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2009年, 第45卷, 第1期 刊出日期:2009-01-11
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(NiTi)50-0.5xNbx形状记忆合金的阻尼性能及力学性能
肖甫 赵新青 徐惠彬 姜海昌 戎利建
金属学报. 2009, 45 (1): 18-24.
通过加入Nb制备了具有双相组织的(NiTi)50-0.5xNbx (x=5, 10, 15, 20)形状记忆合金,合金兼具高阻尼性能和高屈服强度. 随着Nb含量x的增大, 合金中(NiTi+β-Nb)共晶组织比例含量增加, 合金轧制样品在马氏体状态自协作屈服强度随之升高, 在x=15时达到最高(289 MPa); 同时, 合金轧制样品保持高阻尼性能, 本征阻尼性能tanδ>0.01, 并随x增大而升高. 根据形状记忆合金阻尼理论以及NiTiNb形状记忆合金的阻尼性能随温度的变化规律, 探讨了β---Nb和NiTi相界面阻尼对合金阻尼性能的影响.
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Landau理论研究TiNi顺磁合金热/强磁场耦合下的马氏体相变
郑斌 周伟 王轶农 齐民
金属学报. 2009, 45 (1): 37-42.
利用改进后的Landau理论模型研究了顺磁TiNi合金在热/强磁场耦合作用下的马氏体相变行为. 利用第一原理计算了TiNi合金在不同相变剪切应变(序参量)下的Fermi面态密度, 得到相变过程中磁化率和磁自由能的变化, 把磁场效应引入到Landau模型中. 结果表明, 稳恒强磁场可使顺磁材料的相变温度(Ms和T0)出现突变性的升高, 这主要是因为相变驱动力随磁场增强而呈二次曲线上升规律. 另外, 因强磁场下马氏体变体之间的自由能差急剧增大, 导致磁场对变体的促进和抑制作用变得明显, 出现取向生长现象. 在5 T稳恒强磁场下的TiNi合金相变实验中, 利用TEM观察到了一些变体以相互垂直的二变体形式出现(即取向生长), 证实了模型的结果.
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GH761变形高温合金的热变形行为
赵美兰 孙文儒 杨树林 祁峰 郭守仁 胡壮麒
金属学报. 2009, 45 (1): 79-83.
镍基GH761合金热模拟压缩实验表明, 当变形温度Td一定时, 随应变速率ε的降低, 变形峰值应力σp和稳态流动开始应力σs及与它们对应的应变εp和 εs均降低; 当应变速率一定时, 随Td的升高,σp和σs以及εs均降低, 但εp基本不变.细化原始晶粒可提高再结晶形核率, 在此基础上降低变形温度和提高变形速率是细化最终晶粒的重要途径. 当应变达到完全再结晶时, 合金具有最均匀且细小的组织; 超过这一应变值, 晶粒开始长大. GH761合金的热变形本构方程为: ε=6.5×106σp4.86exp(-461×103/RT).
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低铬X65管线钢CO2腐蚀产物膜的特征及形成机制
孙建波 柳伟 常炜 张忠铧 李忠涛 于湉 路民旭
金属学报. 2009, 45 (1): 84-90.
利用高温高压CO2腐蚀模拟实验以及ESEM, EDS, XPS和SEM等分析技术, 研究了4种不同含Cr量的X65管线钢的腐蚀速率、腐蚀形态和腐蚀产物膜结构特征. 结果表明: 含Cr量高的钢平均腐蚀速率小, 无Cr和含1\%Cr的钢的腐蚀形态为局部腐蚀, 含3%和5%Cr的钢的腐蚀形态为全面腐蚀. 在高温高压CO2腐蚀环境中, 含Cr钢的腐蚀产物膜为FeCO3和Cr(OH)3竞争沉积形成的多层结构, 其中1Cr-X65和3Cr-X65的腐蚀膜具有3层结构, 5Cr-X65的腐蚀膜是双层结构. Cr在腐蚀产物膜层中出现局部富集, 远高于基体中的Cr含量. 高含Cr量使腐蚀产物膜中的Cr(OH)3含量高, 并提高了腐蚀膜的保护性能, 从而引起腐蚀形态发生转变, 腐蚀速率降低. FeCO3和Cr(OH)3共沉积层膜对低铬钢的抗CO2腐蚀性能具有关键的影响.
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Nb对非晶态Fe-Co-Nd-B合金的晶化动力学的影响
徐民 易军 全明秀 王沿东 左良
金属学报. 2009, 45 (1): 91-96.
在Fe-Co-Nd-B非晶合金中添加4%的Nb(原子分数)可延迟其晶化过程, 提高晶化温度, 并使其热稳定性显著提高. Nb抑制Fe3B晶化相的形核, 但促进Fe23B6相的形核及长大. Nb可使晶化相的平均晶粒尺寸从30-60 nm减至14-20 nm. Nb使由初始晶化温度计算的晶化激活能明显降低. Fe-Co-Nd-B合金中, α-Fe(Co), Fe3B和Nd2(Fe, Co)14B晶化相的形核过程要难于长大过程, 而加Nb后α-Fe(Co), Fe23B6和Nd2(Fe, Co)14B晶化相的长大过程要难于形核过程, 但Nb基本未改变晶化相的形核及长大机制. 非晶合金的晶化主要是一维界面控制的形核以及形核率随时间减小的三维长大过程.
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Mn3(Cu1-xGex)N的负热膨胀现象
张从阳 朱洁 张茂才
金属学报. 2009, 45 (1): 97-101.
在氮气保护下于1073 K用固相烧结法制备了Mn3(Cu1-xGex)N化合物. XRD分析表明, 这类化合物具有Mn3CuN型反钙钛矿相结构. 采用激光干涉法测量了Mn3(Cu1-xGex)N化合物的线膨胀系数. 结果表明, 当Ge含量为0.40≦x≦0.60时, Mn3(Cu1-xGex)N在一定温度范围内出现负热膨胀现象; 随Ge含量的增加, 发生负热膨胀的温度升高且温区变宽, 而负热膨胀性能减弱. 当x=0.60时,发生负热膨胀的温度范围为250-290 K(273 K附近), 线膨胀系数为-65×10-6 K-1, 具备应用潜力. 热磁曲线表明, Mn3(Cu1-xGex)N化合物的负热膨胀现象发生在反铁磁性逐渐向顺磁性转变的过程中,由磁有序逐渐消失、自发磁化强度减小所引起的磁容积效应造成的.
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