ISSN 0412-1961
CN 21-1139/TG
创刊于 1956 年 (月刊)
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1. 高熵合金的变形行为及强韧化
吕昭平, 雷智锋, 黄海龙, 刘少飞, 张凡, 段大波, 曹培培, 吴渊, 刘雄军, 王辉
金属学报    2018, 54 (11): 1553-1566.   DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00372
摘要   HTML PDF (3574KB)  

高熵合金是近年来涌现出的一种新型金属材料。不同于传统合金设计以1种或2种元素为主添加其它合金元素为辅的方案,高熵合金由多种元素以等原子比或近等原子比的成分组成,具有独特的原子结构特征,因而呈现出诸多不同于传统合金的独特性能。自高熵合金被首次报道以来,目前已经研发出了一系列的高熵合金体系,在物理、化学、热力学性能方面显示出独有的优势,尤其在力学行为方面显示出高强、高硬、耐磨、耐蚀、抗高温软化等优异的性能,在国际学术界引起了广泛的关注和研究兴趣,已经成为新的研究热点。本文从高熵合金变形机理研究存在的挑战出发,主要综述了高熵合金的力学性能和变形行为特点,已经提出的强韧化方案及相关机理,并对未来高熵合金变形行为的研究进行了简单展望。

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2. 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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3. 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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4. Al对M2高速钢凝固组织的影响*
周雪峰, 方峰, 涂益友, 蒋建清, 徐辉霞, 朱旺龙
金属学报    2014, 50 (7): 769-776.   DOI: 10.3724/SP.J.1037.2013.00621
摘要   HTML PDF (8944KB)  

采用OM, TEM, SEM, EBSD, XRD等手段, 分析了不同Al加入量(0%, 0.6%, 1.2%)的M2高速钢的铸态组织,研究了Al对高速钢凝固组织转变特别是共晶碳化物形貌和微观结构的影响规律. 结果表明, M2高速钢铸态组织主要由位错型马氏体和M2C共晶莱氏体组成. 过量Al (1.2%)促进大量铁素体和针状碳化物形成. Al提高了共晶碳化物的分布均匀性, 促进M2C形貌由纤维状转变为片状, 并使碳化物微观结构发生明显改变. 片状碳化物表面平行于(0002)晶面, 内部存在微孪晶、层错等缺陷, 片层之间具有不同的晶体取向, 而纤维状碳化物内部缺陷极少, 呈单晶取向. 与纤维状碳化物相比, 加Al后形成的片状碳化物高温加热时不易团球化, 对碳化物尺寸细化不利. 添加过量Al (1.2%)形成的铁素体无法通过常规热处理消除, 使高速钢淬火硬度显著降低.

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5. GH4738合金涡轮盘锻造过程的集成式模拟及应用*
李林翰, 董建新, 张麦仓, 姚志浩
金属学报    2014, 50 (7): 821-831.   DOI: 10.3724/SP.J.1037.2013.00675
摘要   PDF (8158KB)  

基于GH4738合金的热流变应力模型及晶粒组织演变模型, 提出并实现了利用Deform 3DTM软件对该合金涡轮盘从自由锻前预热直至模锻完成的整个锻造过程的集成式模拟. 借助集成式模拟实现了对锻件在整个锻造过程中温度、平均晶粒尺寸等参数的定量控制.

同时采用直径300 mm涡轮盘的实际锻造结果验证了所用模型和该模拟方法的可靠性. 最后, 把集成式模拟运用于直径1450 mm涡轮盘盘件的锻造过程模拟, 并根据模拟优化方案在8×104 t锻压机下成功锻制直径1450 mm涡轮盘盘件. 为大型变形高温合金涡轮盘的锻造成型提供了工艺优化的理论依据和研究方法.

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6. 一种细晶铸造镍基高温合金的组织与力学性能*
杨金侠, 孙元, 金涛, 孙晓峰, 胡壮麒
金属学报    2014, 50 (7): 839-844.   DOI: 10.3724/SP.J.1037.2013.00745
摘要   HTML PDF (7395KB)  

通过传统铸造方法和细晶铸造工艺制备一种铸造镍基高温合金的6种不同形态与尺寸的晶粒. 结果表明, 细晶铸造工艺制备的样品心部为0.5 mm左右的等轴晶, 外部为柱状晶. 相比传统铸造方法, 细晶铸造工艺获得的晶粒较为细小. g '相和 碳化物随晶粒尺寸减小而变得细小. 室温拉伸性能和550 ℃下高周疲劳性能随晶粒尺寸降低而提高; 在760 ℃和应力662 MPa条件下, 合金的持久性能随晶粒尺寸减小而增加; 但在982 ℃和应力186 MPa条件下, 合金的持久性能随之降低. 细化晶粒提高了合金的中、低温力学性能, 但对其高温力学性能不利.

