ISSN 0412-1961
CN 21-1139/TG
创刊于 1956 年 (月刊)
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1. 纵向静磁场对定向凝固GCr15轴承钢柱状晶向等轴晶转变的影响
侯渊, 任忠鸣, 王江, 张振强, 李霞
金属学报    2018, 54 (5): 801-808.   DOI: 10.11900/0412.1961.2017.00557
摘要   HTML PDF (8049KB)  

进行了外加纵向静磁场下GCr15轴承钢的定向凝固实验,考察了纵向静磁场对试样凝固过程中柱状枝晶向等轴枝晶转变(columnar to equiaxed transition,CET)的影响。结果表明,在温度梯度(104 K/cm)和抽拉速率(20 μm/s)一定时,随着磁场强度的增加(0~5 T),试样棒边缘柱状枝晶的生长逐渐地遭到破坏,从而发生不同程度的CET;当磁场强度和温度梯度分别为4 T和104 K/cm时,在较低抽拉速率(5 μm/s)下,试样的凝固组织发生了完全CET;在试样发生完全CET后,其合金元素分布趋于均匀。结合数值模拟,可将这些现象归结为纵向静磁场与热电流相互作用产生的热电磁力对枝晶和熔体的作用所致。

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2. 非平衡凝固与固态相变的一体化研究
刘峰, 张旭, 张玉兵
金属学报    2018, 54 (5): 701-716.   DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00112
摘要   HTML PDF (12757KB)  

无论从相变,还是从材料热加工或材料设计而言,非平衡凝固与固态相变的一体化研究均具有深远的科学意义和极大的工程应用前景。本综述系统阐述了单相固溶体合金、共晶合金、包晶合金、多组元高温合金和铝合金的非平衡凝固及其包晶反应、块体转变、亚稳-稳定相转变、沉淀析出、再结晶和晶粒长大等固态转变行为。进而从非平衡凝固影响后续固态相变、非平衡凝固导致固态相变新机制、非平衡凝固与固态相变的一体化组织调控3个层次,探讨了非平衡凝固与随后固态相变的物理关联,实现了非平衡凝固和固态相变共同作用下的微观组织控制。本综述旨在为非平衡凝固效应的定量表征以及非平衡凝固与固态相变共同作用下的组织预测提供理论支撑。

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3. 适于水合肼分解制氢的Ni-Pt/CeO2催化剂的表面组分调控
丘玉萍, 戴豪, 戴洪斌, 王平
金属学报    2018, 54 (9): 1289-1296.   DOI: 10.11900/0412.1961.2017.00481
摘要   HTML PDF (3506KB)  

采用共还原方法制备了Ni-Pt/CeO2催化剂,并在不同气氛(空气、H2、NH3和CO)和不同温度下对催化剂进行热处理。结果表明,改变热处理条件可调变催化剂表面Ni/Pt摩尔比,进而调控催化性能,Ni-Pt/CeO2催化剂表面的Ni/Pt摩尔比为0.8~1.14时,催化剂具有较高的催化活性。此外,在催化剂表面引入非金属元素N可大幅度提高Ni-Pt/CeO2的催化活性,该发现有望为发展高性能水合肼分解制氢催化剂提供新的思路与途径。

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4. 原位(TiB2-TiB)/Cu复合材料组织与性能研究
任建强, 梁淑华, 姜伊辉, 杜翔
金属学报    2019, 55 (1): 126-132.   DOI: 10.11900/0412.1961.2017.00532
摘要   HTML PDF (5229KB)  

采用机械合金化和热压烧结相结合的方法制备出原位TiB2颗粒和TiB晶须混杂增强的铜基复合材料,利用XRD、OM、SEM、TEM研究了复合材料的微观组织,分析了热压烧结过程中的原位反应机理及微观组织对复合材料硬度、导电率及致密度的影响规律。结果表明:原位反应过程为Cu和Ti原始粉末在800 ℃开始反应生成Cu3Ti中间相,在850 ℃时达到Cu3Ti中间相的熔点并在基体中形成液相微区,然后B原子扩散至该液相微区,在继续加热过程中原位析出硼化钛增强相。TiB晶须含量相对较多的复合材料具有较高的硬度,TiB2颗粒含量相对较多的复合材料具有较高的导电率,TiB晶须和TiB2颗粒混杂增强的铜基复合材料则同时兼备了以上2种复合材料的性能优势,其综合性能得到优化。所得烧结态3%(TiB2-TiB)/Cu混杂增强复合材料的硬度和导电率分别达到86.6 HB和70.4% IACS。

