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ISSN 0412-1961
CN 21-1139/TG
创刊于 1956 年 (月刊)
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  2005年, 第41卷, 第11期 刊出日期:2005-11-11 上一期    下一期
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论文
TiN含量对Ti(C, N)/NiCr金属陶瓷微观结构和力学性能的影响
王全兆; 刘越; 关德慧; 于宝海; 陈志亮; 毕敬
金属学报. 2005, 41 (11): 1121-1126 .  
摘要   PDF (668KB)
采用粉末冶金真空烧结方法制备了Ti(C, N)/NiCr金属陶瓷.研究了TiN含量对Ti(C, N)/NiCr金属陶瓷微观结构与力学性能的影响. 结果表明,TiN的加入既改变了金属陶瓷硬质相颗粒的尺寸,使其变小,也改变了硬质相颗粒的形貌,使其由圆形变为多边形;随TiN含量的增加,金属陶瓷的抗弯强度均出现先增加后降低的规律,但在较低的烧结温度下,抗弯强度在TiN含量为4%时达到最大值,而在较高的烧结温度下,抗弯强度在TiN含量为6%时达到最大值;硬度在TiN含量<=10%时变化不明显,TiN含量>10%时硬度急剧下降;抗弯断口以穿晶解理为主要的断裂模式.
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低碳钢在Ae3温度之上的形变诱导铁素体(一种马氏体)的相变研究
刘朝霞; 李殿中; 乔桂文
金属学报. 2005, 41 (11): 1127-1135 .  
摘要   PDF (1144KB)
通过对低碳钢Q235的单向压缩实验,研究了应变、应变速率和变形温度(高于奥氏体铁素体平衡转变温度Ae3)对形变诱导铁素体相变的影响. 通过光学显 微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究了热变形试样的微观组织结构,利用纳米压痕仪测定了形变诱导铁素体和先共析铁素体的纳米压痕硬度和弹性模量. 结果表明,形变诱导铁素体相变可以在Ae3温 度之上发生且应变速率和应变越大,相变越容易. 在名义应变ε=80%,应变速率 ε=20 s-1 的条件下形变诱导铁素体相变上限温度为945 ℃ (Ae3+98 ℃). 同时发现一个有趣的现象是, 在870-920 ℃区间内变形时,随变形温度下降,应力上升; 而在830-870 ℃区间变形时,随变形温度的下降,整体应力反而下降. 与先共析铁素体X射线衍射峰比较,形变诱导铁素体X射线衍射峰明显向小角度方向漂移,形变诱导铁素体的纳米压痕硬度和弹性模量亦明显大于先共析铁素体.实验表明,这种形变诱导铁素体本质上是一种马氏体.
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高周疲劳条件下高强钢临界夹杂物尺寸估算
杨振国; 张继明; 李守新; 李广义; 王清远; 惠卫军; 翁宇庆
金属学报. 2005, 41 (11): 1136-1142 .  
摘要   PDF (566KB)
依据Murakami的“夹杂物等效投影面积模型”估算了在高周疲劳条件下一定硬度(或强度)高强钢的“临界夹杂物尺寸”. 估算结果表明, 随着钢硬度(或强度)的增加, “临界夹杂物尺寸”逐渐减小; “临界夹杂物尺寸”也受构件表面机加工粗糙度的影响, 表面越光洁, 这个尺寸也越小.从本文几种钢的实验数据以及其它已发表的数据都可以间接证明, 估算的临界尺寸是合理的
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铜晶体的疲劳损伤微观机制
张哲峰; 段启强; 王中光
金属学报. 2005, 41 (11): 1143-1149 .  
摘要   PDF (932KB)
对Cu单晶体、双晶体和多晶体疲劳损伤微观机制的总结结果表明:在中、低应变范围Cu单晶体的疲劳裂纹主要沿驻留滑移带萌生, 而在高应变范围则沿粗大形变带萌生;Cu双晶体中疲劳裂纹总是优先沿大角度晶界萌生和扩展,而小角度晶界则不萌生疲劳裂纹;对于Cu多晶体, 疲劳裂纹主要沿大角度晶界萌生,有时也沿驻留滑移带萌生, 而孪晶界面两侧由于滑移系具有相容的变形特征而未观察到疲劳裂纹萌生.
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变形Al-Mg-Sc-Zr合金退火组织的TEM观察
赵卫涛; 闫德胜; 戎利建
金属学报. 2005, 41 (11): 1150-1154 .  
摘要   PDF (480KB)
采用真空感应熔炼制备Al-6Mg-0.4Mn-0.2Sc-0.1Zr-0.1Cr(质量分数,%)合金,研究了冷变形态合金分别在350, 400, 450和500℃退火1 h后微观组织和力学性能的变化.TEM观察表明, 冷变形态的合金组织为交错缠结的位错胞经过350℃退火后位错在晶界规律排列, 密度大大降低, 发生回复, 晶粒保持在500 nm以下.在400-500℃的退火过程中再结晶过程缓慢进行.由于Al3(Sc, Zr)相的Zener 拖曳作用, 合金的再结晶温度区间宽化. 力学性能在350℃退火时发生明显变化,随退火温度的进一步升高变化不明显.
