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摘要:在定向凝固爐中制備了3種不同Re含量（5%，6%，7%，質量分數）、其它合金元素相同的第4代單晶高溫合金DD15，將其完全熱處理后在1100 ℃長期時效1000 h，在1100 ℃/137 MPa條件下測試合金的持久性能。研究了Re含量對DD15單晶高溫合金組織穩(wěn)定性和持久性能的影響。結果表明，隨著Re含量增加，γ′相尺寸減小，其體積分數和立方化程度稍有增加，長期時效時γ′相粗化、筏排化速率和TCP相析出量增加，合金的組織穩(wěn)定性降低。合金的持久性能隨著Re含量增加而顯著降低。3種斷裂試樣中均發(fā)現了TCP相，其含量隨著Re含量增加而增多，這是合金持久性能隨Re含量增加而降低的主要原因。γ/γ′相界面位錯網密度隨著Re含量增加而增加。Re元素在γ基體中有強烈的偏析傾向，分配比隨Re含量增加而顯著升高。隨著Re含量增加，合金的晶格錯配度向負方向增加。

摘要:對鎳基單晶高溫合金在530 ℃的低周疲勞斷口及斷裂損傷機制進行研究。結果表明：在530 ℃時，單晶高溫合金低周疲勞裂紋一般萌生于試樣表面、亞表面或內部。亞表面存在鑄造缺陷時裂紋從缺陷處起源。在大應變幅（>0.85%）條件下，合金在疲勞循環(huán)過程中表現出明顯的循環(huán)硬化行為，應變幅低于0.85%時循環(huán)應力響應曲線基本趨于穩(wěn)定。鎳基單晶高溫合金主要通過滑移產生變形，在530 ℃合金主要通過八面體滑移機制進行斷裂，主滑移系為{111}<110>。分析斷口特征可知，斷口在源區(qū)附近未見明顯塑性變形，穩(wěn)定擴展區(qū)可見疲勞條帶特征，快速擴展區(qū)在滑移臺階處存在大量交叉滑移帶。通過電子背散射衍射分析發(fā)現，不同滑移面交界處的斷口表面存在明顯塑性變形，靠近斷口表面的γ基體及立方γ'相變形嚴重。該溫度下疲勞斷口表面未見明顯氧化特征。

摘要:鎳基單晶高溫合金因具有高體積分數的L12結構γ?(Ni₃Al)相而具有優(yōu)異的綜合力學性能。為研究激光沖擊下γ?相的微觀組織演變規(guī)律,采用分子動力學方法構建了單晶Ni₃Al分子動力學模型,分析了[100]、[110]、[111]三種不同晶向上的微觀組織演變行為。結果表明：[100]晶向沖擊時,其塑性變形機制為FCC相向BCC相轉變,并隨著沖擊壓力的增大BCC相含量也隨之增加；[110]和[111]晶向沖擊時,其塑性變形機制為位錯滑移,其中[110]晶向滑移系主要為 (1)[011]和 (11)[01],而[111]晶向滑移系主要為 (1)[10]和 (11)[101],產生的位錯主要為1/6<112>(Shockley),但隨著沖擊壓力的增加,塑性變形機制為FCC相向BCC相轉變,同時產生無序結構。

摘要:本文采用?1.2mm的ER-GH4169焊絲,通過CMT-Pin增材技術在5mm厚Q235碳鋼基板上制備柱形陣列結構,研究了Pin針成形工藝和組織特征。結果表明：當Ball/Cyl Adaptation參數為負時,Pin針頭型為平頭；當Ball/Cyl Adaptation為非負時,Pin針頭型為球頭；Altitude Adaptation控制Pin針生長的高度,獲得Pin針高度在(2.30~4.96)mm之間。Pin針的微觀組織分為Pin軸區(qū),熔合區(qū),母材區(qū)。Pin軸區(qū)分布著大量的柱狀晶,沿軸向外生長；在熔合區(qū),沿Pin軸往上柱狀晶由細晶轉變?yōu)榇志?熔合區(qū)為一條極細的熔合線,晶間析出大量條狀的Laves相；在母材區(qū),存在組織明暗交接分層。

摘要:研究了熱處理對一種抗熱腐蝕單晶高溫合金微觀組織及1070 ℃/140 MPa持久性能的影響。結果表明：長時間的均勻化熱處理顯著降低了元素偏析；隨著均勻化時間的延長，微孔面積分數逐漸增加，平均尺寸不斷增大，微孔的密度呈先升高后降低的變化趨勢；隨一級時效溫度的升高，γ′相尺寸逐漸增大，γ′相面積分數先增加后減少；合金的持久壽命隨一級時效溫度的提高先升高后降低，一級時效溫度為1100 ℃時，立方狀γ′相尺寸約370 nm且正方度較好，γ′相的面積分數最大，持久壽命最高；持久斷口具有韌性斷裂特征，亞晶界處的碳化物和微孔是引起持久試樣斷裂的主要裂紋源。

摘要:激光粉末床熔融(L-PBF)技術在制備結構復雜合金上具有獨特優(yōu)勢。本文研究了經熱處理工藝改善的L-PBF成形GH3536合金的組織特征和855℃下的高溫低周疲勞行為,揭示了熱處理工藝對組織結構和疲勞性能的影響。結合多種疲勞壽命預測模型分析,深入探討了L-PBF成形GH3536合金在不同應變幅下的疲勞損傷行為,對增材制造試樣高溫低周疲勞壽命預測和增材制造零部件的應用具有重要意義。