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5. 稀土Ce对钎具钢中夹杂物的改质机理研究
黄宇, 成国光, 谢有
金属学报    2018, 54 (9): 1253-1261.   DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00079
摘要   HTML PDF (4909KB)  

通过向钎具钢中加入稀土Ce元素,研究了Ce对钎具钢中镁铝尖晶石和硫化物的改质过程和改质机理。结合SEM和EDS对钢中夹杂物的形貌、组成、数量和尺寸进行分析,采用Thermo-Calc和Factsage 6.3热力学软件对Ce改质尖晶石和硫化物的改质机理以及钢中合适Ce的质量分数进行理论计算。结果表明,稀土Ce对Al2O3、MgAl2O4和(Ca, Mn)S都具有很好的改质效果。无Ce添加时,钎具钢中夹杂物以MgAl2O4和(Ca, Mn)S为主;当钎具钢中的稀土含量为0.0078%时,MgAl2O4被改质为Ce-O,(Ca, Mn)S被改质为Ce-S,同时还存在一定量的Ce-O和MgO共生相,钢中夹杂物的尺寸减小。热力学计算结果表明,钢中不同的Ce含量对应不同的稀土夹杂物(CeAlO3、Ce-O)类型。稀土Ce对MgAl2O4的改质顺序为:MgAl2O4→CeAlO3+MgO→Ce2O3+MgO→Ce2O3,Factsage 6.3的理论计算结果与实验观察基本吻合。

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6. 淬火配分贝氏体钢不同位置残余奥氏体C、Mn元素表征及其稳定性
田亚强,田耕,郑小平,陈连生,徐勇,张士宏
金属学报    2019, 55 (3): 332-340.   DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00270
摘要   HTML PDF (18645KB)  

采用部分奥氏体化-两相区保温-淬火-配分(IQ&PB)热处理工艺,借助SEM、TEM、XRD研究了淬火配分贝氏体钢组织形貌及残余奥氏体特征,利用EPMA、EBSD、纳米压痕等表征了不同位置残余奥氏体中合金元素的分布情况,结合室温拉伸应力-应变曲线,研究了C、Mn元素对不同位置残余奥氏体稳定性的影响及其相变规律。结果表明,淬火贝氏体钢室温组织中残余奥氏体以块状和薄膜状形态存在。在拉伸形变过程中,发生TRIP效应,残余奥氏体体积减小,相变优先发生在铁素体晶界,最后发生在贝氏体板条之间,C、Mn元素对残余奥氏体有稳定作用,使残余奥氏体不易发生相变。拉伸断口处应力集中,残余奥氏体完全转变为马氏体,距离断口2和4 mm处,残余奥氏体体积分数分别为3.12%和5.03%。薄膜状残余奥氏体比块状残余奥氏体稳定性更强,并且<111>γ晶向的残余奥氏体不稳定,容易向马氏体转变。

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7. B4C/6061Al复合材料热压缩断裂行为的多尺度研究
周丽 张鹏飞 王全兆 肖伯律 马宗义
金属学报    DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00453
8. Fe-Cu-Pb合金液-液相分离及废旧电路板混合金属分级分离与回收
陈斌 何杰 孙小钧 赵九洲 江鸿翔 张丽丽 郝红日
金属学报    DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00486
9. X80管线钢焊接接头的模拟重构及电偶腐蚀行为表征
李亚东 李强 唐晓 李焰
金属学报    DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00562
10. 高压直流干扰下X80钢在广东土壤中的干扰参数变化规律及腐蚀行为研究
秦润之, 杜艳霞, 路民旭, 欧莉, 孙海明
金属学报    2018, 54 (6): 886-894.   DOI: 10.11900/0412.1961.2017.00311
摘要   HTML PDF (1907KB)  

