Please wait a minute...
ISSN 0412-1961
CN 21-1139/TG
创刊于 1956 年 (月刊)
当期目录 More>>
  2019年, 第55卷, 第5期 刊出日期:2019-05-11 上一期    下一期
选择: 合并摘要 显示图片
退火对热老化308L不锈钢焊材显微结构的影响
林晓冬,彭群家,韩恩厚,柯伟
金属学报. 2019, 55 (5): 555-565.   DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00365
摘要   HTML   PDF (22244KB)

对410 ℃下热老化7000 h的308L不锈钢焊材进行了550 ℃、1 h的退火处理,利用TEM和三维原子探针研究了退火对热老化焊材显微结构的影响,并与未热老化试样进行比较,评价退火回复效果。结果表明,退火后奥氏体无明显变化,而δ铁素体内由热老化导致的调幅分解完全消失,且G相显著减少。此外,热老化导致Ni、Mn、C在δ铁素体/奥氏体相界处发生偏聚,而对相界处Cr、Si、P元素的含量无明显影响。退火后相界处所有元素均无偏聚,但会导致Ni、Mn在靠近相界的奥氏体一侧发生富集。退火后308L不锈钢焊材的显微结构接近于未热老化状态,表明退火回复效果显著。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
热轧板退火工艺对19Cr2Mo1W铁素体不锈钢织构与成形性能的影响
刘后龙,马明玉,刘玲玲,魏亮亮,陈礼清
金属学报. 2019, 55 (5): 566-574.   DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00540
摘要   HTML   PDF (13885KB)

以一种含W和稀土Ce的444型耐热铁素体不锈钢19Cr2Mo1W为材料,利用XRD测试分析、EBSD取向成像技术、粗糙度测量和成形性测试等手段,研究了该铁素体不锈钢热轧板不同退火工艺对其冷轧退火板的微观组织、织构演变以及成形性能的影响。结果表明,尽管采用了不同退火温度的热轧板退火工艺,但是热轧退火板的织构特征在一定程度上均会遗传至冷轧板;热轧退火板中增强的{223}<11ˉ0>和{111}<01ˉ1>织构组分存在,有利于增加冷轧退火板中γ纤维织构的强度。冷轧板中{001}<11ˉ0>~{115}<11ˉ0>纤维织构组分越强,退火后γ纤维织构偏离理想程度越大;适当提高热轧板退火温度可以有效减弱冷轧板中有害的{001}<11ˉ0>~{115}<11ˉ0>组分。提高热轧板退火温度,可以显著减轻甚至彻底消除热轧退火板中的带状组织、提高冷轧退火板的组织均匀性和γ纤维织构强度,有利于成形性能的提高。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
保护气成分对1000 MPa级高强熔敷金属组织特征的影响
安同邦,魏金山,单际国,田志凌
金属学报. 2019, 55 (5): 575-584.   DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00375
摘要   HTML   PDF (27651KB)

通过附带EDS的FEGSEM、EBSD、TEM等实验方法,研究了保护气成分(Ar+5%CO2、Ar+10%CO2、Ar+20%CO2、Ar+30%CO2,体积分数)对1000 MPa级高强熔敷金属组织特征的影响,阐明了保护气成分对组织转变的影响机制。结果表明,随着保护气中CO2含量增加,1000 MPa级熔敷金属强度略有下降,而冲击韧性先升高后降低。不同保护气熔敷金属均由马氏体/贝氏体混合组织及板条间残余奥氏体组成。随着保护气中CO2含量增加,熔敷金属中贝氏体相变体积分数为50%时的温度(B50)与马氏体相变开始温度(Ms)相变温度区间增大,适宜贝氏体形核的夹杂物数量增多,随贝氏体含量(体积分数)由8%增加到29.6%,其形核位置从原始奥氏体晶界向原始奥氏体晶界及晶内夹杂物处共同形核转变,熔敷金属组织形貌由“平行状”向“交织状”转变,分割细化组织,有利于高强熔敷金属强韧性的改善。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
低温回火对超大形变冷拔珠光体钢丝显微组织和力学性能的影响
冯汉臣,闵学刚,魏大圣,周立初,崔世云,方峰
金属学报. 2019, 55 (5): 585-592.   DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00319
摘要   HTML   PDF (48884KB)