摘要:以FB2轉子鋼為研究對象,通過高溫持久試驗、金相顯微鏡、掃描電鏡及透射電鏡等研究手段,研究了FB2轉子鋼在高溫630℃作用下的持久性能及組織演變規(guī)律,結果表明：FB2轉子鋼為回火馬氏體組織,原奧氏體晶界與晶內均析出了大量細小M23C6相。持久應力作用下,隨著時間延長,馬氏體板條發(fā)生分解逐漸變寬,位錯密度下降,M23C6相在原奧氏體晶界和馬氏體板條邊界上逐漸長大,Laves相逐漸在原奧氏體晶界上析出長大,并聚集成鏈狀分布。微觀組織結構的變化會顯著影響高溫持久性能,但FB2轉子鋼最長斷裂點能滿足630℃、10_⁵h持久應力不小于100 MPa的要求。

摘要:采用有限元模擬軟件Ansys Electromagnetics Suite中Maxwell 3D模塊建立鈦合金真空自耗熔煉過程電磁場數學物理模型，分析并掌握熔煉過程中電流、磁場和電磁力相互作用規(guī)律，并研究了熔煉電流和攪拌電流變化對磁場及電磁力的影響。結果表明：鑄錠中電流均呈向心分布，且集中分布在鑄錠上部350 mm范圍內；熔煉電流產生切向磁場，攪拌電流產生軸向磁場，兩者進行簡單耦合；在熔煉電流及其自感磁場的作用下，產生徑向和軸向電磁力；該電磁力又在攪拌磁場的作用下發(fā)生旋轉，產生切向電磁力；隨熔煉電流線性變化，磁場切向分量和電磁力的徑向和軸向合力均呈線性變化；隨攪拌電流線性變化，磁場軸向分量和電磁力徑向分量均呈線性變化。

摘要:為了解不同時效參數對Ti-6Al-3Nb-2Zr-Mo （Ti6321）合金組織和力學性能影響的根本原因，通過光學顯微鏡（OM）、掃描電鏡（SEM）、透射電鏡（TEM）和力學性能測試，研究了不同時效條件（500~650 ℃，3~24 h）下的顯微組織和力學性能。結果表明，次生相α（α_s）比初生相α（α_p）對時效參數更為敏感。此外，α_s相的厚度與時效溫度和時效時間呈正相關。隨著時效溫度和時效時間的增加，Ti和Al元素在β_t相中的偏析明顯，α_s相由細針狀轉變?yōu)殚L棒狀。當合金在600 ℃時效12 h時，合金表現出較好的綜合力學性能?？估鞆姸取⑶姸群蜕扉L率分別為907 MPa、796 MPa和16%，沖擊功為55 J。

摘要:以GCr15/TC4為摩擦副,蒸餾水、人工海水和人工酸雨為腐蝕潤滑介質,使用TRB₃^銷-盤式摩擦磨損試驗機研究不同水基介質對TC4磨蝕機理及腐蝕磨損交互作用的影響。結果表明：不同水基介質中TC4的磨損機制不同,海水中疲勞剝層最嚴重,蒸餾水中粘著磨損最明顯,酸雨中磨粒磨損最顯著,且海水和酸雨中的摩擦系數略低于蒸餾水。酸雨中磨痕的長度、寬度、深度均大于海水和蒸餾水；TC4磨損體積表現為酸雨＞海水＞蒸餾水,隨循環(huán)次數增加呈線性增長。三種介質中TC4腐蝕磨損交互作用比率表現為酸雨＞海水＞蒸餾水趨勢,蒸餾水中TC4材料流失由機械因素主導,海水和酸雨中則由腐蝕交互作用與機械因素主導；隨著載荷增加蒸餾水中腐蝕交互作用比率降低,機械因素對磨蝕的影響逐漸顯著。

摘要:增材制造TC4合金由于其加工周期短、尺寸精度高、成形質量好而受到廣泛關注，然而其熱處理后的高溫力學性能及其在含Cl-溶液中的腐蝕行為研究卻相對匱乏。本研究采用選區(qū)激光熔化技術（Selective Laser Melting，SLM）制備了TC4合金，利用光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀、萬能拉伸試驗機以及電化學測試等技術研究了其熱處理后的組織、高溫力學性能及腐蝕行為，并與鑄造TC4合金做了對比。結果表明，SLM與鑄造TC4合金物相組成相同，SLM TC4合金組織主要為片層狀（α+β）相，平均晶粒面積約為2 μm2，而鑄造TC4合金表現出典型的魏氏組織，平均晶粒面積約為276 μm2。相對于鑄造TC4合金，SLM TC4合金的常溫及高溫力學性能均較優(yōu)異，且表面形成的鈍化膜保護性能更好，腐蝕速率更低。