通过室内模拟实验考察了大幅高压直流干扰电压下,X80钢在广东土壤中的干扰电流密度变化规律及腐蚀行为。结果表明,在50~300 V直流干扰电压下,电流密度随时间的变化呈现典型的3阶段特征:首先,在几秒内急剧上升到较高水平的峰值;然后,在几百秒内下降到较低水平的稳定值;最后,较长时间内维持在稳定值水平。结合干扰过程中试样附近土壤温度、含水率及电阻的测试分析表明,电流密度变化主要是由大幅干扰电压造成短时间内试片周围土壤温度升高,含水率降低,局部电阻率大幅增加所致。同时实验获得直流干扰电压分别为50、100、200及300 V时,1 h干扰实验中X80钢腐蚀速率分别为5.56、7.85、10.63及7.78 μm/h;腐蚀速率随直流干扰电压的升高呈现先增大后减小的趋势,该趋势不同于电流密度峰值随直流干扰电压的变化规律,但与电流密度稳定值的变化规律相似。此外,分析了高压直流干扰下试样腐蚀速率与使用3种形式电流密度计算得到的理论腐蚀速率之间的相关性。结果表明,利用干扰过程中电流密度曲线积分计算得出的理论腐蚀速率误差最小;利用电流密度稳定值计算得到的腐蚀速率误差次之;利用电流密度峰值计算得出的理论腐蚀速率误差最大,可达到实测腐蚀速率的若干倍。据此提出了实际高压直流干扰下参数监测与腐蚀速率的预测方法。

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11. 镁合金搅拌摩擦焊接的研究现状与展望
马宗义, 商乔, 倪丁瑞, 肖伯律
金属学报    2018, 54 (11): 1597-1617.   DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00392
摘要   HTML PDF (10201KB)  

近年来,镁合金在汽车、轨道交通、航空航天等领域的应用需求快速增长,其可靠连接的重要性愈发突出。作为固相焊接技术,搅拌摩擦焊(FSW)对镁合金焊接具有独特优势,因此得到了广泛关注。本文重点综述了镁合金常规对接FSW的研究进展,就焊接工艺、微观组织演化、织构分布特征、接头力学性能及其之间的相互作用机制进行了详细分析与评述。研究表明,不同于铝合金,在变形镁合金FSW时,织构是影响接头性能的关键因素,焊后形成的特殊强织构分布是导致接头难以达到与母材同等强度的主要原因。同时,对其它焊接形式如搭接焊、点焊、双面焊的可焊性及接头性能的影响因素与变化规律进行了讨论,并对镁合金与其它镁合金、铝合金以及钢之间异种焊的可焊性、界面结合机制、接头性能的影响因素及调控方法进行了评述。最后,对镁合金FSW的未来研究方向进行了展望。

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12. V-N微合金钢在线快速感应回火工艺中V(C, N)析出强化机制
李晓林, 崔阳, 肖宝亮, 张大伟, 金钊, 程政
金属学报    2018, 54 (10): 1368-1376.   DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00119
摘要   HTML PDF (6976KB)  

利用SEM、TEM以及三维原子探针(3DAP)等分析方法,研究了V-N微合金钢在线快速感应回火过程中,不同保温时间对力学性能以及析出强化机理的影响。结果表明,未经回火组织为粒状贝氏体;经过600 ℃回火后,组织为粒状贝氏体+铁素体。试样在600 ℃回火,保温300 s,硬度和屈服强度出现峰值,分别为330.45 HV和815 MPa,与未回火试样相比,屈服强度增加了173 MPa。屈服强度的增加主要依靠V或者VN原子团簇,团簇中V、N原子的分布近似单原子层,类似析出相的GP区,其内部总的原子数量在20~100个之间,这些细小的纳米团簇与位错有较强的相互作用,与V(C, N)析出相相比,V或VN团簇具有更佳的强化效果。

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13. 金刚石/Cu复合界面导热改性及其纳米化研究进展
张荻, 苑孟颖, 谭占秋, 熊定邦, 李志强
金属学报    2018, 54 (11): 1586-1596.   DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00355
摘要   HTML PDF (1860KB)  

金刚石/Cu复合材料以其高导热、低膨胀、耐热、耐蚀等优异特性,在热管理领域具有广泛的应用前景。但金刚石/Cu复合界面不相容限制了其性能水平。界面改性设计是改善界面结合、降低界面热阻的有效途径。本文以金刚石/Cu界面改性层的设计原理与主要因素为切入点,简述了金刚石/Cu复合材料界面设计的主要研究进展、存在的关键问题以及界面层厚小于200 nm的界面纳米化设计等几个方面的研究热点,并对其未来界面工程纳米化发展趋势予以展望。