采用力学分析、SEM、TEM、3DAP和DSC技术研究了低温回火对超大应变冷拔珠光体钢丝微观组织和力学性能的影响。结果表明:应变ε≤4的钢丝,在120~170 ℃范围内进行低温回火能有效提高钢丝的强度,同时塑性略有下降;ε=3.0的钢丝,在150 ℃回火8 min后,钢丝强度提高约150 MPa;ε=4.5的钢丝,在170 ℃回火后,钢丝强度和塑性同时下降。钢丝经超大应变(ε=4.5)变形后,渗碳体发生分解。冷拔钢丝在150~170 ℃之间存在明显的放热峰,TEM衍射斑分析发现了衍射斑点拖尾的现象,这主要是由于在150 ℃热处理后,C原子在位错处偏聚引起的;而HRTEM分析表明,在170 ℃处理后,渗碳体由非晶转变为纳米晶,有效地钉扎和阻碍位错运动,这2种现象共同导致了钢丝的低温回火强化。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
Mn含量对Fe-Cu-Mn合金纳米富Cu析出相影响的相场法研究
赵宝军,赵宇宏,孙远洋,杨文奎,侯华
金属学报. 2019, 55 (5): 593-600.   DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00506
摘要   HTML   PDF (8374KB)

采用相场法模拟了Fe-Cu-Mn合金在823 K时效时富Cu析出相的三维组织演化图像、体积分数、数量密度和平均颗粒半径随时效时间的变化等。相场模拟研究表明:相分离早期阶段通过失稳分解机制形成富Cu相;同时Mn原子也在富Cu相的中心发生偏聚,在富Cu相开始Ostwald粗化的过程中,Mn原子又从其核心处偏聚到富Cu相和基体的界面处,最终在富Cu相外部形成富Mn环。富Mn环的存在会抑制富Cu相的扩散长大和粗化;富Cu相在时效前期是球状的bcc结构,随着不断长大,转变为椭球形或棒状的fcc结构;提高Mn含量可以加快富Cu相的析出,有利于富Cu相的粗化。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
再热恢复处理对蠕变损伤定向凝固高温合金γ′相的影响
唐文书,肖俊峰,李永君,张炯,高斯峰,南晴
金属学报. 2019, 55 (5): 601-610.   DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00364
摘要   HTML   PDF (29463KB)

以定向凝固GTD111合金为研究对象,采用蠕变中断实验获得蠕变损伤合金,之后对损伤合金进行简单再热恢复处理,研究了恢复参数对合金组织的影响以及γ′相的恢复演化过程。结果表明,1180~1220 ℃下固溶处理可有效溶解粗化形变γ′相并析出二次γ′相,且二次γ′相尺寸随固溶温度和冷却速率的增加而减小,但当固溶温度增至1240 ℃,合金发生初熔;高温时效是二次γ′相长大和三次γ′相析出的过程,且二次γ′相尺寸和立方度随时效温度和保温时间的增加而增大;低温时效中三次γ′相继续析出和长大。GTD111损伤合金的合适恢复参数为:1220 ℃、2 h、AC+1121 ℃、2 h、AC+843 ℃、24 h、AC。由于恢复态合金具有更大体积分数的双尺寸形态γ′相,其在750 ℃、843 MPa下的持久寿命达到65 h,是原始合金持久寿命的1.3倍。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
脉冲电流作用下TiAl合金凝固组织演变及形成机理
陈占兴,丁宏升,陈瑞润,郭景杰,傅恒志
金属学报. 2019, 55 (5): 611-618.   DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00504
摘要   HTML   PDF (15521KB)

