Please wait a minute...
ISSN 0412-1961
CN 21-1139/TG
创刊于 1956 年 (月刊)
当期目录 More>>
  2008年, 第44卷, 第8期 刊出日期:2008-08-11 上一期    下一期
选择: 合并摘要
论文
T/P91钢在450-1200 ℃区间 各相元素的分配特征及相稳定性
蒯春光; 彭志方
金属学报. 2008, 44 (8): 897-900 .  
摘要   PDF (481KB)
利用Thermo-Calc软件计算了高Cr铁素体耐热钢T/P91在450-1200 ℃区间的 平衡相成分及其含量. 引入合金相元素分配量的概念, 研究了钢中Cr, Mo, Fe, V, Nb, C和N等主要元素随着温度变化在各平衡相中的分配特征、相稳定性、化 学组成及其演化规律. 结果表明, 利用相元素分配量随温度变化的特征, 便于揭 示不同温度区间M23C6及MX相的稳定性, 合理确定不同MX相的亚类型及 M和X的构成及演化规律. 此外, 有助于了解基体相含碳量的变化对 M23C6和MX相的影响.
References | Related Articles | Metrics
多晶Cu中Young's模量和硬度与晶体取向的关系
郭振丹; 王秀芳; 杨晓萍; 蒋冬梅; 马学鸣; 宋洪伟
金属学报. 2008, 44 (8): 901-904 .  
摘要   PDF (689KB)
采用纳米压入(nanoindentation)和电子背散射衍射(EBSD)技术对多晶Cu样品多个晶粒进行 了微观力学性能表征和晶体取向分析. 结果表明, Young's模量随晶粒表面法向方向 < hkl>与<111>和<001>最小夹角的变化 有明显的规律:越接近<111>, 其Young's模量越大; 越接近<001>, 其Young's模量越小; 而Young's模量 随与<110>最小夹角的变化无明显规律. 硬度随 与<111>, <110>和<001>最小夹角的变化均无明显规律. 通过理论计算讨论了上述规律性.
References | Related Articles | Metrics
升温速率对半固态2024铝合金部分重熔组织的影响
王顺成; 李元元; 陈维平; 潘国如; 王郡文
金属学报. 2008, 44 (8): 905-910 .  
摘要   PDF (1792KB)
对低过热度浇注的半固态2024铝合金坯料分别以0.12, 0.26和0.52 ℃/s的平均升温 速率加热至625 ℃并保温; 利用光学显微镜和金相图像分析系统研究了升温速率对坯料部 分重熔组织的影响. 结果表明, 升温速率越快, 坯料重熔越快, 重熔后晶粒越细小和圆整. 提高升温速率, 有利于抑制晶间共晶相的溶解扩散和提高坯料的熔化过热温度, 加快晶间液 相形成, 对晶粒合并长大具有一定的抑制作用, 并加速晶粒球化.
References | Related Articles | Metrics
Er对Al-Mg-Mn-Zn-Sc-Zr-(Ti)填充合金凝固组织与力学性能的影响
杨福宝; 刘恩克; 徐骏; 石力开
金属学报. 2008, 44 (8): 911-916 .  
摘要   PDF (1926KB)
通过OM, SEM和XRD等分析方法与拉伸实验研究了Sc, Zr, Er和Ti复合微合金化焊 丝合金的凝固组织及铸态力学性能, 在实现合金组织有效细化的基础上, 重点研 究了Er及Er与Ti共存对合金晶界组织及合金力学性能的影响. 结果表明, 对于Sc 和Zr复合细化的Al-Mg焊 丝合金, Er元素的存在加强了合金的细晶强化效应, 合 金的强度与塑性均得到提高, 并在合金晶 界处富集不连续分布的Al3Er共晶 相; 当Er和Ti共存于合金中时, 5-10 um的方块状(Al, Mg)20Ti2Er 金属间化合物相存在于晶界, 该相的生成会使合金的强度进一步提高, 但塑性有所 降低; (Al, Mg)20Ti2Er相和Al3Er相共存时, 两相对晶界连续性的 破坏会完全抵消Er的细化效应 对合金塑性的提高, 合金拉伸断口由混合型断裂(穿晶 断裂和沿晶断裂)转变为沿晶断裂.