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14. 新型25Cr-20Ni奥氏体耐热不锈钢750 ℃持久实验过程中析出相演变
胡国栋, 王培, 李殿中, 李依依
金属学报    2018, 54 (11): 1705-1714.   DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00361
摘要   HTML PDF (9763KB)  

研究了一种新型25Cr-20Ni奥氏体耐热不锈钢在750 ℃不同拉应力持久实验中析出相演变及其对性能的影响。结果表明,当持久应力为180 MPa时,持久寿命为32.6 h,析出相包括M23C6和(Nb, V)(C, N)相。其中M23C6主要分布在晶界位置,(Nb, V)(C, N)相在晶内弥散析出。当持久应力为150和120 MPa时,随着持久时间延长至98.1 h以上,晶界位置的M23C6发生长大和Ostwald熟化,但(Nb, V)(C, N)相具有较好的尺寸稳定性。同时,在持久应力为120 MPa条件下,组织中出现σ相。σ相首先在晶界位置析出,当持久应力为100 MPa时,随持久时间延长至752.3 h,σ相也会在晶内析出。研究还发现,大量σ相依附于(Nb, V)(C, N)相析出,这是由于(Nb, V)(C, N)相的析出导致附近奥氏体基体中局部位置C和N元素含量减少,从而促进了σ相的形核。不同应力条件下试样断裂方式均为沿晶断裂,当持久时间较短时,裂纹在晶界M23C6处产生,引起沿晶开裂。随着持久时间延长,σ相在晶界析出后,裂纹更容易在晶界σ相处产生,导致持久延伸率随持久寿命延长而减小。

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15. Ni-Mn-Ga-Ti铁磁形状记忆合金的相稳定性和磁性能的第一性原理计算
白静, 石少锋, 王锦龙, 王帅, 赵骧
金属学报    2019, 55 (3): 369-375.   DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00102
摘要   HTML PDF (1858KB)  

通过第一性原理计算系统地研究了掺杂Ti含量对Ni8Mn4-xGa4Tix (x为单胞中掺杂Ti原子的个数,x=0、0.5、1、1.5和2)铁磁形状记忆合金相稳定性和磁性能的影响。根据能量最低原理,掺杂的Ti组元优先占据Ni2MnGa合金中的Mn阵点。随着Ti含量的增加,顺磁奥氏体与铁磁奥氏体相的总能之差减小,从本质上导致了实验观察到的合金Curie温度(TC)的降低。随着Ti含量的逐渐增加,Fermi面以下自旋向上总电子态密度逐渐降低,而自旋向下的部分几乎不变,导致自旋向上与自旋向下的电子数之差减小,这是Ti含量增加而合金总磁矩降低的本质原因。本工作的计算结果对指导实验中的成分设计和开发新型磁控形状记忆合金具有重要意义。

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16. 含Cu界面层碳纤维增强铝基复合材料制备工艺及其力学性能研究
吕钊钊,祖宇飞,沙建军,鲜玉强,张伟,崔鼎,严从林
金属学报    2019, 55 (3): 317-324.   DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00323
摘要   HTML PDF (13418KB)  

为了改善碳纤维与Al基体的润湿性和抑制Al基体对碳纤维的反应腐蚀,采用电镀工艺结合超声辅助振荡分散法,在碳纤维表面制备了均匀、光滑、连续的Cu界面层。通过真空压力浸渗法制备了碳纤维增强铝基复合材料。微观组织结构分析表明,Cu界面层的引入,使得所制备的复合材料中碳纤维分散好、基体致密度高、Al熔体能很好地浸渗到碳纤维束丝中形成结合良好的碳纤维-基体界面;同时,Cu界面层的引入可以避免Al熔体对碳纤维的腐蚀。力学性能测试表明,与工业纯Al相比,当碳纤维的体积分数为8%时,材料的拉伸强度可以提高143%。断口分析表明,在拉应力作用下,碳纤维-基体复合区域的碳纤维在Al基体中发生了滑移或拔出,因此在碳纤维的滑移和拔出过程中裂纹扩展被抑制,从而大大提高铝基复合材料的强度。