摘要:為揭示微量W添加對含錳β凝固γ-TiAl合金熱加工性的影響規(guī)律，采用真空感應熔煉爐（VIM）制備了Ti-42Al-5Mn-0.8W合金（原子百分比，下同），借助熱模擬試驗機研究了合金在變形溫度1100~1250 ℃、應變速率0.001~10 s-1，變形程度為70%條件下的熱變形行為。結果表明，合金合適的熱加工區(qū)間為1150~1250℃/0.001~10 s-1和1100~1145 ℃/0.001~1 s-1。0.8 at.% W添加可明顯降低Ti-42Al-5Mn合金的峰值流變應力（σp）和穩(wěn)態(tài)流變應力（σ0.7），且穩(wěn)態(tài)流變應力降低幅度更加顯著。0.8 at.% W改善Ti-42Al-5Mn合金熱加工性的主要原因一方面是由于W含量相對較少，在具有極強電磁攪拌作用的真空感應熔煉方式下，W元素的偏析程度并不明顯；另一方面得益于W比Mn更強的β穩(wěn)定作用，它的添加拓寬了合金高溫β單相區(qū)，從而使合金具有更寬的可熱變形窗口。

摘要:對爆炸復合的鈦/鋼復合板進行了一道次60%的溫軋，研究了一道次溫軋鈦/鋼爆炸復合板的近界面微觀組織及剪切強度。結果顯示，一道次溫軋工藝可以引起鈦層和鋼層近界面組織的顯著剪切變形。由于剪切變形，鈦層形成了RD分散織構。鋼層含有高組份的旋轉立方織構及低組份的γ 纖維織構。對比常規(guī)多道次軋制方法，由于剪切變形可細化界面化合物，使得一道次溫軋鈦/鋼復合板抗剪切強度得到提升。

摘要:為揭示鈦/鋁爆炸焊接界面原子的擴散行為，采用分子動力學模擬從原子尺度分析了鈦/鋁爆炸焊接界面原子的微觀擴散機理。利用Materials Studio建立了鈦/鋁爆炸焊接焊點處的分子動力學模型，結合爆炸焊接的物理過程，將爆炸焊接過程分為加載和卸載2個階段，通過LAMMPS程序計算了爆炸焊接鈦、鋁原子的均方位移、徑向分布函數、擴散層厚度等，利用OVITO軟件再現了不同階段界面原子的擴散行為。在爆炸焊接加載階段，鈦、鋁原子不發(fā)生擴散，只在平衡位置做振動，鋁原子振動要比鈦原子振動強。爆炸焊接卸載開始時，鈦、鋁原子發(fā)生互擴散。鈦/鈦原子鍵能高，不易破壞，鋁/鋁原子鍵能低，容易破壞產生空位、間隙等缺陷，有利于鈦原子深入擴散到鋁晶格內部，但鋁原子難以進入鈦的晶格內部。采用掃描電鏡和EDS能譜表征了鈦/鋁爆炸焊接復合材料界面元素分布，與模擬結果有很好的一致性。

摘要:采用真空電弧離子鍍（AIP）技術在不同沉積溫度下TiAlN涂層，用于高性能制造，并研究了沉積溫度與表面性能的關系。結果表明，由于離子轟擊作用，表面大顆粒隨沉積溫度的升高而減少。隨著沉積溫度的升高，涂層表面的晶粒尺寸先急劇減小后逐漸增大。此外，沉積溫度對合成涂層的相組成和化學成分影響不大。隨著沉積溫度的升高，硬度和粘結強度先迅速增加，后逐漸降低。當沉積溫度在450 ℃左右時，沉積的TiAlN涂層硬度最高，粘結強度最大。上述現象的發(fā)生機理與沉積過程中表面與界面之間的微觀組織和殘余應力的變化有關。合成的涂層在高達900 ℃的空氣中具有良好的熱穩(wěn)定性。

摘要:針對彎曲成形中的裂紋缺陷，應用Lemaitre韌性斷裂準則，同時考慮應力三軸度，最大主應力比，以及塑性應變對損傷的影響，對Lemaitre準則進行改進，有效預測了彎曲成形中金屬板料的成形極限。以7075-T6鋁合金為研究對象，模擬得到該合金板材的裂紋產生條件，獲取改進的Lemaitre準則材料參數，確定破裂閾值。對6 mm厚7075-T6鋁合金板材進行三點彎曲實驗，并觀察其金相組織。對其產生裂紋時的壓下量與斷裂準則所得的理論壓下量進行比較，驗證了改進后斷裂準則對裂紋預測的準確性。通過對比產生裂紋時的壓下量，結果表明，改進后的Lemaitre斷裂準則所得理論壓下量為9.7 mm，與模擬和實驗結果一致，證明改進后的Lemaitre準則對彎曲成形裂紋預測具有一定的準確性。

摘要:Al-Cu合金具有較寬的凝固間隔，并且由于供給不足容易出現熱裂和氣孔缺陷。采用約束棒鑄造（CRC）模具研究了氫含量對Al-xCu合金熱裂敏感性（HTS）的影響。通過分析熔體中不同氫含量的Al-xCu合金的熱裂敏感性值、斷裂形態(tài)和微觀結構，研究了孔隙形成對熱裂行為的影響。結果表明，隨著熔體氫含量的增加，合金在凝固后期由于晶粒粗化和液相供給不足，熱裂敏感性明顯增加。提出了一種基于孔隙率的熱裂形成機制，以解釋孔隙率和熱裂之間的相互作用。