References | Related Articles | Metrics
氮含量对脉冲偏压电弧离子镀CNx薄膜结构与性能的影响
李红凯; 林国强; 董闯; 闻立时
金属学报. 2008, 44 (8): 917-921 .  
摘要   PDF (859KB)
用脉冲偏压电弧离子镀设备在保持脉冲偏压一致和工作气压恒定的条件下, 控制不同氮流量 在硬质合金基体上制备了不同氮含量的CNx薄膜. 用SEM, GIXRD, XPS, 激光Raman谱和纳米压 入等方法分别研究了薄膜的表面形貌、成分、结构与性能. 结果表明, 随着氮流量的增加, 薄膜中氮 含量先是线性增加然后趋于平缓, 薄膜呈非晶结构且为类金刚石薄膜, 其硬度与弹性模量随着氮含量 增加先增加后下降, 在x=0.081时出现最大值, 分别为32.1 GPa和411.8 GPa. 分析表明, 通过氮含量 的改变而使sp3键含量发生改变是影响薄膜性能变化的重要因素.
References | Related Articles | Metrics
Fe(Ni)-Sn体系金属间化合物纳米粒子中初生相的预测
雷军鹏; 董星龙; 赵福国; 吕波; 黄昊; 雷明凯
金属学报. 2008, 44 (8): 922-926 .  
摘要   PDF (557KB)
以Miedema半经验模型和比热容随温度有效形成热变化的经验公式为基础, 结合基本热力学关系式对Fe-Sn和Ni-Sn体系的有效形成热及有效形成热随温度的变化进行了计算.采 用电弧放电法制备了Ni-Sn和Fe-Sn纳米粒子. XRD结果表明,在Ni-Sn系中金属间化合物的 初生相为Ni3Sn4,而Fe-Sn系中出现的为FeSn2.计算结果与相应纳米颗粒体系的实验结果吻合较好.
References | Related Articles | Metrics
PZT铁电陶瓷力电耦合的三维相场模拟
刘苹莉; 马星桥; 褚武扬; 乔利杰
金属学报. 2008, 44 (8): 927-932 .  
摘要   PDF (4330KB)
利用三维相场理论模拟了铁电材料的自发极化、电滞回线以及力电耦合对畴变的影响. 结果表明, 外场下的畴变是通过新畴形核及畴壁移动所引起的长大实现的. 逐渐改变外场时, 在矫顽场附近各类电畴均发生90°畴变, 从而导致极化强度突变. 沿垂直电场方向加 拉、压应变能阻止或促进沿电场方向的畴变.
References | Related Articles | Metrics
多相难熔Nb-16Si-2Fe原位复合材料的超塑性
喻吉良; 张凯锋; 于杰; 王国峰
金属学报. 2008, 44 (8): 933-936 .  
摘要   PDF (1055KB)
通过机械合金化和热压烧结制备了新型Nb-16Si-2Fe原位复合材料. XRD分析表明: 制备的复合材料由 铌固溶体 (Nbss) 相、Nb3Si相、 Nb5Si3相 和Nb4Fe3Si5相组成. 各物相的平均晶粒尺寸均为3um, 并且呈等轴状. 在高于Nb4Fe3Si5固相线温度91 ℃, 有大量的Nb4Fe3Si5液相存在, 该复合材料具有良好的超塑性. 在1450 ℃延伸率达到512 %. 变形后微观组织和DSC分析表明, Nb4Fe3Si5液相的粘性流动是超塑性变形的主要机制. 该复合材料的超塑性现象与镁基、铝基复合材料的液相协调超塑性明显不同.