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17. 基于磁畴结构交互作用的激光刻痕取向硅钢磁致伸缩系数计算
储双杰,杨勇杰,和正华,沙玉辉,左良
金属学报    2019, 55 (3): 362-368.   DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00242
摘要   HTML PDF (2380KB)  

基于取向硅钢磁畴结构与磁致伸缩系数的定量关系,综合考虑激光刻痕参数和取向偏差角对应力封闭畴与横向畴2种90°磁畴结构的影响,提出反映刻痕参数与取向偏差角交互作用的磁致伸缩系数计算模型。计算结果表明,取向偏差角的大小决定了激光刻痕条件下磁致伸缩行为是由横向畴还是应力封闭畴主导;激光刻痕产生的局部封闭畴与杂散磁场可降低取向偏差角引起的磁致伸缩系数。刻痕能量密度和刻痕线间距等参数对取向硅钢磁致伸缩系数影响的计算结果与实测结果相吻合,表明本工作所提模型可为降低激光刻痕取向硅钢的噪音提供理论基础。

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18. 基于序参量梯度的改进相场模型及对大尺度体系马氏体相变的模拟研究
魏铖, 柯常波, 马海涛, 张新平
金属学报    2018, 54 (8): 1204-1214.   DOI: 10.11900/0412.1961.2017.00478
摘要   HTML PDF (8188KB)  

基于序参量变化在界面区域远大于非界面区域的特性,构造了全局修正函数,建立了适用于可调尺度体系马氏体相变模拟的相场模型。在不改变界面能密度的情况下,通过调整界面区域的体积自由能密度差与梯度能系数,有效增大了原相场模型中的界面宽度,实现了大尺度下的高效模拟,并能很好地表征马氏体相变。结果表明,改进后的相场模型能很好地解决原相场模型在大尺度体系模拟时存在的如生长速率过快、位向关系不合理及组织形貌杂乱无序等问题,模拟结果与实验结果符合较好。

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19. 缝隙腐蚀对Fe-30Mn-1C合金降解速率的影响
马政, 陆喜, 高明, 谭丽丽, 杨柯
金属学报    2018, 54 (7): 1010-1018.   DOI: 10.11900/0412.1961.2017.00451
摘要   HTML PDF (10067KB)  

为了提高Fe-30Mn-1C合金的降解速率,采用激光技术,在样品上分别加工不同孔径的孔隙,将支架的设计与缝隙腐蚀结合起来,通过体外浸泡失重实验和电化学测试,研究了合金的降解行为,结果表明缝隙腐蚀可显著提高Fe-30Mn-1C合金的降解速率。

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20. 籽晶法定向凝固TiAl基合金片层取向控制
苏彦庆, 刘桐, 李新中, 陈瑞润, 郭景杰, 傅恒志
金属学报    2018, 54 (5): 647-656.   DOI: 10.11900/0412.1961.2017.00516
摘要   HTML PDF (8727KB)  

TiAl基合金是一种在航空航天等领域极具应用前景的轻质高温结构材料,通过控制TiAl基合金中片层取向可显著提升合金在单向受力条件下的综合力学性能。本文介绍了籽晶法定向凝固技术在TiAl基合金片层取向控制的最新进展,回顾了传统Ti-43Al-3Si籽晶法所面临的问题,重点总结了近年来新发展的二次定向凝固法、原位自籽晶定向凝固法、准籽晶定向凝固技术以及高熔点金属籽晶定向凝固技术,这些技术有利于促进籽晶法定向凝固控制TiAl基合金片层取向的工程化进展。但TiAl基合金中不同相的实际生长取向的持续稳定需要籽晶引晶与动力学条件的相结合才能得以实现,因此,新型籽晶技术与定向凝固工艺条件的互相结合将是未来籽晶法的发展趋势。

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21. 医用镁合金:成分、组织及腐蚀
曾荣昌, 崔蓝月, 柯伟
金属学报    2018, 54 (9): 1215-1235.   DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00032
摘要   HTML PDF (4210KB)  