摘要:在2 mol/L NaCl酸性溶液中，研究少量Sc對鑄態(tài)Al-3Cu-1Li合金腐蝕行為的影響。通過XRD對鑄態(tài)Al-3Cu-1Li-xSc（質量分數）合金進行相分析，用FE-SEM/EDS和TEM觀察了Al-3Cu-1Li合金和Al-3Cu-1Li-0.5Sc合金的顯微組織；采用極化曲線、電化學阻抗譜（EIS）、電化學噪聲（EN）和浸泡法對合金的腐蝕行為進行了研究，并探討腐蝕機制。結果表明：含Sc的Al-3Cu-1Li合金晶內富Cu球形相減少，晶界析出W相。隨Sc含量的增加，合金腐蝕反應的活化能降低，陰極析氫速率增加，自腐蝕電流密度增加，合金的耐蝕性降低。添加Sc后，合金在空氣中形成的表面膜保護作用減弱至消失，使含Sc合金的阻抗譜低頻感抗弧逐漸消失。在EN測量期間，不含Sc和含0.1% Sc的合金表面處于“膜破裂-再鈍化”狀態(tài)；含0.3% Sc和0.5% Sc的合金發(fā)生嚴重的局部腐蝕（晶間腐蝕），且與W相有關。

摘要:研究了某重型燃氣輪機透平第一級GTD111動葉片經長期服役后的微觀組織和力學性能演變行為。結果表明，服役葉片的微觀組織主要由γ基體、2種尺寸的γ′相、γ+γ′共晶及MC型碳化物組成。葉片的微觀組織退化與其結構特性密切相關。葉片前緣和中部區(qū)微觀組織退化程度相對較輕，而葉片后緣區(qū)微觀組織退化更為嚴重。在室溫下，葉片前緣區(qū)抗拉強度明顯高于尾緣區(qū)，然而在982 ℃下不同區(qū)域的抗拉強度相差不大，可能與高溫下的變形機制不同有關。

摘要:分別采用放電等離子燒結（SPS）及傳統的感應熔煉+鍛造+退火（VIMFA）的方法制備了成分為Fe-16Cr-2.5Mo （質量分數，%）的鐵磁型阻尼合金。對比研究了SPS和VIMFA合金的組織與性能。結果表明，SPS合金具有較高的致密性。隨著燒結溫度的增加和保溫時間的延長，Cr和Mo元素在α-Fe固溶體中的溶解度明顯提高，組織均勻性得到顯著改善。與VIMFA合金相比，SPS合金具有相對較低的飽和磁化強度和相對較高的矯頑力。但SPS合金仍然擁有優(yōu)良的阻尼性能，且隨著燒結溫度的升高和保溫時間的延長，其阻尼能力逐漸增加。SPS合金比VIMFA合金擁有明顯提高的抗壓縮強度，且隨著燒結溫度的升高呈現出逐漸增加的趨勢。

摘要:采用預擠壓加單道次大應變量熱軋制的方法制備了Mg-3Y（質量分數，%）合金板材。并研究了大應變量軋制過程中不同孿晶類型對合金動態(tài)再結晶（DRX）及組織演變的影響。結果表明，在擠壓比為8:1的預擠壓過程中，合金內部發(fā)生了幾乎完全的動態(tài)再結晶。而在接下來的大應變量熱軋制過程中，孿生變形尤其是{101}壓縮孿晶及{101}-{102}雙孿晶在協調合金的塑性應變中發(fā)揮了重要作用。此外，大量動態(tài)再結晶在壓縮孿晶及雙孿晶內部發(fā)生，并擴展到非孿晶區(qū)域，有效緩解了軋制過程中的內應力集中。上述2個過程對提高合金在大應變量軋制中的成形性均起到了促進作用。

摘要:本文以7075-T651鋁合金擠壓材為研究對象，研究半固態(tài)等溫重熔過程中等溫溫度和保溫時間對坯料微觀組織的影響，并基于Deform-3D軟件JMAK模塊中Grain-Growth模型預測液固區(qū)間晶粒長大規(guī)律。試驗結果表明，隨著等溫溫度和保溫時間增加，晶粒尺寸隨之增大，晶粒趨近圓整，液相含量增多。在高固相區(qū)間保溫時，組織經歷了再結晶、合并長大和部分重熔等過程；在低固相區(qū)間保溫時，組織短時間內即再結晶完全，并迅速長大，長大過程主要以Ostwald熟化機制為主。等溫重熔晶粒長大公式中指數值n值取n=3更符合液固區(qū)間等溫重熔的實際情況。經計算，在不同等溫溫度下，晶粒長大速度依次為：55.1μm3/s；295.3μm3/s；817.9μm3/s。從能量的角度考慮，結合晶粒長大公式，本文中試驗材料晶粒長大的晶界移動激活能為118.6kJ/mol，基于此預測了等溫溫度在550℃~620℃范圍內晶粒長大規(guī)律，預測結果和實際測量結果接近。

摘要:本文使用預壓縮CT試樣的方法研究了殘余應力對Super304H奧氏體不銹鋼焊縫金屬再熱裂紋敏感性的影響。通過ABAQUS模擬結合EBSD表征分析了不同殘余應力下的焊縫金屬的塑性應變分布和位錯密度分布,并從殘余應力誘導焊縫金屬晶內析出相的方面解釋了殘余應力對焊縫金屬再熱裂紋敏感性的影響。結果表明：高預壓縮載荷的CT試樣的具有更高的殘余應力,更容易產生產生再熱裂紋。隨著殘余應力的增加,焊縫金屬拉伸試樣的抗拉強度逐漸降低。焊縫金屬CT試樣靠近U型口的高殘余應力區(qū)域具有更高的位錯密度和更高比例的亞晶,促進了晶內小顆粒相的析出,使得晶內硬化更為嚴重,再熱裂紋更容易產生。