利用OM和TEM研究了脉冲电流作用下Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的凝固组织,并分析了其微观组织演变及形成机理。结果表明,脉冲电流细化了TiAl合金的一次枝晶臂间距、柱状晶尺寸和片层间距。未加载电流的TiAl合金凝固的初生相为α相,TiAl合金的片层取向与柱状晶生长方向夹角较大,甚至垂直于生长方向。脉冲电流作用导致枝晶发生熔断和破碎,促进了β枝晶相的析出及增多,片层取向与晶体生长方向夹角较小或成45°生长的片层进一步增多。脉冲电流降低了固-液相之间的自由能及原子扩散激活能,减少形核位垒及晶核的形核功,从而在一定程度上促进原子扩散,增大了形核率,细化一次枝晶臂间距及柱状晶;初生相的转变析出及其特殊的位向关系是片层取向变化的主要原因。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
镍基单晶高温合金叶片模拟件平台处的枝晶生长和取向演化
孙德建,刘林,黄太文,张家晨,曹凯莉,张军,苏海军,傅恒志
金属学报. 2019, 55 (5): 619-626.   DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00426
摘要   HTML   PDF (15431KB)

制备了带平台的DD403合金变截面单晶铸件,分析了不同抽拉速率下平台区域的枝晶生长和取向演化。结果表明,平台底面由3种类型的区间构成:叶身区、二次枝晶区、平台边缘枝晶的“回路式”生长区。在平台边缘枝晶的“回路式”生长区与二次枝晶区之间的枝晶汇聚界面上,两侧枝晶的取向差由一侧向另一侧逐渐增大。随着抽拉速率的增大,枝晶汇聚界面上的取向差增大,其成为大角度晶界的倾向性增强,且枝晶偏转是枝晶汇聚界面上大角度晶界形成的主要原因。与晶粒间大角度晶界和亚晶粒间小角度晶界上恒定的取向差不同,枝晶汇聚界面上大角度晶界与小角度晶界的取向差是变化的。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
Ag/Ti2AlC复合材料的电弧侵蚀及退化机理
丁健翔,田无边,汪丹丹,张培根,陈坚,孙正明
金属学报. 2019, 55 (5): 627-637.   DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00534
摘要   HTML   PDF (44932KB)

通过动态电弧放电实验深入研究了Ag/10TAC触头材料的抗电弧侵蚀机理。不均匀的电弧侵蚀使Ag/10TAC触头表面产生未受侵蚀、过渡和侵蚀3个特征区域。Ag微结构和化学组成变化归因于Ag熔化、气化、吸收O2、Ag-O蒸气沉积和Ag-Al相互扩散。电弧侵蚀过程中Ti2AlC微结构演变和氧化行为归因于Ti2AlC的快速“分解-氧化”过程。触头表面的结构和功能变化导致了Ag/10TAC复合材料退化。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
触变注射成形法制备石墨烯纳米片增强镁基复合材料
张婷,赵宇宏,陈利文,梁建权,李沐奚,侯华
金属学报. 2019, 55 (5): 638-646.   DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00301
摘要   HTML   PDF (19229KB)

采用触变注射成形的方法制备了石墨烯纳米片(GNPs)增强AZ91D镁基复合材料,利用OM、SEM、EDS、TEM和XRD研究了GNPs含量(0.3%、0.6%、0.9%,质量分数)对镁基复合材料微观组织的影响,并进行了力学性能测试。结果表明,GNPs在基体中呈条状均匀分布,与基体结合良好,GNPs的加入能够细化晶粒尺寸和减少孔隙。与AZ91D镁合金基体相比,GNPs的添加明显提高了复合材料的强度和硬度,当GNPs的含量为0.6%时,复合材料的力学性能最好,硬度和抗拉强度分别达到92.3 HV和245 MPa。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
电弧复合磁控溅射结合热退火制备Ti2AlC涂层
李文涛,王振玉,张栋,潘建国,柯培玲,汪爱英
金属学报. 2019, 55 (5): 647-656.   DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00285
摘要   HTML   PDF (16185KB)