镁合金具有良好的生物相容性和力学相容性,具有发展成为新一代可降解生物材料的前景。本文总结了医用镁合金合金化的原理与进展,分析了合金元素对镁合金材料学以及生物学性能的影响,重点讨论了医用镁合金显微组织(晶粒尺寸、第二相、长周期堆垛有序相(LPSO)、准晶相)、热处理和表面氧化膜对其降解行为的影响和腐蚀形态、机理方面的重要进展,并指出了医用镁合金的发展方向。

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22. 井下含硫环空液中P110油管钢应力腐蚀开裂的电化学噪声特征
余军, 张德平, 潘若生, 董泽华
金属学报    2018, 54 (10): 1399-1407.   DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00033
摘要   HTML PDF (5217KB)  

采用慢应变速率拉伸(SSRT)实验,并结合电化学噪声(ECN)、SEM与EIS等方法,研究了P110低合金油管钢在模拟井下环空液中的应力腐蚀开裂(SCC)行为,并探讨了S2-浓度对裂纹萌生和扩展过程的影响。结果表明,在P110钢的弹性形变阶段,环空液中低浓度S2-的加入加速了P110钢拉伸试样表面钝化膜的破坏,导致ECN曲线上出现许多由亚稳态点蚀引起的短时电流噪声峰。S2-的加入还显著缩短了亚稳态点蚀向稳定点蚀转变的时间,促使拉伸试样表面出现较大尺寸的蚀坑,这些蚀坑在拉应力作用下可以转变为裂纹萌生源。相比亚稳态点蚀,裂纹生长产生的噪声峰平均寿命更长(约400 s),且噪声幅值(约40 μA)和积分电量(约4000 μC)也更大。P110钢的SCC以阳极溶解为主,且裂纹生长速率随S2-浓度的增加而增大,但裂纹生长是断续而非连续进行的。

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23. 23Cr-2.2Ni-6.3Mn-0.26NNi型双相不锈钢动态再结晶行为研究
邓亚辉,杨银辉,曹建春,钱昊
金属学报    2019, 55 (4): 445-456.   DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00449
摘要   HTML PDF (1878KB)  

利用热模拟试验机在变形温度为1073~1423 K,应变速率为0.01~10 s-1的条件下对23Cr-2.2Ni-6.3Mn-0.26N节Ni型双相不锈钢动态再结晶行为进行研究。结果表明,试样在低温高应变速率变形时以两相动态回复(DRV)为主,而在高温低应变速率变形时以奥氏体动态再结晶(DRX)为主,且在0.01和0.1 s-1较低应变速率下,奥氏体相再结晶晶粒尺寸随变形温度升高而增大。试样的软化机制与Z参数有关,在低Z值条件下,热变形软化以奥氏体相DRX为主。基于热变形方程得到试样的表观应力指数为5.18,热变形表观激活能为391.16 kJ/mol,并利用Sellars 双曲正弦模型建立了峰值流变应力与Z参数关系本构方程。DRX临界应力随应变速率增加和变形温度减小而增大,DRX临界应变随变形温度减小而增加,且随应变速率增加(0.1~10 s-1)在较低变形温度下先增大后减小。确定了DRX临界应力(应变)和峰值应力(应变)的关系,DRX特征参数和Z参数相关模型,以及奥氏体相DRX体积分数模型。利用所建模型对DRX行为进行预测,表明应变速率增加和变形温度下降会推迟DRX发生。

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24. 定向凝固糊状区枝晶粗化和二次臂迁移的实验和模拟
方辉 薛桦 汤倩玉 张庆宇 潘诗琰 朱鸣芳
金属学报    DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00427
25. Ti2AlNb异形粉末环件的轧制成形与性能研究
卢正冠 吴杰 徐磊 崔潇潇 杨锐
金属学报    DOI: 10.11900/0412.1961.2019.00015
26. 静水压力对超纯Fe腐蚀行为的影响
马荣耀 王长罡 穆鑫 魏欣 赵林 董俊华 柯伟
金属学报    DOI: 10.11900/0412.1961.2019.00044
27. Ti6Al4V表面生物功能纯Mg薄膜制备及性能研究
于晓明, 谭丽丽, 刘宗元, 杨柯, 朱忠林, 李扬德
金属学报    2018, 54 (6): 943-949.   DOI: 10.11900/0412.1961.2017.00285
摘要   HTML PDF (4451KB)  