摘要:非晶銦鎵鋅氧薄膜晶體管（a-IGZO TFT）具有高場效應遷移率、高開關比等優(yōu)點，在主動驅動顯示技術、柔性和可穿戴電子器件領域具有巨大的應用潛力。但其電學性能穩(wěn)定性差是制約大規(guī)模應用的關鍵問題。本文采用空心陰極增強脈沖激光沉積技術（HC-PLD）在室溫制備高質量的Al2O3薄膜，作為a-IGZO TFT器件的鈍化層，顯著增強了Al2O3/a-IGZO TFT器件的亞閾值特性，其原因在于空心陰極引入的氧等離子體抑制了Al2O3/a-IGZO界面處氧空位的形成。進一步研究發(fā)現，針對a-IGZO薄膜的180 oC退火處理有利于消除弱結合氧并抑制深能級缺陷，提高載流子遷移率并降低閾值電壓漂移；而針對Al2O3/a-IGZO TFT器件進行100 oC退火處理有助于消除其界面附近的氧空位，降低載流子濃度，改善亞閾值特性。結合兩步退火工藝所制備的Al2O3/a-IGZO TFT器件遷移率高達22.8 cm2V-1s-1，亞閾值擺幅為0.6 Vdecade-1，綜合電性能優(yōu)異。

摘要:鋯鋁合金是一種潛在的航天空間材料，采用真空熱壓燒結制備了Zr-6Al-0.1B合金，采用Gleeble-3500熱模擬試驗機對熱壓燒結Zr-6Al-0.1B合金在變形溫度950 ℃～1150 ℃、應變速率0.01 s-1～1 s-1的試驗條件下進行等溫壓縮試驗。結果表明，在變形初期，應力隨應變在增加急速升高，迅速達到峰值。而后，隨著應變的增加應力持續(xù)減小，而不存在應力平衡階段。隨著變形溫度的降低或應變速率的增加，應力-應變曲線整體向高應力區(qū)域偏移，表明熱壓燒結Zr-6Al-0.1B合金屬于變形溫度和應變速率敏感材料。構建了熱壓燒結Zr-6Al-0.1B合金的Johnson-Cook本構模型，對溫度敏感系數D和應變速率敏感系數C進行了修正。通過模型預測值與試驗值的定性和定量對比分析表明，單獨修正系數C時，模型具有較高的預測精度。本研究可為熱壓燒結Zr-6Al-0.1B合金后續(xù)熱加工工藝參數的選擇提供指導，并為相應的數值模擬研究提供可靠的本構模型。

摘要:解決傳統刀具耐磨涂層導熱性差的問題。本文采用直流磁控濺射方法,在不同氮氣流量下制備了(TiAlTaCrZr)N涂層,研究了不同氮含量對涂層微結構和硬度、結合力、導熱等性能的影響。隨著氮氣流量的增加,涂層中N含量增加,涂層微觀結構會由納米晶向柱狀晶轉變。涂層的硬度從TiAlTaCrZr 涂層的11.0 GPa增加到5 SCCM氮流量時(TiAlTaCrZr)N 涂層的20.6 GPa。涂層在氮氣流量為5 SCCM時膜基結合力可達到130 N以上,之后隨著氮含量增加逐漸降低。(TiAlTaCrZr)N涂層的導熱性均優(yōu)于TiAlN涂層的導熱性,但隨著氮含量增加導熱性降低。(TiAlTaCrZr)N涂層的高導熱性、高結合力、高硬度等特性使其在鈦合金高速切削時切削距離比TiAlN涂層提高175%,這為鈦合金加工提供了一種新型耐磨涂層。

摘要:利用強流脈沖電子束對大氣等離子噴涂制備的熱障涂層進行表面改性，分別對原始涂層和電子束改性涂層進行1250℃的CMAS腐蝕實驗，采用XRD、SEM和EDS表征腐蝕前后原始涂層和電子束改性涂層的物相組成、微觀結構和化學成分變化，對比分析原始涂層和改性涂層的CMAS腐蝕行為及影響規(guī)律。結果表明，改性涂層表面粗糙度降低，且生成了具有柱狀晶的致密重熔層，涂層表面具有更好的結構穩(wěn)定性及相穩(wěn)定性，改性涂層經CMAS腐蝕8h后結構依然完整，涂層并未發(fā)生脫落失效，具有較好的抗CMAS腐蝕能力。