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7. 超快速冷却条件下碳素钢中纳米渗碳体的析出行为和强化作用*
王斌, 刘振宇, 冯洁, 周晓光, 王国栋
金属学报    2014, 50 (6): 652-658.   DOI: 10.3724/SP.J.1037.2013.00584
摘要   HTML PDF (3406KB)  

利用超快速冷却技术对碳素钢中渗碳体的纳米析出行为和强化作用进行了研究. 实验结果表明, 在超快速冷却条件下, 0.17%C和0.33%C钢的组织中形成了大量弥散的纳米级渗碳体析出, 颗粒尺寸为10~100 nm, 实现了在无微合金元素添加的条件下渗碳体的纳米级析出. 随着超快速冷却终冷温度的降低, 钢的屈服强度和抗拉强度都逐渐增加, 当超快速冷却的终冷温度从890 ℃下降到600 ℃时, 0.17%C和0.33%C钢的屈服强度提高超过了100 MPa. 在超快速冷却之后采用形变热处理工艺, 可以进一步增加钢的位错密度, 促进渗碳体均匀形核, 实现了纳米级渗碳体颗粒在整个组织中更加均匀弥散的分布, 从而更好地实现均匀强化的效果. 在超快速冷却和形变热处理工艺条件下, 0.17%C钢的屈服强度提高到600 MPa以上.

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8. 2099合金热变形过程中的动态软化机制*
张飞, 沈健, 闫晓东, 孙建林, 蒋呐, 周华
金属学报    2014, 50 (6): 691-699.   DOI: 10.3724/SP.J.1037.2013.00718
摘要   HTML PDF (9891KB)  

采用等温热压缩实验, 通过计算和对比热激活参数, 并利用EBSD和TEM分析技术, 研究了2099合金在热变形过程中的动态软化机制. 基于Zener-Hollomon参数(Z)和变形温度(T)并结合对热激活参数与微观组织的分析, 给出了2099合金在热变形中的软化机制. 在lnZ≥35.5和T≤380 ℃范围内, 变形以位错的交滑移为主. 在lnZ≤37.4和T≥340 ℃范围内, 由位错的交滑移、攀移以及三维位错网脱缠等变形机制共同控制. 在lnZ≤35.1和T≥420 ℃范围内, 发生了动态再结晶, 此时以位错的交滑移、攀移、动态再结晶以及位错的脱钉为主要软化机制. 动态再结晶形核机制以晶界弓出和亚晶合并共存, 并随着变形温度的升高和应变速率的降低, 亚晶合并形核得到强化.

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9. 锻态TC18钛合金棒材中b相组织和织构特征研究*
李凯, 杨平, 沙爱学, 颜孟奇
金属学报    2014, 50 (6): 707-714.   DOI: 10.3724/SP.J.1037.2014.00003
摘要   HTML PDF (9449KB)  

针对a /b型TC18钛合金大型锻棒中心与边部的性能差异, 利用EBSD技术研究了b相的组织差异、织构差异及形变程度差异, 并考察了b相的这些差异对遵循Burgers关系的ap相取向及球化速率的影响. 结果表明, 锻态TC18钛合金中的b相处于不同程度的形变状态, 随位置不同而具有不同的织构, 中心位置b相具有再结晶织构<100>的特点, 并且存在显著的晶粒尺寸不均匀性, 这些因素对中心与边部的性能差异有主要贡献. ap相的球化过程主要在b相晶内亚晶界上完成, 前期随形貌由片状向方块状的变化, 取向关系变化很小; 后期向球形过渡时, 取向关系偏差较大. b相晶粒内的取向差是衡量加工硬化对强度贡献的有效参数, 而a /b两相的取向关系与理想Burgers关系的偏差是揭示球化速度和形变b相晶粒回复程度的有效参数.

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10. 超快速连续退火对低Si系Nb-Ti微合金化TRIP钢组织和力学性能的影响*
骆宗安, 刘纪源, 冯莹莹, 彭文
金属学报    2014, 50 (5): 515-523.   DOI: 10.3724/SP.J.1037.2013.00623
摘要   HTML PDF (16853KB)  

采用EBSD和TEM对不同超快速连续退火条件下的低Si系Nb-Ti微合金化TRIP钢进行了显微组织观察, 并探讨了拉伸性能. 结果表明, 100 ℃/s的加热速率和短时保温制度, 使铁素体晶粒细化, 并保留了热轧过程中的弥散细小的微合金元素碳氮化物析出, 因此提高了钢的强度和塑性. 缓冷制度对消除钢的屈服平台有显著作用, 而强度有所下降; 钢的强度随着退火温度的升高而升高. 退火温度在830 ℃时, 残余奥氏体形貌多呈膜状结构与贝氏体铁素体板条相伴出现, 使钢的强度和塑性达到了最佳的配合: 抗拉强度748 MPa, 屈服强度408 MPa, 均匀延伸率21.3%, 加工硬化指数0.27, 强塑积15932.4 MPa·%.

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