References | Related Articles | Metrics
纳米加工及纳构件力学特性的分子动力学模拟
梁迎春; 陈家轩; 白清顺; 唐玉兰; 陈明君
金属学报. 2008, 44 (8): 937-942 .  
摘要   PDF (4780KB)
利用分子动力学在原子尺度模拟了单晶Cu (111)面纳构件的纳米加工过程和加工后纳构件的拉 伸过程, 分析了纳刻划过程的缺陷行为及加工缺陷对纳构件力学特性的影响. 结 果表明: 在纳刻划过程中, 在针尖的前方和下方形成加工变形区; 当刻划深度 较浅时, 位错仅在表面与亚表面繁殖; 随着刻划深度的增加, 加工后残留的缺 陷数量增加, 纳构件的有序度及首次屈服应力下降; 加工后的纳构件内部, 尤其在针尖退出处有较高的残余应力. 对加工后的纳构件施加拉伸载荷, 由于 存在残留加工缺陷和较高残余应力, 其应力--应变曲线在弹性上升阶段有局部下降; 在塑性阶段, 由于位错繁殖及位错塞积和中间部分原子的迁移重构使应力--应变曲 线呈锯齿状逐渐下降. 纳构件断裂失效前表现为单原子相连的纳 链. 纳构件的有序度随着刻划深度的增加而下降. 在应变为0.8处, 刻划较浅的 纳构件的有序度较首次屈服处的有序度略好.
References | Related Articles | Metrics
微米级Mo-Al轧制箔扩散连接界面相的形貌及反应动力学
熊江涛; 李京龙; 吕学超; 杨卫华; 张赋升; 黄卫东
金属学报. 2008, 44 (8): 943-948 .  
摘要   PDF (1508KB)
采用固相真空扩散连接方法, 在873-913 K保温40-240 min条件下对轧制厚度分别为 20和60 um的Mo和Al箔进行扩散连接. 发现Mo-Al固-固界面反应初生相在Mo箔内部形核进而“破壳”生长的形貌演变模式, 成分分析表明该初生相为Al8Mo3. 初生相“破壳”后,Mo-Al界面上由Mo至Al的产物分布依次是Al8Mo3, Al5Mo和Al12Mo;在913 K保温240 min后, Al8Mo3与Al5Mo间出现Al4Mo相. 界面反应的动力学分析表明, 873-913 K条件下, Mo-Al界面反应初生相孕育期为 52-34.5 min; Al原子在Mo-Al界面新生相内和Mo箔内的扩散指前因子D01和D02分别为4.61 10-2和2.05 10-2 cm2/min, 扩散激活能G Al-1和G Al-2分别为0.98和1.48 eV.
References | Related Articles | Metrics
超弹性NiTi合金相变棘轮行为的实验研究
阚前华; 康国政; 钱林茂; 刘宇杰; 王海林
金属学报. 2008, 44 (8): 949-955 .  
摘要   PDF (1309KB)
超弹性NiTi合金在应力控制循环载荷下会产生峰值应变和谷值应变的循环 累积-相变棘轮行为. 室温实验表明, 峰值应变和谷值应变的演化规 律与加载应力水平和加载波形密切相关; 同时, 在循环加载过程中, 随着 循环周次的增加, 奥氏体名义弹性模量减小, 马氏体名义弹性模量增大, 奥 氏体向马氏体转变的名义开始应力下降, 耗散能降低, 并在一定的循环次数 下趋于一个稳定值. 研究得到了一些有助于后续建立超弹性循环本构模型 的结论.
References | Related Articles | Metrics
Fe-B共晶合金的净化及超过冷的获得
杨长林; 杨根仓; 刘峰; 周尧和
金属学报. 2008, 44 (8): 956-960 .  