利用电弧复合磁控溅射技术制备不同Ti/Al比的Ti-Al-C涂层,结合后续的退火处理制备Ti2AlC相涂层。利用SEM、EDS、XRD、Raman光谱仪和TEM等研究了Ti/Al比及退火温度对退火后Ti-Al-C涂层的相和微观结构的影响。结果表明,Ti-Al-C沉积态涂层为富Al层和TiCx层交替堆垛的多层结构,涂层表面大颗粒较少且结构致密。Ti/Al比对退火后涂层中的相结构有重要的影响:当Ti/Al比为2.04时,退火后涂层中Ti2AlC的纯度和结晶度最高;Ti/Al比过高(3.06)时,退火后涂层中形成TiC和Ti3AlC杂质相,而低Ti/Al比(0.54)则大幅度降低Ti2AlC相的纯度和结晶度。同时,退火温度很大程度影响Ti2AlC相的形成,当沉积态涂层中Ti/Al比为2.38时,Ti2AlC相涂层形成的最佳退火温度为750 ℃,偏低的退火温度(600 ℃)下,原子不能充分扩散,难以形成211结构的Ti2AlC相,而退火温度过高时(900 ℃)涂层中存在较多的TiC、TiAlx等杂质相。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
共沉淀法制备镁基六铝酸镧粉体的性能研究
李㼆,孙超,宫骏
金属学报. 2019, 55 (5): 657-663.   DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00448
摘要   HTML   PDF (21357KB)

用共沉淀法,选取沉淀温度60 ℃,沉淀pH值11.5制备的镁基六铝酸镧前驱粉体,在1500 ℃煅烧5 h后制备出热障涂层陶瓷层材料LaMgAl11O19。采用XRD、TEM、SAED和XPS分析了反应产物的相结构、形貌、半峰全宽和谱强。结果表明,提高沉淀温度制备的前驱粉体磁铅石相生成效率提高;LaMgAl11O19晶体发育良好,晶粒呈六角片方状;前驱粉体煅烧温度在1500 ℃左右,La、Mg、Al、O 4种原子的电子结合能增大,动能减小,反应物趋于稳定;LaMgAl11O19晶胞结晶过程中先生成尖晶石层,后形成镜面层。生成纯磁铅石相粉体的过程中,LaAlO3、MgAl2O4键的半峰宽度有增大,晶体结构无序度增加,有利于提高陶瓷层的抗烧结能力及热稳定性。关键词 磁铅石相,六铝酸镧,晶体结构,原子成键

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
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. 2019, 55 (5): 664-672.   DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00427
摘要   HTML   PDF (7613KB)

采用透明合金原位观察实验和元胞自动机(CA)模拟,对丁二腈-丙酮(SCN-ACE)合金在定向凝固过程中糊状区的枝晶形貌演化进行了分析研究。实验和模拟均观察到了由于小枝晶臂重熔、相邻枝晶臂从尖端或根部合并的3种枝晶臂粗化模式,以及由于温度梯度区域熔化(TGZM)效应所引起的二次枝晶臂向高温方向的迁移现象。结果表明,枝晶臂的迁移速率随温度梯度的提高而加快;随保温时间的延长,枝晶臂的迁移速率降低。实验值和解析解吻合良好。通过模拟证实了必须有熔化效应才能实现枝晶臂迁移和小枝晶臂重熔的粗化模式。此外,熔化效应对由相邻枝晶臂合并引起的粗化模式也有显著的促进作用。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
第一性原理研究反位缺陷对TiAl基合金力学行为的影响
吉宗威,卢松,于慧,胡青苗,Vitos Levente,杨锐
金属学报. 2019, 55 (5): 673-682.   DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00349
摘要   HTML   PDF (4967KB)

采用第一性原理计算方法,计算了二元γ-TiAl基合金的广义层错能(GSFE)随成分的变化,获得了TiAl基合金中孪晶(TW)、普通位错(OD)、超晶格位错(SDI和SDII)等变形模式的形变势垒,分析了在外加应力作用下的变形模式选择,并讨论反位缺陷对二元γ-TiAl基合金塑性的影响。计算结果表明,TiAl反位缺陷能降低以超晶格内禀层错(SISF)为前缘分位错的TW变形模式的势垒,且扩大TW模式开动的剪切应力角度窗口,有利于改善TiAl基合金的塑性。AlTi反位缺陷则反之。AlTi反位缺陷降低了以复杂层错(CSF)为前缘分位错的OD和SDII变形模式的滑移势垒(γEB),而且扩大了它们开动的剪切应力角度窗口,可促进OD和SDII的滑移。由于CSF的滑移势垒比SISF高,因此,相较于以SISF为前缘分位错的TW变形模式,OD及SDII滑移对应的强度较高、塑性较差。计算结果较好地说明了AlTi反位缺陷对TiAl基合金塑性的改善没有TiAl反位缺陷明显的原因。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics