) 評論 (0) 收藏

      摘要:在鈦合金與陶瓷粉末之間引入厚度從0.5mm到1.5mm的中間鈦片,采用自蔓延離心熔鑄工藝快速制備出了TiB2基陶瓷/鈦合金梯度復(fù)合材料,經(jīng)過XRD, FESEM 和 EDS分析表明,添加鈦片對陶瓷相沒有明顯的影響,但隨著中間鈦片厚度的增加,不僅細化陶瓷基體并改善其組織均勻性,而且增加了梯度界面厚度,減小甚至消除了鈦合金基底熱影響區(qū)。同時,熱真空條件下液態(tài)陶瓷與鈦合金之間發(fā)生熔化連接和原子互擴散,進而在凝固后期誘發(fā)TiB2與Ti液的包晶反應(yīng) ,TiB自Ti液中的析晶反應(yīng)和TiB與Ti液的共晶反應(yīng),實現(xiàn)了TiB2的消減及TiB的生長,不僅改善了界面的殘余應(yīng)力,而且獲得了陶瓷/鈦合金多尺度多層次復(fù)合。界面組織結(jié)構(gòu)的梯度演化與陶瓷/鈦合金的熱匹配不僅使梯度材料的硬度呈連續(xù)變化,而且使界面剪切強度達到了316±25 MPa。

    • Zr-0.8Sn-1Nb-0.3Fe鋯合金顯微組織與耐腐蝕性能關(guān)系研究

      2018, 47(3):794-798.

      摘要 (1303) HTML (166) PDF 0.00 Byte (1175) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用不同的熱處理工藝制備出Zr-0.8Sn-1Nb-0.3Fe合金板材,用OM、TEM分析了合金樣品的顯微組織,用靜態(tài)高壓釜進行了360℃/18.6MPa/0.01mol/LLiOH水溶液和400℃/10.3MPa蒸汽腐蝕試驗。結(jié)果表明,隨著熱軋溫度從600℃增加至700℃,第二相分布均勻性逐漸變差,第二相主要為C14型HCP-Zr(Nb,Fe)2;熱軋前時效改善第二相分布均勻性的同時,促進Nb的擴散,相應(yīng)增加了βNb的數(shù)量,延長最終退火時間對第二相分布影響不大,但增加了第二相中的Nb/Fe比;合金在兩種水化學(xué)介質(zhì)中的耐腐蝕性能隨熱軋溫度升高而降低,熱軋前時效能改善合金的耐腐蝕性能,延長最終退火時間,提高了合金在LiOH溶液中的耐腐蝕性能,但對合金在過熱蒸汽中腐蝕不利;分析了顯微組織與耐腐蝕性能的關(guān)系,認(rèn)為第二相尺寸分布、Nb含量是影響Zr-Sn-Nb-Fe鋯合金耐腐蝕性能差異的主要原因。

    • 時效硬化Mg-10Y-1.5Sm合金的強度穩(wěn)定性

      2018, 47(3):799-802.

      摘要 (1639) HTML (169) PDF 0.00 Byte (1186) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用組織分析和拉伸試驗,研究了時效硬化Mg-10Y-1.5Sm(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)合金抗拉強度的穩(wěn)定性。結(jié)果表明,Mg-10Y-1.5Sm合金的顯微組織由α-Mg基體和Mg24Y5相組成,沒有發(fā)現(xiàn)含Sm相的生成。隨著溫度從20 oC升高到300 oC,合金的抗拉強度均高于200 MPa,沒有明顯變化。合金強度對溫度不敏感,變化幅度低于10 MPa。其抗拉強度穩(wěn)定性優(yōu)于發(fā)展最為成功的商用耐熱鎂合金WE54,原因可主要歸結(jié)于因Sm固溶而增強的強化相Mg24Y5硬度的穩(wěn)定性。

    • Ti對高硼鋼顯微組織和高溫力學(xué)性能的影響

      2018, 47(3):803-809.

      摘要 (1452) HTML (168) PDF 0.00 Byte (1235) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用SEM和XRD研究了Ti對高硼鋼組織的影響。采用沖擊試驗機、熱力學(xué)模擬實驗機、氧化增重法分析了Ti對實驗鋼室溫沖擊性能及850℃高溫力學(xué)性能、抗氧化性能的影響。結(jié)果表明,添加Ti后,高硼鋼基體內(nèi)的硼化物形態(tài)圓整、分布呈離散狀,硼化物尺寸大幅減小,這種硼化物形態(tài)、分布的優(yōu)化提高了實驗鋼的室溫沖擊韌性;高硼鋼中添加的Ti在基體內(nèi)形成了TiC析出相,并使實驗鋼基體由單一奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體+鐵素體雙相組織。添加Ti元素后,B含量較低時提高B含量可以增加材料的高溫力學(xué)性能,但B含量較高時,高溫力強度變化不大。B含量為0.33wt.%時,材料的高溫力學(xué)性能最佳。添加Ti前后的實驗鋼的850℃氧化測試結(jié)果均符合GB/T 13303-1991中2級“抗氧化性”標(biāo)準(zhǔn),Ti的加入有利于材料高溫抗氧化性能的提高。

    • 新型超高強韌鈦合金熱變形行為研究

      2018, 47(3):810-815.

      摘要 (1623) HTML (187) PDF 0.00 Byte (1302) 評論 (0) 收藏

      摘要:本文采用Gleeble3800熱壓縮模擬試驗機研究了新型超高強韌TB17鈦合金775℃~905℃溫度范圍內(nèi)、應(yīng)變速率0.001s-1~10s-1條件下的熱變形行為。分析了該合金在熱變形過程中流變應(yīng)力軟化特點及顯微組織演變規(guī)律,建立了該合金Arrhenius型本構(gòu)方程。試驗結(jié)果表明:采用不同變形溫度,TB17鈦合金峰值應(yīng)力對應(yīng)變速率敏感程度不同,在相變溫度以下變形時,峰值應(yīng)力對低應(yīng)變速率敏感,而在相變溫度以上變形,峰值應(yīng)力對高應(yīng)變速率敏感。應(yīng)變速率對TB17鈦合金顯微組織具有重要影響,合金應(yīng)變速率大于0.1s-1時,以發(fā)生動態(tài)回復(fù)為主,而應(yīng)變速率為0.001 s-1~0.1s-1時以發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶為主;降低應(yīng)變速率有利于動態(tài)再結(jié)晶發(fā)生,合金在應(yīng)變速率0.001s-1時可獲得約25μmβ的晶粒。變形溫度對動態(tài)再結(jié)晶具有重要影響,在相變溫度以下變形僅發(fā)生初生α相再結(jié)晶,而相變溫度以上變形則發(fā)生β相動態(tài)再結(jié)晶。TB17鈦合金相變點溫度以下的熱變形激活能為538.4KJ/mol,相變點溫度以上的熱變形激活能為397.4KJ/mol,該合金在775℃~905℃熱變形軟化機制為晶界滑移機制。

    • 新β型Ta-TiAl合金的高溫開裂行為

      2018, 47(3):816-821.