摘要   PDF (753KB)
通过真空熔炼和气体保护, 采用熔融玻璃与循环过热相结合的深过冷快速凝固技术,研究了影响富Fe端Fe-B共晶合金熔体净化效果的主要因素, 确定了该合金熔体获得超过冷的净化方法, 并使Fe83B17共晶合金熔体稳定获得了300-460 K的超过冷度, 使Fe80B20过共晶合 金熔体的过冷度达到了485 K, 从而使Fe-B共晶系合金熔体开始形核前的初始过冷度达到了0.3m-0.4m的水平. 通过对冷却曲线的分析, 讨论了表征超过冷快速凝固的热力学特征.
References | Related Articles | Metrics
预压缩镍基单晶合金拉伸蠕变期间的组织演化
于兴福; 田素贵; 杜洪强; 王明罡; 尚丽娟; 崔树森
金属学报. 2008, 44 (8): 961-967 .  
摘要   PDF (2411KB)
采用预压应力处理使镍基单晶合金中的γ’相转变成P-型筏状结构, 通过拉伸蠕变曲线测定和组织形貌观察, 研究了该合金拉伸蠕变中的组织演化. 结果表明: 在拉伸蠕变初期, 合金中的P-型筏状γ’相转变为N-型筏状结构. 由于高温拉应力导致γ’/γ两相中元素平衡浓度发生变化及P--型筏状γ’相的不均匀粗化, 促使P-型筏状γ’相发生分解出现沟槽; 沟槽区域溶质元素化学位的提高引起的元素定向扩散是γ’相逐渐溶断成类立方体结构的主要原因. 切应力分量使立方γ’相与应力轴垂直界面的晶格收缩可排斥较大半径的Al和Ta原子, 拉伸张应力使平行于应力轴界面的晶格扩张可诱捕较大半径的Al和Ta原子, 是促使γ’相定向生长成为N--型筏状的主要原因. 其中, 在拉应力作用下类立方γ’相不同界面的应变能密度变化是元素扩散及γ’相定向粗化的驱动力.
References | Related Articles | Metrics
GCr15轴承钢超高周疲劳性能与夹杂物相关性
李永德; 杨振国; 李守新; 柳洋波; 陈树铭
金属学报. 2008, 44 (8): 968-972 .  
摘要   PDF (1196KB)
真空冶炼与电渣重熔2种工艺制备的GCr15轴承钢的超高周疲劳测试结果表明,电渣 重熔能更好地控制钢中夹杂尺寸及其分散性, 因此具有较好的疲劳性能.实验与理论分析表 明, 对于一定强度的材料, 疲劳萌生处的颗粒亮区(GBF)边界处的应力强度因子范围 (αK GBF$ )为一恒定值,且随材料的屈服强度增加αK GBF逐渐减小.
References | Related Articles | Metrics
钛合金疲劳裂纹扩展速率Paris区中的转折点
马英杰; 刘建荣; 雷家峰; 李玉兰; 刘羽寅; 杨锐
金属学报. 2008, 44 (8): 973-978 .  
摘要   PDF (3150KB)
通过对比钛合金不同显微组织下疲劳裂纹扩展速率Paris区转折点的位 置, 发现原始β晶粒尺寸是影响Paris区转折点位置的主要因素, 晶 团尺寸以及片层厚度对转折点位置没有影响. 并且通过分析转折点前、后 疲劳裂纹扩展微观阶段的转变及断裂方式变化, 得出转折点的出现是 疲劳裂纹尖端塑性区尺寸超过晶粒尺寸所致. 具有β晶粒的马氏体组 织疲劳裂纹扩展速率Paris区并不存在转折点, 说明转折点的出现不仅仅是 由于原始β晶粒的存在, 还和显微组织类型有关. 通过分析还发现, 钛合金片层组织中裂纹尖端塑性区实际尺寸大于计算得到的单向塑性 区尺寸以及循环塑性区尺寸.
References | Related Articles | Metrics
AZ91镁合金表面铈基稀土转化膜的制备及腐蚀电化学行为
钟丽应; 曹发和; 施彦彦; 文强; 张昭; 张鉴清
金属学报. 2008, 44 (8): 979-985 .  