利用多弧离子镀技术在Ti6Al4V表面沉积纯Mg薄膜,研究了工作气压对纯Mg薄膜表面质量及性能的影响,研究了纯Mg薄膜的体外降解等性能、抗菌性及生物安全性能。结果表明:多弧离子镀方法可将纯Mg薄膜制备于钛合金表面,薄膜颗粒均匀致密,未见明显缺陷。体外浸泡实验结果表明:由于Ti6Al4V与Mg发生电偶腐蚀而使Mg薄膜迅速降解,1周时间内薄膜基本降解完毕。抗菌实验结果表明:纯Mg薄膜样品对金黄色葡萄球菌具有强烈的杀灭作用,表现出良好的抗细菌感染功能。细胞毒性实验结果表明:纯Mg薄膜可促进骨髓间充质干细胞(rBMSCs)的增殖。

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28. 金属玻璃中隐藏在长时间尺度下的动力学行为及其对性能的影响
汪卫华, 罗鹏
金属学报    2018, 54 (11): 1479-1489.   DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00247
摘要   HTML PDF (2652KB)  

金属玻璃微观结构无序,没有类似晶体材料中的缺陷,表现出一系列优异的力学和功能特性,具有广泛的应用前景。由于非晶结构上长程无序,难以建立结构和性能的关系。而弛豫动力学研究为认识金属玻璃提供了非常重要的窗口,对于理解其稳定性和形变行为极为关键,也一直是凝聚态物理和材料科学领域的核心问题。近年来,随着更多先进研究手段的使用和研究的不断深入,人们发现在玻璃态极长的时间跨度和不同空间尺度下蕴含着丰富的动力学行为,这些动力学模式之间彼此关联,同时也具有独特性。本文介绍了近期关于金属玻璃弛豫动力学研究的重要进展,及其对于认识和调控材料性能、优化材料制备等方面的影响。

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29. 高熔点金属Ir和Mo电子束区熔中不同取向晶体的竞争生长
李双明, 王斌强, 刘振鹏, 钟宏, 胡锐, 刘毅, 罗锡明
金属学报    2018, 54 (10): 1435-1441.   DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00013
摘要   HTML PDF (2856KB)  

通过分析bcc结构金属Mo和fcc结构金属Ir电子束区熔中3种不同取向[100]、[110]和[111]晶体生长,发现金属Mo在平界面凝固下会以[110] 取向择优生长,而在凸界面下可能存在[100]和[110] 2种择优生长方向,取决于界面能各向异性参数a1a2的相对大小,说明电子束区熔中金属Mo单晶通常呈现[110]择优取向,而不是通常认为的[100]择优取向。无论是在平界面还是凸界面下,fcc结构高熔点金属Ir始终以[100]择优取向生长,并通过Ir单晶生长实验得到验证。电子束区熔下需综合考虑晶体生长曲率过冷度和动力学过冷度的影响,小尺寸试样(晶粒尺寸在毫米量级及以下)中晶向选择和淘汰取决于曲率过冷度;大尺寸试样(晶粒尺寸在厘米量级及以上)的晶向选择和淘汰主要依靠动力学过冷度。

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30. 高温合金中硼化物精细结构的高空间分辨电子显微学研究
马秀良, 胡肖兵
金属学报    2018, 54 (11): 1503-1524.   DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00342
摘要   HTML PDF (25525KB)  

为了提高高温服役性能,微量元素B被广泛加入到几乎所有的商用高温合金中。研究人员普遍认为B倾向于在晶界偏析,这种偏析有助于抑制高温下晶界的迁移。B在高温合金中有2种存在形式,一种是以固溶形式存在,另一种是以硼化物析出相的形式出现。B在高温合金中的固溶度非常低,故在高温服役过程中会析出多种硼化物,如M2B、M3B2M5B3。尽管这些硼化物在高温合金中普遍存在,但人们对于其认识仍停留在形貌特征等相对宏观的尺度上。而基于这些析出相精细结构的深入认识有助于人们优化材料设计及合理的阐述结构-性能关系。近年来,基于像差校正电子显微技术,本课题组利用多种先进的电子显微学方法在原子尺度上对以上3种硼化物进行了系统的微结构解析。本文概述了硼化物的研究现状,系统介绍了对硼化物结构与缺陷的新认识,并展望了相关研究趋势。

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