摘要:基于選區(qū)激光熔化技術制備了AlCoCrCuFeNi高熵合金,研究了其顯微組織及800℃、1000℃和1200℃環(huán)境下的高溫氧化行為,采用X射線衍射儀和掃描電鏡等方法表征分析了氧化膜的物相組成和形貌特征。結果表明：所制備的AlCoCrCuFeNi高熵合金主要包含BCC相、BCC/B2相和少量的FCC相,顯微組織為長直柱狀枝晶和等軸胞晶結構組成的非平衡異質結構。AlCoCrCuFeNi高熵合金在三種溫度下的高溫氧化性能優(yōu)異,氧化動力學曲線基本符合拋物線定律,氧化速率對溫度有明顯的依賴性,其隨著溫度的提高而增加,并且氧化反應導致氧化膜中產生了明顯的空洞和裂紋,為金屬元素的持續(xù)擴散提供了通道,加劇了氧化反應,所引起的剝落現象愈加嚴重,氧化膜主要成分為Cr₂O₃、Al₂O₃和MCr₂O₄尖晶石混合氧化物,較為致密的氧化膜可以有效地抑制基體受到進一步氧化,提高抗氧化性能。

摘要:NbMoTaWZr-HfC復合材料由高溫強化顆粒與難熔高熵合金組成，具有高熔點特性，難以通過傳統氣霧化法制備球形粉末。本文采用噴霧干燥+射頻等離子體球化法制備NbMoTaWZr-HfC球形粉末，并對粉末的宏觀特性、物相組成和微觀組織形貌進行研究和分析。結果表明，制備的復合粉末形狀為球形，粒度范圍為13.31-32.11 μm，D50=19.62 μm。粉末球形度、流速和松裝密度分別為0.98、8.9 s/50g，7.20 g/cm3。球化后粉末由體心立方（BCC）固溶體+ZrO2+HfC物相組成，其內部組織為枝晶和胞狀晶混合組織。球化后粉末顆粒整體成分均勻，但在枝晶微區(qū)存在元素偏析，其中W，Mo，Ta等高熔點元素在枝晶臂富集，Nb，Zr等低熔點元素在枝晶間富集，而Hf元素分布均勻。

摘要:為了探究Cu對Zr-1Sn-0.35Fe-0.15Cr-0.10Nb（wt.%，下同）合金在400 ℃/1000 ppb含氧過熱蒸汽中耐腐蝕性能的影響。本文將Zr-1Sn-0.35Fe-0.15Cr-0.10Nb和Zr-1Sn-0.35Fe-0.15Cr-0.10Nb-0.05Cu合金樣品放入動態(tài)高壓釜中進行400 ℃/10.3MPa/1000 ppb含氧過熱蒸汽腐蝕試驗。采用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡和X射線光電子能譜儀等表征手段對氧化膜的顯微組織以及氧化膜中各元素的價態(tài)進行分析。結果表明：微量Cu的添加改善了Zr-1Sn-0.35Fe-0.15Cr-0.10Nb合金的耐腐蝕性能；Cu在氧化膜中主要以Cu和Cu+形式存在；Cu的添加會促進氧化膜中的Sn和Sn2+向Sn4+和Fe2+向Fe3+的轉化。從Cu的添加影響氧化膜中合金元素的氧化行為和抑制了氧化膜中孔隙和裂紋生成等角度探討了Cu改善Zr-1Sn-0.35Fe-0.15Cr-0.10Nb合金耐腐蝕性能的原因。

摘要:針對鎂合金室溫強度低、塑性差的問題,采用復合擠壓工藝在250 ℃對Mg-4Sn-2Al-1Zn合金進行了擠壓,研究了擠壓后合金的組織演變、織構及力學性能。結果表明一道次復合擠壓能將Mg-4Sn-2Al-1Zn合金的晶粒尺寸由45.2 mm細化至3.1 mm,組織均勻。擠壓后的合金硬度提升,均勻性改善,屈服強度、抗拉強度和斷后伸長率為204 MPa、287 MPa和21.0%,較勻質態(tài)分別提高了140.0%、91.3%和156.1%。動態(tài)再結晶是晶粒細化的主要機制,晶粒細化以及擠壓后基面織構增強、織構向擠壓方向均勻擴展使合金強度、塑性提高,擠壓過程中Mg₂Sn相破碎進一步提高了合金力學性能。上述研究表明復合擠壓是一種能有效提高鎂合金綜合性能的工藝。

摘要:針對 CrCoNi中熵合金具有優(yōu)異的液氮性能,但其液氮軋制后塑性較差(<8%)所帶來的難加工問題,本文以電弧熔煉鑄態(tài)CrCoNi中熵合金為研究對象,在液氮(77K)下對CrCoNi合金進行了3道次軋制變形,總變形量為50 %。隨后,采用650 ℃、700 ℃、800 ℃三種溫度,保溫時間為30 min下進行退火。實驗數據表明：CrCoNi中熵合金經過軋制及退火后,未發(fā)生物相結構改變,退火后,變形晶粒發(fā)生再結晶細化,并產生∑3退火孿晶,隨退火溫度升高,再結晶程度增加,延伸率提高,通過液氮軋制與中溫短時間退火進行性能調控,可獲得強度與韌性匹配的性能,并提高了熱處理工藝效率。