      摘要 (1588) HTML (162) PDF 0.00 Byte (1198) 評論 (0) 收藏

      摘要:利用Gleeble-3800型熱模擬試驗機對鑄態(tài)TiAl-3Ta-x(Cr,W)合金合金進行了等溫?zé)釅嚎s試驗,研究了該合金在1150~1300℃及0.1~1s-1應(yīng)變速率下的高溫變形后的開裂機理。結(jié)果表明:鑄態(tài)合金表面開裂主要以45°剪切開裂和縱向自由表面開裂斷裂形貌為主,但起裂位置不同;合金的熱變形損傷以及開裂行為對熱加工參數(shù)極為敏感,且其開裂程度隨著變形溫度的降低、應(yīng)變速率的增加以及變形量的增加而變化。合金在高溫高應(yīng)變速率下熱變形,易在晶界附近形成高密度位錯,變形位錯與滑移帶等微缺陷,并在進一步變形中形成微裂紋。微裂紋沿著β晶界,α2/γ片層內(nèi),在相鄰晶粒之間,晶界與晶內(nèi)等位置形核。

    • 不同晶體取向Mo-Nb單晶的納米壓痕尺寸效應(yīng)

      2018, 47(3):822-828.

      摘要 (1445) HTML (165) PDF 0.00 Byte (1262) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用納米壓痕儀和掃描探針顯微鏡對Mo-Nb合金單晶(110)、(111)、(112)晶面的載荷-位移曲線、壓痕形貌、納米硬度-加載深度以及彈性回復(fù)率的變化進行了研究。結(jié)果表明,Mo-Nb單晶具有較好的塑性變形能力,Mo-Nb單晶的各晶面在加載和卸載過程中分別經(jīng)歷了彈性變形和塑性變形階段,荷載-位移曲線未出現(xiàn)突進或突退現(xiàn)象,表明在加載和卸載過程中壓痕內(nèi)部未產(chǎn)生裂紋或脆性斷裂;材料的殘余壓痕呈現(xiàn)凸起形貌,表明Mo-Nb單晶有相對較低的加工應(yīng)變硬化趨勢;采用連續(xù)剛度法測量了Mo-Nb單晶的納米硬度和彈性模量,三個晶面的納米硬度均呈現(xiàn)出隨著加載深度的增加而減小的趨勢,表現(xiàn)出明顯的壓痕尺寸效應(yīng);三個晶面納米硬度和彈性模量的大小關(guān)系為: (110)晶面>(112)晶面>(111)晶面;基于Nix-Gao模型計算了(110)、(111)、(112)晶面的無壓痕尺寸效應(yīng)時的納米硬度(H_0)分別為3.96GPa、2.61Gpa和3.47GPa,尺寸效應(yīng)因子(i)分別為0.18、0.16和0.18,微觀特征長度(h^*)分別為1196nm、2753nm和1559nm。壓入深度小于微觀特征長度時,Mo-Nb單晶具有明顯的尺寸效應(yīng),壓入深度超過該長度時,尺寸效應(yīng)將減弱,當(dāng)壓入深度分別超過4106nm、5645nm和4693nm時,納米壓痕尺寸效應(yīng)將消失。

    • 動高壓加載條件下Ti-6Al-4V和Ti-47Nb合金層裂微結(jié)構(gòu)演化規(guī)律的研究

      2018, 47(3):829-834.

      摘要 (1494) HTML (171) PDF 0.00 Byte (1138) 評論 (0) 收藏

      摘要:利用平板撞擊實驗和樣品軟回收技術(shù),結(jié)合光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)等微觀分析手段,研究了動高壓加載條件下Ti-6Al-4V和Ti-47Nb兩種不同類型鈦合金的層裂微結(jié)構(gòu)特征與斷裂機理。實驗表明:Ti-6Al-4V合金的抗層裂破壞能力強于Ti-47Nb合金,其原因在于Ti-6Al-4V合金的高強度。Ti-6Al-4V合金層裂微孔洞大多在α/β兩相界面處形核并沿相界擴展,而Ti-47Nb合金中的微裂紋是通過微孔洞直接連通形成。隨后匯合的大空洞或大裂紋間形成的絕熱剪切帶(ASB)加速了試樣層裂破壞的產(chǎn)生,Ti-6Al-4V與Ti-47Nb合金均表現(xiàn)出了韌性斷裂特征。

    • TiAl基合金動態(tài)再結(jié)晶臨界模型建立

      2018, 47(3):835-839.

      摘要 (1376) HTML (180) PDF 0.00 Byte (1086) 評論 (0) 收藏

      摘要:依據(jù)粉末冶金Ti-47Al-2Nb-2Cr合金熱模擬壓縮實驗結(jié)果,研究了變形溫度為950-1150oC、應(yīng)變速率為0.001-0.1s-1條件下材料的流變力學(xué)行為。采用Poliak和Jonas所提出的臨界條件動力學(xué)理論,確定了動態(tài)再結(jié)晶臨界應(yīng)變(εc)和臨界應(yīng)力(σc),揭示了變形溫度與應(yīng)變速率對εc和σc的影響規(guī)律。結(jié)果表明,溫度補償應(yīng)變速率因子Z與εc、σc、εp(峰值應(yīng)變)和σp(峰值應(yīng)力)間的關(guān)系可以采用指數(shù)函數(shù)形式描述。建立了該合金動態(tài)再結(jié)晶臨界發(fā)生模型:εc=1.2×10-3Z0.147,動態(tài)再結(jié)晶臨界應(yīng)變與流變應(yīng)力曲線峰值應(yīng)變的比值約為0.73。根據(jù)對模型的分析表明,臨界應(yīng)變與Z參數(shù)之間呈現(xiàn)正相關(guān)性,隨著Z參數(shù)的減小(變形溫度升高或應(yīng)變速率降低),材料發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶的臨界應(yīng)變減小,說明隨著變形溫度的升高與應(yīng)變速率的下降,能夠促進動態(tài)再結(jié)晶行為的發(fā)生,并通過對熱變形后微觀組織的觀察,驗證了所建立動態(tài)再結(jié)晶臨界模型的可靠性。

    • Al2O3型殼與DD6單晶合金的界面反應(yīng)

      2018, 47(3):840-845.