摘要   PDF (2429KB)
采用Ce(NO3)3为主盐的稀土盐处理溶液,在AZ91镁合金表面形成无毒,无污染的铈盐化学转化膜,并研究成膜规律及其耐蚀行为。利用对膜层的外加扰动小,更易得到重复性高结果的电化学阻抗谱技术评价膜层耐蚀性能。初步优化了处理时间、温度、Ce(NO3)3液浓度和促进剂等因素对膜层结构和膜层耐蚀性能的影响,并获得了最好的成膜条件:温度35℃,时间为30min,处理液主盐Ce(NO3)3的浓度为0.02mol/l和4ml/l成膜促进剂。结果表明:优化后的工艺能够在AZ91镁合金表面获得宏观黄色致密,微观具有微小裂纹并分层的膜层,内层膜Ce含量较外层的低但致密。工艺优化制备的稀土化学转化膜能有效提高镁合金的耐蚀性能,有效抑制阴阳极反应,自腐蚀电位提高240mV,自腐蚀电流密度降低达到2个数量级。
References | Related Articles | Metrics
AZ91D镁合金微弧氧化膜的腐蚀行为研究
郅青; 高瑾; 董超芳; 李晓刚
金属学报. 2008, 44 (8): 986-990 .  
摘要   PDF (1592KB)
利用双向全波脉冲电源对AZ91D镁合金在硅酸盐体系中进行了微弧氧化处理,通过电化学阻抗谱(EIS)测试、极化曲线分析并结合XRD和SEM等分析方法对微弧氧化处理的镁合金腐蚀行为进行了研究. 结果表明, 微弧氧化膜表面分布着几微米的微孔, 微弧氧化膜中主要含有MgF2, Mg2SiO4和Al2O3. AZ91D镁合金经过微弧氧化处理之后, 耐蚀性能明显提高, 自腐蚀电流密度降低3个数 量级, 自腐蚀电位高出约300 mV, 阻抗值高出3个数量级, 研制的微弧氧化膜对镁合金具有很好的防腐保护性能.
References | Related Articles | Metrics
高矿化度介质中J55钢的CO2腐蚀电化学行为
孙建波; 柳伟; 杨丽颖; 杨建炜; 路民旭
金属学报. 2008, 44 (8): 991-994 .  
摘要   PDF (614KB)
通过动电位极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)的测试, 研究了高矿化度溶液中矿化 度对J55钢CO2腐蚀电化学行为的影响. 结果表明: 在高矿化度介质中, J55钢的 CO2腐蚀为阴极控制. 随溶液矿化度增大, 腐蚀电位正移, 腐蚀速率先升高, 后 降低, 当矿化度为62.423 g/L时, 腐蚀速率最大. 随溶液矿化度增加, J55钢的 CO2腐蚀由电化学步骤控制转变为传质和电化学步骤混合控制, 并且矿化度越 高, 传质控制越明显. J55钢的电化学阻抗谱呈现3个时间常数, 即高频容抗弧、 低频感抗弧和低频容抗弧. 随溶液矿化度增大, 电荷传递电阻先减小后增大, 在 62.423 g/L左右出现极小值.
References | Related Articles | Metrics
轻质高强NiTi形状记忆合金制备及其超弹性行为
李大圣; 张宇鹏; 熊志鹏; 张新平
金属学报. 2008, 44 (8): 995-1000 .  
摘要   PDF (1296KB)
采用球形尿素颗粒预造孔工艺结合梯级粉末烧结方法制备出孔形规则、孔径大的轻质高 强多孔NiTi形状记忆合金. 通过控制造孔剂(尿素)的含量可有效调节多孔合金的孔隙特征, 获得孔径均匀、孔形圆整和孔隙率可控的样品, 其中孔径为296-732 um, 孔隙率为31%-61.6%; 尿素形状和尺寸对多孔合金的孔隙特征有决定性影响, 具 有几何形态遗传性; 尿素对多孔NiTi合金的组成相影响很小, 相变仍具有马氏体相变特征; 合金具有优良的力学性能和稳定的线性超弹性.