摘要:熔融氧化是一種冶金渣綠色處理工藝,近年來受到越來越多的關注。本文研究了富鐵熔融鎳渣在空氣氣氛下的等溫氧化動力學行為。利用高溫激光共聚焦顯微鏡(HT-CLSM)確定三元堿度0.6調質鎳渣的實際熔融溫度(液相線溫度)為1488℃。通過管式爐等溫氧化實驗,獲取1500~1575 ℃溫度下熔融鎳渣氧化過程Fe_²⁺濃度-時間曲線,采用微分法和Arrhenius方程計算出熔渣中Fe_²⁺的氧化反應級數為1.45~1.26,表觀活化能為286.83 kJ/mol,明確熔融鎳渣氧化動力學主要受擴散傳質控速。基于雙膜理論和滲透理論,估算出1500~1575 ℃熔渣中氧的擴散系數分別為2.02′10_^-9 m_²/s ~ 4.42′10_^-9 m_²/s和0.50′10_^-9 m_²/s ~ 2.19′10_^-9 m_²/s，雙膜理論估算出的氧擴散系數更具參考意義。

摘要:本文對CuCrZr銅合金在300℃和400℃開展了階梯疲勞試驗研究，從循環(huán)應變幅、平均應變、平均應變率和能量耗散率等方面研究其循環(huán)塑性行為。研究發(fā)現，CuCrZr銅合金的循環(huán)軟硬化特征以及棘輪效應受到溫度與循環(huán)應力的共同作用，溫度越高，更易發(fā)生循環(huán)軟化現象，同時棘輪效應也更加顯著?；趯uCrZr銅合金高溫拉伸斷裂能與高溫階梯疲勞總耗散能的對比發(fā)現，兩者均與溫度相關，因此將高溫拉伸斷裂能作為溫度補償參數，提出了一種基于能量法的線性損傷疲勞壽命預測模型，對CuCrZr銅合金高溫階梯疲勞壽命進行了預測。最后，基于斷口分析分析了CuCrZr銅合金與溫度相關的失效機理：在較低的溫度下容易發(fā)生疲勞裂紋失效，而隨著溫度的升高，更易發(fā)生棘輪應變累積的韌性失效。

摘要:為了平衡鈦基復合材料(Titanium matrix composites, TMCs)的強度和延展性,本文通過電泳沉積將氧化石墨烯(Graphene oxides, GOs)沉積到Ti箔表面,然后進行放電等離子燒結(Spark plasma sintering, SPS)制備了具有層狀結構的原位TiC/Ti復合材料,并對復合材料進行冷軋和退火處理從而進一步優(yōu)化復合材料的綜合力學性能。結果表明燒結過程中,Ti箔表面的GOs與Ti基體反應形成了原位TiC,從而形成了TiC/Ti層狀復合材料,隨著沉積時間的增加,分布在Ti層之間TiC的含量增加；復合材料經過冷軋和退火后,退火態(tài)材料的晶粒為等軸晶,且TiC仍然保持層狀分布特征。沉積時間120 s時,燒結態(tài)材料的抗拉強度(Ultimate tensile strength, UTS)為555 MPa,伸長率(Elongation, δ)為15%；退火態(tài)材料的UTS為568 MPa,δ為27%,相比于燒結態(tài)材料,退火態(tài)材料達到了較好的強塑性匹配。此外,基于微觀組織及斷裂行為的分析對復合材料的強韌化機制進行了討論。

摘要:Sm₂Fe₁₇合金是Sm₂Fe₁₇N_x稀土永磁材料的前驅體材料,然而由于Sm的沸點與Fe的熔點接近,導致真空熔煉很難保證Sm₂Fe₁₇合金的純凈度,這直接影響著Sm₂Fe₁₇N_x在磁性能方面的表現,本研究通過熔鹽電解法成功解決了這一問題。本研究選擇在LiF-CaF₂-SmF₃熔鹽體系中,1160℃下通過恒電流法在Fe陰極表面獲得了不同厚度(17.22 μm~40.34 μm)的Sm₂Fe₁₇合金層,同時通過循環(huán)伏安法與方波伏安法研究了研究Sm^₃₊在W與Fe陰極上的電化學行為,發(fā)現Sm^₃₊無法單獨沉積于W電極上,Sm^₃₊在鐵陰極上的還原為Sm^₀分為兩步,首先在-0.33 V vs. Cr/Cr₂O₃發(fā)生Sm^₃₊還原為Sm^₂₊的可溶-可溶型反應,然后當電極電勢超過-0.78 V vs. Cr/Cr₂O₃時Sm^₂₊開始在陰極界面處上發(fā)生欠電勢還原,在Fe電極表面生成Sm₂Fe₁₇合金,這是由于在Sm₂Fe₁₇合金中降低了Sm元素的活度,使釤元素在Sm-Fe合金中更加穩(wěn)定。

摘要:為提高納米金屬陶瓷復合沉積層性能，采用多步電沉積工藝在合金鋼表面制備 Ni-TiN-GO(氧化石墨烯)復合沉積層，分析其組織結構、成分、顯微硬度、耐磨性和耐蝕性，確定最適宜的多步電沉積工藝，在此基礎上對沉積層進行后處理， 探究后處理對沉積層耐蝕性的影響。結果表明:三步電沉積工藝獲得的沉積層組織性能最好，沉積層與基體結合緊密，厚度為 24.6μm，表面均勻致密，晶粒尺寸約為 20nm，晶粒表現為(111)和(200)晶面雙擇優(yōu)取向;沉積層顯微硬度為 2249.44HV， 摩擦系數為 0.8，磨損機制以微弱磨粒磨損為主;Tafel 極化曲線測試表明，三步電沉積層自腐蝕電位為-0.677V，自腐蝕電流 密度為 1.71×10-5A·cm-2，96h 鹽霧試驗后，沉積層表面無明顯變化;后處理后，三步電沉積層自腐蝕電位正移 60mV，自腐蝕電流密度下降一個數量級。

摘要:高效、穩(wěn)定光催化材料的開發(fā)是光催化技術應用的關鍵，以尿素、硝酸鉍和溴化鉀等為原料，通過一步水熱法制備了BiOBr/g-C3N4（Bix/CN）光催化劑，結合紫外-可見吸收光譜結果計算出BiOBr 和g-C3N4的導帶位置在 0.52eV和-1.1eV，價帶位置在3.38eV and 1.55eV處，光電催化及熒光測試中Bix/CN表現出較高的光電流和較低的電荷轉移電阻，說明復合可有效降低光催化材料中電子-空穴的復合率，其中Bi3/CN在可見光輻射10min下，對水溶液中羅丹明B的總去除率可達到81.35%，循環(huán)使用5次后對RhB的總去除率僅下降了6%。復合材料光催化效率的提高主要依賴于兩種二維單體的有效耦合，光電催化和自由基捕獲實驗結果表明，g-C3N4導帶上活性物種?O2?的有效生成是復合材料光催化性能提高的本質原因。

摘要:B2-CuZr相增強非晶合金因增強相特殊的“相變誘導塑性”而表現出優(yōu)于傳統增強相的綜合力學性能,成為近年來材料領域的研究熱點之一。然而原位自生B2-CuZr相的含量、尺寸及其分布難以調控,且鑄造過程中易發(fā)生共析分解,限制了此類材料的應用范圍。通過鑄造工藝控制、合金成分調控及后處理等方法可有效解決上述問題。本文將對B2-CuZr相增強非晶復合材料的組織特點、增強機制及復合組織調控方法等方面進行綜述,并對其未來發(fā)展進行簡要展望。

摘要:釤鐵氮化合物（Sm2Fe17N3）因具有比釹鐵硼（Nd2Fe14B）更高的磁晶各向異性場和居里溫度值及更少的稀土含量，成為新型稀土永磁材料研究熱點。但是，由于釤鐵氮在600 ℃左右會分解導致永磁性能消失，因此常規(guī)的高溫燒結工藝并不適用于釤鐵氮燒結磁體的制備，現只能將其與高分子材料復合用作塑磁材料，這就導致Sm2Fe17N3的磁學性能無法得到充分發(fā)揮。因此，開發(fā)低溫成型工藝制備全金屬高密度塊狀磁體是獲取高性能釤鐵氮磁體的關鍵。經過30多年的努力，科研人員已開發(fā)出多種制備釤鐵氮磁體的低溫快速成型工藝，并獲得最大磁能積達到25 MGOe的高性能磁體。本文將從磁體的制備方法出發(fā)，總結當前塊狀釤鐵氮磁體的研究現狀及面臨的問題，尤其針對不同成型方法出現矯頑力下降的現象提出分析，并對其今后的發(fā)展做出展望。

摘要:電子束選區(qū)熔化成型件經歷了復雜熱歷史,從而產生多尺度微觀結構,熱歷史數據對于分析微觀組織形成有重大作用。復雜的微熔池冶金行為導致溫度-時間-空間數據難以通過實驗手段獲得,數值模擬技術作為一種新的技術手段,為解決該問題提供了新思路。本文從溫度場數學理論基礎、仿真流程、熱-力耦合模擬、熔池熱力學模擬、及熱缺陷機制幾個方面綜述了電子束選區(qū)熔化熱行為數值模擬的研究現狀,對電子束選區(qū)熔化熱行為數值模擬存在的挑戰(zhàn)和未來前景展開了論述。

摘要:錸具有優(yōu)異的物理力學性能,作為功能材料及超高溫結構材料獲得廣泛應用。錸材料的制備方法有多種,化學氣相沉積(CVD)是其主要的制備技術方法之一。本文簡要介紹了化學氣相沉積制備錸材料的反應類型、沉積條件及沉積效果,綜述了CVD Re材料的沉積動力學、組織結構特征、力學性能的研究現狀和典型應用,并與粉末冶金錸進行了對比分析。最后指出了目前CVD Re材料研究亟待解決的關鍵問題,并對進一步研究的方向和推廣應用前景進行了展望。

摘要:難熔金屬型含能結構材料(ESMs)具有良好的力學性能和優(yōu)異的沖擊釋能特性,但由于組元熔點高,利用傳統的熔煉鑄造法難以制備出大尺寸無缺陷鑄件。本文利用等離子旋轉電極霧化制粉技術制備出Ti-Zr-Ta難熔合金粉末,結合激光金屬沉積(LMD)技術制備了Ti-Zr-Ta難熔金屬型ESMs,并對其組織結構、力學性能和沖擊釋能特性進行研究。結果表明,利用LMD技術可實現Ti-Zr-Ta難熔金屬型ESMs的致密化成型,合金致密度達到98.75 %,具有良好的力學性能,其準靜態(tài)抗拉強度達到1202 MPa。彈道槍實驗表明,在1202 m/s的沖擊速度下,激光金屬沉積Ti-Zr-Ta合金在27 L密閉靶箱內可產生0.144 MPa的準靜態(tài)壓力,釋能特性優(yōu)良。