      摘要 (1363) HTML (145) PDF 0.00 Byte (1144) 評論 (0) 收藏

      摘要:本文采用掃描電子顯微鏡、能譜分析、X射線衍射分析等手段研究了DD6單晶合金與陶瓷型殼的界面反應(yīng)。實驗結(jié)果表明,DD6高溫合金與Al2O3型殼的黑色界面反應(yīng)產(chǎn)物主要是α-Al2O3,并伴有FeCr2O4, (Fe, Ni)固溶體等多種成分相,界面反應(yīng)層的厚度一般為5~6μm;界面反應(yīng)后陶瓷型殼內(nèi)表面出現(xiàn)了TaO, NiO, HfO2等多種反應(yīng)產(chǎn)物;降低表面粗糙度、控制型殼礦化劑中的Fe2O3雜質(zhì)含量,能夠有效抑制界面反應(yīng)的產(chǎn)生。

    • 第一性原理研究壓力下Ni-Mo二元化合物的力學(xué)性能和電子結(jié)構(gòu)

      2018, 47(3):846-852.

      摘要 (1563) HTML (160) PDF 0.00 Byte (1222) 評論 (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壓力對Ni-Mo二元化合物Ni4Mo、Ni3Mo(DOa)、Ni3Mo(DO22)、Ni2Mo力學(xué)性能和電子結(jié)構(gòu)的影響。研究表明:0~40GPa壓力范圍內(nèi),隨著壓力的增大,相對體積V/V0不斷減小且趨勢減緩;形成熱均為負值,且隨著壓力的增大形成熱減小,說明增大壓力可提高化合物的合金化能力;體積模量B、剪切模量G、楊氏模量E、拉梅常數(shù)λ、硬度H的計算結(jié)果表明壓力可提高四種化合物的抗變形、抗壓縮能力及硬度,另外,B/G和泊松比ν表明所有化合物均為延性和塑性的;進行態(tài)密度的分析,闡明增大壓力可提高四種化合物的穩(wěn)定性及硬度。

    • 納米單晶γ-TiAl合金應(yīng)變率效應(yīng)的分子動力學(xué)模擬

      2018, 47(3):853-859.

      摘要 (1358) HTML (156) PDF 0.00 Byte (1173) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用分子動力學(xué)方法模擬不同應(yīng)變率下納米單晶γ-TiAl合金中裂紋的擴展,利用速度加載方式對預(yù)置裂紋的單晶γ-TiAl合金進行動態(tài)單向拉伸,模擬過程中施加應(yīng)變率為5.0*107S-1~7.5*109 S-1。研究結(jié)果表明:不同的應(yīng)變率范圍下裂紋的擴展形式差異很大。在不敏感區(qū)(≤4*108S-1),裂紋呈解理擴展;在敏感區(qū)(4.0*108S-1<應(yīng)變率≤1.0*109S-1),前期呈現(xiàn)解理擴展特征,后期裂紋擴展通過裂尖發(fā)射滑移位錯,位錯塞積萌生空洞,空洞形核長大形成子裂紋,應(yīng)變率≤5.0*108 S-1時,子裂紋發(fā)生偏向,與主裂紋呈45度方向串接,5.0*108 S-1<應(yīng)變率≤1.0*109S-1時,子裂紋與主裂紋同向串接,最終導(dǎo)致裂紋擴展直至斷裂;在突變區(qū)(≥1.0*109 S-1),因應(yīng)變強化作用使裂紋不在應(yīng)力最大時刻啟裂,出現(xiàn)裂紋擴展后應(yīng)力持續(xù)增加一段時間后減小的現(xiàn)象,高應(yīng)變率導(dǎo)致裂尖前端多處區(qū)域的原子結(jié)構(gòu)局部非晶化,最終在原子結(jié)構(gòu)混亂處萌生微裂紋,微裂紋擴展導(dǎo)致“試件”多處開裂。

    • Al、Ti含量對鍛態(tài)Incoloy825合金組織和耐腐蝕性能的影響

      2018, 47(3):860-866.

      摘要 (1201) HTML (154) PDF 0.00 Byte (1425) 評論 (0) 收藏

      摘要:在熱力學(xué)模擬Incoloy825合金成分范圍內(nèi)不同Al、Ti含量對合金析出相析出規(guī)律的基礎(chǔ)上,采用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)觀察了合金顯微組織和腐蝕試樣的表面形貌,采用電化學(xué)工作站和靜態(tài)失重法測試了合金在1mol/L、3mol/L HCl溶液中的動電位極化曲線、電化學(xué)阻抗譜和腐蝕速率。結(jié)果表明,終鍛溫度下Incoloy825合金由基體γ相和少量Ti(C,N)析出相組成。隨著Al、Ti含量提高,塊狀Ti(C,N)析出量增加,組織細化;鍛態(tài)Incoloy825合金的腐蝕電流密度增大,耐蝕性下降,發(fā)生點蝕的傾向增大。合金的腐蝕優(yōu)先從組織中塊狀Ti(C,N)部位出現(xiàn)點蝕。隨著Al、Ti含量提高,合金表面的腐蝕產(chǎn)物逐漸由致密變得疏松多孔,對基體的保護作用下降。

    • 高熱負荷作用下鎢的熱疲勞損傷研究

      2018, 47(3):867-870.

      摘要 (1137) HTML (143) PDF 0.00 Byte (1146) 評論 (0) 收藏

      摘要:利用實驗室自主搭建的電子束熱疲勞測試系統(tǒng),研究了再結(jié)晶態(tài)鎢在功率為141.5 MW/m2,不同循環(huán)次數(shù)下熱疲勞損傷性能的變化規(guī)律。采用掃描電子顯微鏡(SEM)觀測了損傷后表面形貌的變化,采用了原子力顯微鏡(AFM)觀測了損傷表面的三維形貌的變化,同時也可以測出損傷表面粗糙度,采用了顯微硬度計,測試了熱疲勞損傷后晶粒表面顯微硬度的變化。結(jié)果表明:隨循環(huán)次數(shù)的增加,鎢熱疲勞損傷加劇,當(dāng)循環(huán)為1000次時,鎢表面已經(jīng)有熔融的形貌出現(xiàn);測得損傷表面的粗糙度隨循環(huán)次數(shù)呈近似線性變化;損傷之后的顯微硬度先升高后降低,主要是由于存在疲勞硬化的現(xiàn)象。

    • Mn在2297鋁鋰合金中的微合金化作用

      2018, 47(3):871-877.