References | Related Articles | Metrics
纳米铁纤维与羰基铁粉共混制备轻质宽带吸波涂层材料
童国秀; 官建国; 张五一; 张巍; 王维; 董德明
金属学报. 2008, 44 (8): 1001-1005 .  
摘要   PDF (738KB)
为降低羰基铁粉吸波剂的密度、提高介电常数, 采用轻质、高介电常数的纳米铁纤 维与羰基铁粉共混, 制备了轻质宽带吸波涂层. 研究了纳米铁纤维含量对复合吸波剂微波电 磁与吸收特性的影响. 结果表明, 随纳米铁纤维含量的提高, 复合吸波剂的介电常数和磁导 率增大. 当复合吸波剂中纳米铁纤维含量(质量分数)为2.2%-4.4%时, 吸波涂层有更低的 面密度和更宽的有效带宽, 这是由于在一定范围内提高介电常数, 可以改善吸波涂层的匹配吸收特性.
References | Related Articles | Metrics
Ti-Ti2AlNb功能梯度材料的激光立体成形研究
刘建涛; 林鑫; 吕晓卫; 陈静; 黄卫东
金属学报. 2008, 44 (8): 1006-1012 .  
摘要   PDF (3496KB)
采用激光立体成形技术制备了从Ti到Ti2AlNb成分连续渐变、外形规则、高度为17 mm的梯度材料. 分析了梯度材料的组织及相结构演变规律和硬度变化规律. 随着Al和Nb成分的提高,Ti-Ti2AlNb功能梯度材料的相呈现α' → α+β → α+α' → α' → α+β → α+β/B2+α2 → β/B2+α2 → β/B2 →B2+ α2+O→ B2的演变过程, 实现了由$α$型钛合金经过α+β型及β型钛合金向Ti2AlNb基合金的转变. 硬度值HV从底部纯Ti的170连续 渐变到顶端Ti2AlNb的470. 基于钛合金富Ti区非平衡相图, 并结合Al和Nb元素在钛合金中对α, β和α2稳定性的影响分析, 对梯度材料在激光立体成形过程中的相演化过 程进行了解释.
References | Related Articles | Metrics
激光立体成形Ti-20%Ni合金枝晶的组织演化
许小静; 林鑫; 杨模聪; 陈静; 黄卫东
金属学报. 2008, 44 (8): 1013-1018 .  
摘要   PDF (2007KB)
Ti-20%Ni(质量分数)合金激光立体成形组织由β-Ti枝晶和枝晶间(β-Ti+Ti2Ni)层片共晶及棒状共晶组成. 随着激光能量密度D e减小, 枝晶特征尺寸F减小. 枝晶特征尺寸及共晶间距的变化规律分别与枝晶生长KGT经典模型和共晶生长TMK经典模型吻合较好.
References | Related Articles | Metrics
温度波动对包晶钢连铸初始凝固过程的影响
马宁博; 雷作胜; 金小礼; 操光辉; 钟云波; 任忠鸣
金属学报. 2008, 44 (8): 1019-1024 .  
摘要   PDF (2005KB)
建立了包晶钢连铸初始凝固包晶相变过程的数学模型, 研究了温度波动对此凝固过程的影响,计算了不同冷却速率、含碳量和温度波动幅度下δ, γ和L3相界面位置以及体积分数的变化. 结果表明, 温度波动导致包晶相变过程中γ相枝晶间的重熔、δ/γ界面位置和三相体积分数的不稳定变化, 造成坯壳的不均匀生长和应力集中. 这些现象在碳含量为0.1%-0.17%的亚包晶钢中尤其严重. 分析认为, 温度波动可能是包晶钢连铸时容易出现裂纹、难连铸的一个重要原因.
References | Related Articles | Metrics