      摘要 (1317) HTML (169) PDF 0.00 Byte (1514) 評論 (0) 收藏

      摘要:利用金相顯微鏡、拉伸測試、SEM、TEM、STEM-HAADF等手段研究了微量Mn的添加對2297鋁鋰合金微觀組織與力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,Mn在2297鋁鋰合金中主要以AlCuMn棒狀彌散粒子和Al(CuMnFe)粗大相形式存在,并且相比Mn-free合金,2297合金中粗大相尺寸較小,分布均勻,因而合金的拉伸強度得到提高;研究表明Mn的添加沒有影響Al3Zr粒子的析出行為,盡管析出了AlCuMn棒狀彌散相,但整體上沒有改變2297合金的再結(jié)晶程度。

    • 噴射成形GH738合金熱變形特性及微觀組織演變

      2018, 47(3):878-883.

      摘要 (1316) HTML (144) PDF 0.00 Byte (1156) 評論 (0) 收藏

      摘要:在溫度950~1200℃、應(yīng)變速率0.13~6.5s-1及工程應(yīng)變50%的條件下,利用Gleeble-3500TM熱模擬試驗機對噴射成形GH738合金進行熱壓縮試驗,研究了合金的熱流變行為并建立了流變本構(gòu)關(guān)系,結(jié)合顯微組織分析及統(tǒng)計技術(shù)研究了合金的組織演變情況。結(jié)果表明,流變應(yīng)力隨溫度的升高和應(yīng)變速率的減小而降低。合金熱變形激活能為580.81kjmol-1。隨著形變溫度的升高,高位錯密度處晶界弓出形核使晶界“鋸齒”化并形成項鏈組織,在1100℃獲得完全動態(tài)再結(jié)晶組織,隨溫度繼續(xù)升高及應(yīng)變速率的降低組織明顯長大。

    • 基于元胞自動機AZ31鎂合金微觀組織模型

      2018, 47(3):884-894.

      摘要 (1525) HTML (143) PDF 0.00 Byte (1188) 評論 (0) 收藏

      摘要:以AZ31鎂合金在熱壓縮過程中微觀組織演變?yōu)榛A(chǔ),結(jié)合元胞自動機模型,建立了鎂合金變形過程中再結(jié)晶晶粒尺寸模型和動態(tài)再結(jié)晶百分?jǐn)?shù)模型。通過對鑄態(tài)AZ31鎂合金在不同變形條件下的熱壓縮實驗,推導(dǎo)出鎂合金的位錯密度模型、臨界位錯密度模型、形核率模型和晶粒長大模型,結(jié)合元胞自動機具體演變規(guī)則,建立元胞自動機模型,并用應(yīng)力應(yīng)變曲線及晶粒大小方面驗證元胞自動機的模擬結(jié)果,驗證該模型的準(zhǔn)確性,結(jié)合實驗數(shù)據(jù)和JMAK理論,推導(dǎo)出再結(jié)晶晶粒尺寸模型和動態(tài)再結(jié)晶百分?jǐn)?shù)模型,借助DEFORM-3D分析軟件得到鎂合金在變形過程中,晶粒尺寸分布的變化情況以及動態(tài)再結(jié)晶百分?jǐn)?shù)分布的變化情況。

    • 高Mo超級奧氏體不銹鋼和Ni-Cr-Mo鎳基合金析出相研究及對比

      2018, 47(3):895-903.

      摘要 (1435) HTML (170) PDF 0.00 Byte (1209) 評論 (0) 收藏

      摘要:選擇典型牌號654SMO和C-276,對高Mo超級奧氏體不銹鋼和Ni-Cr-Mo鎳基合金的析出相進行研究,對不同時效條件下654SMO和C-276進行組織觀察、EDS及相分析,結(jié)果表明,雖然654SMO和C-276均含有較高的Cr、Mo含量,但由于其合金體系不同,其析出相種類形態(tài)各異,主要研究結(jié)果有:(1)654SMO有8種第二相析出,分別為:σ相、Cr2N、μ相、χ相、Laves相、M23C6、M6C和M3C;(2)654SMO鋼的主要有害析出相為σ相、Cr2N,其析出相的析出峰值溫度為900℃;(3) C-276合金的主要析出相是M6C與μ相,在本文時效條件下,并未出現(xiàn)σ相析出。

    • 2205雙相不銹鋼在酸性H2S環(huán)境下的應(yīng)力腐蝕行為及開裂機理研究

      2018, 47(3):904-909.

      摘要 (1448) HTML (157) PDF 0.00 Byte (1250) 評論 (0) 收藏

      摘要::采用C型環(huán)實驗研究了2205雙相不銹鋼在飽和H2S環(huán)境下的應(yīng)力腐蝕行為及開裂機理。研究結(jié)果表明,2205雙相不銹鋼NACE標(biāo)準(zhǔn)A溶液中有良好的抗應(yīng)力腐蝕能力。通過OM、SEM、EDS及電化學(xué)手段分析得出2205雙相不銹鋼的應(yīng)力腐蝕開裂經(jīng)歷了表面點蝕,蝕坑形成,H2S解離,H原子吸附并從蝕坑位置擴散進入金屬基體,金屬基體聚集,通過氫致開裂機制導(dǎo)致裂紋萌生,并逐漸擴展。

    • 硼含量對有序態(tài)(Fe,Co)3V合金環(huán)境氫脆的影響

      2018, 47(3):976-981.

      摘要 (1358) HTML (149) PDF 0.00 Byte (1182) 評論 (0) 收藏

      摘要:通過在真空和氫氣環(huán)境下的拉伸實驗,研究了硼含量對有序態(tài)(Fe,Co)3V合金力學(xué)性能和環(huán)境氫脆的影響。研究結(jié)果表明,當(dāng)在有序態(tài)(Fe,Co)3V合金中添加0.02 wt.%B時,相對于無硼合金,合金的晶粒尺寸減小了27.5 %,合金在真空和氫氣中的抗拉強度和延伸率均達到最大值;而當(dāng)硼含量繼續(xù)增加時,合金的晶粒尺寸、合金在真空和氫氣中的力學(xué)性能均保持不變。無硼有序態(tài)(Fe,Co)3V合金在氫氣中呈現(xiàn)嚴(yán)重的環(huán)境氫脆,當(dāng)在合金中添加0.02 wt.%B后,合金氫脆因子降低了34.4 %,合金的斷口形貌由完全沿晶斷口轉(zhuǎn)變?yōu)榇┚Ш脱鼐У幕旌蠑嗫?;?dāng)合金中的硼含量繼續(xù)增加時,合金的氫脆因子不再降低,恒定在50 %左右,即硼原子只能部分抑制有序態(tài)(Fe,Co)3V合金在氫氣中的環(huán)境氫脆。

    • >材料工藝
    • TA1純鈦表面鎳基噴焊層的組織和磨損性能

      2018, 47(3):910-914.

      摘要 (1484) HTML (149) PDF 0.00 Byte (1211) 評論 (0) 收藏

      摘要:利用等離子噴焊技術(shù)在TA1純鈦表面制備了鎳基耐磨噴焊層,研究了噴焊層結(jié)構(gòu)、顯微組織和顯微硬度以及摩擦磨損性能。結(jié)果表明:噴焊層由過渡層和強化層組成,焊層與基體間形成了基于原子擴散的冶金結(jié)合界面及以樹枝晶為主的過渡層。噴焊層的組織主要由γ-Ni固溶體,γ-Ni(Ti)固溶體以及TiC、Cr7C3、Ni3B和TiB2等硬質(zhì)相組成。強化層為韌Ni基體+硬質(zhì)相耐磨組織,硬度在830~907 HV之間,較基體高出700 HV。焊層主要合金元素的擴散、顯微組織變化及顯微硬度沿深層方向的分布呈具有連續(xù)性和漸變性。與基材TA1對比試驗表明,噴焊鎳基合金后摩擦系數(shù)降低,耐磨性明顯提高,噴焊層磨損面呈輕微的磨粒磨損特征。

    • 激光原位制備TiB/Ti-6Al-4V復(fù)合涂層中TiB管狀結(jié)構(gòu)的形成機制

      2018, 47(3):915-919.

      摘要 (1311) HTML (161) PDF 0.00 Byte (1211) 評論 (0) 收藏

      摘要:本文利用透射電鏡(TEM)、電子背散射衍射(EBSD)技術(shù),系統(tǒng)觀察、分析了激光原位制備TiB/Ti-6Al-4V復(fù)合涂層中TiB生長形態(tài)、分布以及晶體學(xué)取向,以探討管狀結(jié)構(gòu)TiB的形成機制。結(jié)果表明:涂層中TiB的形態(tài)主要有棒狀和針狀兩種,受控于生長時間和元素濃度兩個因素。棒狀TiB形核于過共晶成分區(qū)域,針狀TiB形核共晶成分和亞共晶成分區(qū)域。當(dāng)TiB的直徑和生長速度之積超過臨界值時,(010)B27和(001)BF晶面的生長將不再穩(wěn)定。界面邊緣區(qū)域更易獲得B原子,生長速度快于中心區(qū)域,而邊緣區(qū)域?qū)元素的消耗進一步抑制了中心區(qū)域的生長,從而產(chǎn)生了管狀結(jié)構(gòu)。隨著TiB的直徑的增加,管狀結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的概率增加。

    • 電弧增材制造鈦合金界面處殘余應(yīng)力及其影響研究

      2018, 47(3):920-926.

      摘要 (1640) HTML (146) PDF 0.00 Byte (1252) 評論 (0) 收藏

      摘要:用電弧增材制造方法制備了含增材/基材界面鈦合金板,采用輪廓法測量了其殘余應(yīng)力分布。建立了模擬緊湊拉伸(C(T))試樣加工和裂紋擴展過程中殘余應(yīng)力發(fā)展的有限元模型,缺口狀態(tài)C(T)試樣內(nèi)殘余應(yīng)力分布與輪廓法測試結(jié)果吻合良好。采用該模型討論了試樣內(nèi)殘余應(yīng)力隨裂紋擴展的變化規(guī)律及對裂紋擴展的影響。試驗和數(shù)值分析結(jié)果表明:兩種類型試樣缺口狀態(tài)的殘余應(yīng)力分布有很大差別,A類試樣(缺口位于基材)殘余壓應(yīng)力區(qū)域靠近缺口根部,C類試樣(缺口位于增材)殘余壓應(yīng)力區(qū)域遠離缺口根部;A類試樣內(nèi)殘余應(yīng)力隨裂紋擴展迅速釋放,殘余應(yīng)力引起的應(yīng)力強度因子較??;C類試樣內(nèi)殘余應(yīng)力隨裂紋擴展變化較小,殘余應(yīng)力引起的應(yīng)力強度因子較高,降低了疲勞裂紋擴展壽命。

    • Ti-28Ni釬料真空釬焊TZM合金接頭界面組織與力學(xué)性能

      2018, 47(3):927-931.

      摘要 (1239) HTML (162) PDF 0.00 Byte (1382) 評論 (0) 收藏

      摘要:在釬焊溫度為1040 ℃時,采用Ti-28Ni(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)釬料實現(xiàn)了TZM合金的真空釬焊連接。采用SEM、EDS等方法分析了接頭界面的微觀組織結(jié)構(gòu),并研究了保溫時間對TZM合金接頭界面結(jié)構(gòu)和性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明,接頭的典型界面組織結(jié)構(gòu)為:TZM/Tiss/δ-Ti2Ni/Tiss/TZM;隨保溫時間的延長,焊縫寬度逐漸變小,其中連續(xù)的Tiss層厚度基本無變化,中間的δ-Ti2Ni層厚度有所降低;同時,TZM母材向焊縫中的溶解量增加。保溫時間較短時,焊縫中殘留有未溶解的TZM塊,延長保溫時間使母材溶解更充分。當(dāng)保溫時間為10 min時,接頭平均抗剪強度最高為92.6 MPa,斷裂發(fā)生于δ-Ti2Ni層,為脆性沿晶斷裂。

    • 微量硼元素添加對Ti6Al4V-xB組織及性能的影響

      2018, 47(3):932-936.

      摘要 (1600) HTML (155) PDF 0.00 Byte (1271) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用高真空非自耗熔煉及吸鑄方法制備不同硼含量的Ti6Al4V-xB(wt.%,x為0,0.05,0.1,0.5)合金,將合金在900℃下進行2h保溫退火。研究了不同微量硼元素添加對Ti6Al4V-xB的鑄造顯微組織及力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,微量硼元素的添加影響了鈦合金高溫形核過程,在固-液前沿富集B元素阻礙初始β-Ti長大,有效細化鈦合金晶粒,當(dāng)硼含量超過0.1%時,則有TiB相的析出。Ti6Al4V-xB合金的強度極限隨硼含量的增加單調(diào)上升,由893MPa變?yōu)?66MPa,這是細晶強化和析出強化共同作用的結(jié)果;合金的塑性則是先升高后降低,Ti6Al4V-0.05B的塑性提高了15%,而Ti6Al4V-0.1B與Ti6Al4V-0.5B的塑性則降低了50%,是因為析出脆性的TiB相,形成脆性斷裂敏感帶。

    • 多向鍛造純鎢形變儲存能及動態(tài)再結(jié)晶行為分析

      2018, 47(3):937-942.

      摘要 (1523) HTML (166) PDF 0.00 Byte (1241) 評論 (0) 收藏

      摘要:對純鎢燒結(jié)體進行多向鍛造試驗,運用OM和DSC分析了純鎢多向鍛造組織演化規(guī)律及形變儲存能的變化,結(jié)合XRD、EBSD對純鎢形變儲存能的來源及動態(tài)再結(jié)晶行為進行了研究。結(jié)果表明:多向鍛造后純鎢內(nèi)部孔隙明顯減少,熱變形過程中的動態(tài)再結(jié)晶導(dǎo)致晶粒顯著細化,變形后保留在晶粒及亞晶內(nèi)部的高密度位錯結(jié)構(gòu)導(dǎo)致形變儲存能的增加,再結(jié)晶晶粒主要沿能量較高的晶界及晶界交匯處分布,其動態(tài)再結(jié)晶機制為形變誘導(dǎo)晶界遷移機制與亞晶粗化及晶粒機械破碎的混合機制,多向鍛造后純鎢再結(jié)晶溫度基本不變,材料熱穩(wěn)定性有所提高。

    • 放電等離子燒結(jié)Cu-Mo-WC復(fù)合材料電接觸特性

      2018, 47(3):943-948.

      摘要 (1231) HTML (150) PDF 0.00 Byte (1212) 評論 (0) 收藏

      摘要:本文采用放電等離子燒結(jié)(SPS)工藝制備出(Cu-50Mo)-0.5%LaCl3和(Cu-50Mo)-5%WC-0.5%LaCl3兩種復(fù)合材料,對復(fù)合材料的密度、硬度、導(dǎo)電率和顯微組織進行了對比分析。并對復(fù)合材料進行了電接觸性能測試,研究了其在直流阻性負載條件下的陰極、陽極材料轉(zhuǎn)移和質(zhì)量損失規(guī)律,并通過掃描電鏡觀察材料在電弧侵蝕后的形貌,對復(fù)合材料的電弧侵蝕特征進行了初步分析。結(jié)果表明:采用SPS工藝制備的復(fù)合材料具有良好的綜合性能;隨電流的增大材料轉(zhuǎn)移量不斷增加;電弧侵蝕后的觸頭表面呈現(xiàn)氣孔、熔池和凹坑等形貌特征,且電流值越大,其形貌特征越明顯;接觸電阻隨電流的增大而減??;接觸電阻隨電流變化無明顯波動,而熔焊力隨電流增大呈增加趨勢。

    • 復(fù)合CrTiAlN涂層的摩擦磨損性能及其溫度的影響

      2018, 47(3):949-953.

      摘要 (1319) HTML (156) PDF 0.00 Byte (1123) 評論 (0) 收藏

      摘要:論文采用物理沉積技術(shù)在M2高速鋼制備多元復(fù)合CrTiAlN涂層。采用發(fā)射掃描電子顯微鏡、能譜儀、激光共聚焦掃描顯微鏡和球-盤式高溫摩擦磨損試驗機等分析手段對涂層的摩擦學(xué)行為進行研究。研究結(jié)果表明,涂層的摩擦系數(shù)隨環(huán)境溫度升高呈上升趨勢。室溫下涂層的摩擦系數(shù)約0.24,摩擦系數(shù)隨時間變化曲線平緩;200℃時,摩擦初期涂層的摩擦系數(shù)隨時間變化波動劇烈,半小時后進入穩(wěn)定摩擦階段,摩擦系數(shù)在0.53左右。同時,CrTiAlN涂層的磨損率也隨環(huán)境溫度升高呈上升趨勢。高溫摩擦?xí)r,摩擦隨時間變化曲線波動很大,對磨球的受磨損程度也隨溫度升高而逐漸上升。涂層的磨損機制主要是氧化磨損、粘著磨損和磨粒磨損的共同作用。

    • 高壓燒結(jié)時間及顆粒尺寸對片狀LaFe11.44Si1.56氫化物塊體結(jié)構(gòu)及磁熱效應(yīng)的影響

      2018, 47(3):954-960.

      摘要 (1306) HTML (155) PDF 0.00 Byte (1274) 評論 (0) 收藏

      摘要:La(Fe,Si)13氫化物目前被認(rèn)為是最具有應(yīng)用前景的室溫磁制冷材料之一,對于主動式磁蓄冷制冷機而言,理想的磁制冷工質(zhì)為平行排列的片狀塊體。本工作在壓強高達40MPa的高壓氫氣氣氛下燒結(jié)制備了不同顆粒尺寸的厚度為0.8mm的片狀LaFe11.44Si1.56氫化物塊體,研究了顆粒尺寸及高壓燒結(jié)時間對氫化物塊體的結(jié)構(gòu)及磁熱效應(yīng)的影響。和母合金相比,燒結(jié)樣品的α-Fe含量有明顯增加,而燒結(jié)時間和顆粒尺寸對α-Fe析出沒有顯著影響。燒結(jié)樣品的居里溫度在室溫以上,并且隨著顆粒尺寸和燒結(jié)時間的增加而稍有增加。同時,與母合金相比,燒結(jié)塊體中的磁滯顯著降低,這可以歸因于較小的顆粒尺寸和樣品中存在大量的微觀孔洞,降低了相變過程中的內(nèi)應(yīng)力。與顆粒尺寸為110~150μm的樣品相比,顆粒尺寸小于40μm的片狀塊體在磁熵變幾乎保持不變的基礎(chǔ)上,磁滯顯著降低35%。在0~1.5T的外磁場下其磁熵變和體積磁熵變在345K達到最大值8.5J/kg.K和53mJ/cm3.K。

    • 長期時效對一種鎳基合金的組織與性能影響

      2018, 47(3):961-967.

      摘要 (1619) HTML (161) PDF 0.00 Byte (1186) 評論 (0) 收藏

      摘要:研究了一種鎳基合金USC141在700℃長期時效過程中組織與性能的變化。研究結(jié)果表明,隨時效時間延長,合金的室、高溫強度一直保持在較高水平,而晶界碳化物的長大粗化以及逐漸連續(xù)成鏈狀,會使得合金的塑性和韌性逐漸下降。時效過程中,合金中M23C6的析出量緩慢增加,而合金中M6C型碳化物的演變過程包括三個階段:①M6C→M12C轉(zhuǎn)變階段,主要由Mo和Ni元素的擴散進入引起,碳化物總量顯著增加; ②碳化物穩(wěn)定階段,碳化物類型以及析出量變化不大;③ M12C進一步析出、粗化階段,主要由Mo元素的擴散進入引起,晶內(nèi)新析出呈薄片狀的M12C碳化物。合金中的γ′相的析出行為也包括三個階段:① γ′相快速析出長大階段,同時顆粒大小趨于均勻化;② γ′相緩慢析出長大階段,γ′相的尺寸和析出量緩慢增加;③ γ′相粗化、融合階段,相鄰較小尺寸的γ′顆粒接觸后融合成較大尺寸γ′顆粒,使得部分γ′相顆粒明顯粗化以及總體顆粒尺寸的分布散度顯著增加。

    • 爆炸壓涂鎢銅覆層到銅表面的研究

      2018, 47(3):968-971.

      摘要 (1379) HTML (153) PDF 0.00 Byte (1188) 評論 (0) 收藏

      摘要:本文提出了用爆炸燒結(jié)將鎢銅合金覆層燒結(jié)到純銅表面的方法。即將鎢銅合金粉末預(yù)壓到銅板的表面后,進行通氫燒結(jié),然后通過爆炸壓實將混合粉末進一步壓實在銅板表面,最后擴散燒結(jié)成為鎢銅復(fù)合材料。文中先采用AUTODYN軟件模擬了爆炸壓實過程中粉末與銅板中的壓力分布,確定了一套可以使覆層粉末中壓力分布均勻,有利于鎢銅合金粉末的均勻致密化的參數(shù)。而后進行爆炸壓實試驗,制出的試樣覆層部分的密度達到了理論密度的99.3%。對爆炸后的試件進行電子探針檢測,檢測結(jié)果表明鎢銅粉混合均勻,鎢顆粒的尺寸比銅顆粒要大的多。斷口分析結(jié)果顯示鎢銅覆層的斷口形貌不同于傳統(tǒng)的斷口形貌。鎢銅結(jié)合面的形貌分析表明鎢銅合金密實的燒結(jié)在了銅基體的表面。

    • 氮氧比對AlOxNy薄膜結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能的影響

      2018, 47(3):972-975.

      摘要 (1409) HTML (160) PDF 0.00 Byte (1205) 評論 (0) 收藏

      摘要:本實驗以單晶硅(111)和載玻片為基體,采用離子束輔助沉積技術(shù)沉積AlOxNy薄膜,使用XPS、XRD和橢偏儀研究了氮氧比對AlOxNy薄膜的成分、相結(jié)構(gòu)和光學(xué)常數(shù)的影響。結(jié)果表明,隨著氮氧比減小,薄膜中氮含量減小,氧含量增加;薄膜由非晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶態(tài),結(jié)晶相為AlON。沉積薄膜的消光系數(shù)為零,呈現(xiàn)電介質(zhì)特性。隨著氮氧比減小,沉積薄膜的折射率減小。

    • 預(yù)熱溫度對三維五向Cf/Al復(fù)合材料微觀組織及室溫與高溫力學(xué)性能的影響

      2018, 47(3):982-989.

      摘要 (1340) HTML (162) PDF 0.00 Byte (1227) 評論 (0) 收藏

      摘要:以石墨纖維三維五向織物為增強體,鋁合金ZL301為基體材料,采用真空輔助壓力浸滲法制備了三維五向增強Cf/Al復(fù)合材料,研究了不同溫度制備的復(fù)合材料微觀組織特征和界面反應(yīng)程度,測試了復(fù)合材料在室溫和高溫下的拉伸力學(xué)性能并分析了其斷口形貌。結(jié)果表明:復(fù)合材料相對致密度隨制備溫度提高而增加,纖維局部偏聚現(xiàn)象也明顯減少,與此同時,界面反應(yīng)物Al4C3相隨制備溫度提高而顯著增多,530℃到570℃復(fù)合材料室溫拉伸極限強度隨組織缺陷減少而增加,570℃到600℃復(fù)合材料室溫極限拉伸強度隨界面反應(yīng)程度增大而顯著降低;高溫拉伸極限強度隨制備溫度提高而增加,適當(dāng)提高界面反應(yīng)程度有利于提高復(fù)合材料高溫力學(xué)性能,高溫拉伸中基體合金回復(fù)軟化和界面結(jié)合強度弱化促進了復(fù)合材料斷裂過程中的纖維拔出與界面滑移。

    • 微合金化對U-Co金屬玻璃形成能力的影響

      2018, 47(3):990-994.

      摘要 (1359) HTML (145) PDF 0.00 Byte (1156) 評論 (0) 收藏

      摘要:U-Co系具有較寬非晶成分區(qū)間,但其玻璃形成能力(GFA)較差。本文針對該體系的U69.2Co30.8合金,選擇不同類型的元素M(M=Sn、Si、Be、Cu、Pd、Y與Zr)進行微合金化,采用銅輥甩帶方法制備U69Co30M1非晶合金條帶樣品,結(jié)合X射線衍射與差示掃描量熱技術(shù)研究了微合金化對合金GFA的影響。結(jié)果表明,Sn添加對U-Co合金的GFA具有明顯改善作用,Si次之,Be、Cu影響不大,Pd、Y、Zr起到惡化效果。結(jié)合合金熔化行為的改變和GFA與M元素的熔點、電負性、原子尺寸及M-C混合焓等參數(shù)的關(guān)聯(lián)性分析,初步揭示出微合金化對U-Co合金GFA的影響機制,其本質(zhì)應(yīng)該與改變合金液體穩(wěn)定性和晶化驅(qū)動力有關(guān)。

    • 熱擴滲DyZn合金膜層對燒結(jié)釹鐵硼磁性能與耐熱性能的影響

      2018, 47(3):995-1000.

      摘要 (1666) HTML (140) PDF 0.00 Byte (1216) 評論 (0) 收藏

      摘要:采用直流磁控濺射的方法,在燒結(jié)NdFeB磁體表面制備了DyZn薄膜,研究了熱擴滲處理磁體前后的磁性能、溫度穩(wěn)定性及微觀組織結(jié)構(gòu)變化。晶界擴散滲DyZn處理后,磁體在保持剩磁基本不降低的情況下,矯頑力大幅度提升,矯頑力從原來的963.68kA/m提高到1544.60kA/m,增幅達63.31%。晶界擴散處理可以改善磁體的溫度穩(wěn)定性,在293K~453K范圍內(nèi),剩磁溫度系數(shù)基本不變,而矯頑力溫度系數(shù)由-0.5533%/K降低為-0.4885%/K。通過對樣品微觀組織結(jié)構(gòu)觀察發(fā)現(xiàn),Dy元素沿著晶界液相擴散,主要富集在晶界相和晶粒外延層處,晶界相結(jié)構(gòu)與成分的優(yōu)化,及晶界和晶粒之間(Nd,Dy)2Fe14B過渡層的形成,是矯頑力大幅度提升的主要原因。

    • Hf、CNTs混合摻雜對納米晶Sm5Co19合金結(jié)構(gòu)和磁性能的影響

      2018, 47(3):1001-1006.

      摘要 (1270) HTML (158) PDF 0.00 Byte (1111) 評論 (0) 收藏

      摘要:首先制備出納米晶組織的Sm5Co19Hf0.4合金和Sm5Co19Hf0.4CNTs0.4合金,對其顯微組織、晶體結(jié)構(gòu)和磁性能等進行了系統(tǒng)表征分析。結(jié)果表明:Hf元素和碳納米管CNTs的混合添加不引起Sm5Co19合金Ce5Co19型結(jié)構(gòu)發(fā)生相分解,且使納米晶組織中晶粒細小,晶粒尺寸均勻分布。能譜分析表明,添加的CNTs進入納米晶Sm5Co19Hf0.4CNTs0.4合金的晶界區(qū)域,產(chǎn)生晶界釘扎作用,顯著提高納米晶Sm5Co19合金的矯頑力。晶體結(jié)構(gòu)精修表明,Hf元素進入納米晶Sm5Co19合金晶胞結(jié)構(gòu)的Sm空位,導(dǎo)致晶格參數(shù)a、b、c均減小,而軸比c/a增加,使Hf摻雜的納米晶合金的磁晶各向異性增大,具有提高納米晶合金的矯頑力的作用。本文研究結(jié)果對設(shè)計制備具有高磁晶各向異性、高內(nèi)稟矯頑力的Sm-Co基合金具有明確指導(dǎo)意義。

    • 錫青銅激光選區(qū)熔化工藝及其性能研究

      2018, 47(3):1007-1012.

      摘要 (1372) HTML (153) PDF 0.00 Byte (1182) 評論 (0) 收藏

      摘要:研究激光選區(qū)熔化(SLM)技術(shù)直接成型QSn6.5-0.1錫青銅合金,探討激光功率、掃描速度和掃描間距對錫青銅致密度的影響。在塊體成型探究實驗的基礎(chǔ)上設(shè)計三因素四水平正交工藝實驗,研究成型件的致密度、微觀組織與顯微維氏硬度,結(jié)果表明:增大激光功率和選擇合適的掃描速度與掃描間距有利于提高錫青銅成型致密度,在優(yōu)化的工藝參數(shù)下成型致密度最高達到98.71%;微觀組織具有明顯的網(wǎng)絡(luò)狀枝晶結(jié)構(gòu)且分布均勻,主要為含錫高的(α+δ)相和含銅高的α相;成型試樣的頂面和側(cè)面顯微維氏硬度均值分別為133.87HV和130.69HV,比QSn6.5-0.1錫青銅合金傳統(tǒng)鑄造的軟態(tài)(70~90HB)高45%左右。采用優(yōu)化工藝參數(shù)成型出錫青銅三維風(fēng)輪模型,應(yīng)用計算機斷層掃描技術(shù)(MicroCT)研究風(fēng)輪模型內(nèi)部成型效果,并對其上表面顯微維氏硬度進行測試,發(fā)現(xiàn)內(nèi)部致密性好,顯微維氏硬度較高。表明采用激光選區(qū)熔化技術(shù)可以成型性能較好的QSn6.5-0.1錫青銅合金零件。

    • >評述
    • 熱電材料微結(jié)構(gòu)調(diào)控?zé)犭娸斶\行為的研究進展

      2018, 47(3):1013-1019.

      摘要 (1832) HTML (185) PDF 0.00 Byte (1307) 評論 (0) 收藏

      摘要:熱電材料是綠色能源轉(zhuǎn)化、溫差電技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵材料。由于熱電性能各指標(biāo)相互抑制,材料熱電性能改善遇到瓶頸。材料微結(jié)構(gòu)設(shè)計協(xié)同調(diào)控?zé)犭娦阅転橄乱淮鸁犭姴牧习l(fā)展提供了一條明確思路。本文介紹熱電材料“多尺度微結(jié)構(gòu)構(gòu)筑”、 “電子晶體離子液體”、“晶格缺陷工程”、 “馬賽克晶體”、“非簡諧振動”等改善熱電性能的新概念,從原子、納米、微米等尺度分析能帶調(diào)控、弱鍵合、非簡諧振動效應(yīng)、納米疇散射機制、調(diào)幅分解、能量過濾機制、相變現(xiàn)象等物理、化學(xué)過程對熱電輸運行為的影響;闡述熱電材料晶體微結(jié)構(gòu)特征,點缺陷、線缺陷、晶界、納米疇、第二相等結(jié)構(gòu)參量對能帶結(jié)構(gòu)、載流子自由程、晶格振動模式等物理參量的影響規(guī)律;展望下一代高性能塊體熱電材料的發(fā)展方向。

    • MgB2線帶材工藝及性能研究進展

      2018, 47(3):1020-1024.

      摘要 (1472) HTML (146) PDF 0.00 Byte (1272) 評論 (0) 收藏

      摘要:MgB2線帶材的加工經(jīng)歷了近十五年的研究與發(fā)展,生產(chǎn)出的線帶材可以在制冷機、較低磁場下使用,另外生產(chǎn)MgB2線帶材的原材料相對低廉,應(yīng)用前景十分廣泛。本文從MgB2傳統(tǒng)線帶材加工和后續(xù)工藝方法的優(yōu)化出發(fā),概述了MgB2線帶材研究的進展,詳細介紹了內(nèi)部鎂擴散法,即用中心鎂棒代替?zhèn)鹘y(tǒng)鎂粉,使用銅鎳材料為包套,鉭或鈮為阻隔層并與鎂之間填充硼粉,熱處理后得到致密的MgB2相。論述了未來MgB2線帶材加工的研究重點。

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