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晶界η相对Fe-Ni-Cr奥氏体合金力学性能的影响
李秀艳; 戎利建; 李依依
金属学报. 2005, 41 (11): 1155-1158 .  
摘要   PDF (445KB)
通常认为Fe-Ni-Cr合金在过时效后晶界上析出的η相为裂纹源, 恶化合金性能. 通过对一种Fe-Ni-Cr合金进行过时效后晶界上析出$\eta$相的研究发现,由于晶界η相与合金基体保持共格关系, η相对合金的室温性能影响不大;并且在高温变形条件下η相形成凸起, 阻碍晶界滑动, 减小在晶角处的应力集中, 从而提高合金的高温塑性.断口扫描电镜观察表明, 晶界η相的析出使合金高温断裂方式由原来的沿晶脆性断裂转变为穿晶韧窝状断裂. 通过在合金中添加Nb, 可以在晶界上析出更为弥散的η相, 从而使得合金在高温下获得相当高的塑性.
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不同Cr含量高温合金中α-Cr相析出行为及作用
董建新; 谢锡善
金属学报. 2005, 41 (11): 1159-1166 .  
摘要   PDF (846KB)
为了对不同Cr含量高温合金中α-Cr相析出行为进行对比研究,优化高Cr合金中α-Cr相的组织形态,通过微观分析手段对不同Cr含量的GH169, GH625, GH648及两种高Cr实验合金进行α-Cr相析出行为的对比分析, 同时通过特殊热处理对高Cr合金α-Cr相组织优化进行了初步研究. 结果表明, Cr含量低于25%的GH169和GH625合金在标准热处理后均没有α-Cr相析出,但经过长期时效后α-Cr相依附于δ相和M6C的界面析出;而Cr含量大于30%的GH648合金以及更高Cr含量的两种实验合金, α-Cr相已直接从奥氏体基体中析出,并有不同的析出存在形态, 随Cr含量增加, α-Cr相从短棒状和颗粒状向长片条状和层片状的析出方式变化.同时, 通过特殊热处理优化α-Cr相组织分布形态, 获得细小弥散分布的α-Cr相, 为高Cr合金的发展奠定研究基础.
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电弧离子镀NiCoCrAlY涂层的组织结构及初期氧化
孙超; 王启民; 唐永吉; 关庆丰; 宫骏; 闻立时
金属学报. 2005, 41 (11): 1167-1173 .  
摘要   PDF (731KB)
采用XRD, SEM, TEM和光激发荧光谱等技术对电弧离子镀制备的NiCoCrAlY涂层的组织结构和初期氧化的机理进行了研究. 结果表明, 电弧离子镀方法沉积的NiCoCrAlY涂层具有纳米晶体结构,呈明显的层状生长. 真空退火后涂层内的层状结构消失, 涂层组织更致密, 晶粒明显长大, 有孪晶出现. 涂层在真空退火后表面已经生成一层很薄的以α-Al2O3为主的氧化膜, 在高温氧化过程中, 涂层表面的亚稳态氧化物θ-Al2O3先增多, 然后逐渐转变为稳态的α-Al2O3, 并对其相关机理进行了探讨.
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应变速率对管线钢近中性pH值环境敏感开裂的影响
方丙炎; 韩恩厚; 王俭秋; 柯伟
金属学报. 2005, 41 (11): 1174-1182 .  
摘要   PDF (834KB)
以X-70管线钢近中性pH值溶液(NS4和实际土壤溶液)为研究对象, 研究了恒载荷、慢应变速率拉伸(SSRT)和循环载荷等不同条件下的环境开裂行为.结果表明, 在该体系中局部应变速率是联系各种不同断裂过程的纽带, 决定着断裂的模式.当该局部应变速率低于发生应力腐蚀开裂(SCC)敏感局部应变速率的上限(即5×10-5 s-1)时,SCC才能够发生;在循环载荷作用下, 当该局部应变速率高于此上限时, 将发生力学因素起主导作用的腐蚀疲劳(CF)开裂;该局部应变速率继续升高时, 将发生机械断裂. 对X-70管线钢在近中性pH值的环境开裂, 不论开裂过程是溶解或(和)氢的作用占主导, 均受局部应变速率控制. 在通常遇到的现场服役条件下, X-70管线钢在近中性pH值溶液中的开裂模式是SCC, 不是CF, 应称之为“近中性pH 值应变促进腐蚀开裂”, 实质上这是一种由局部应变速率决定的环境开裂行为.
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纳米高强Ti-Nb-Zr-Sn合金
郝玉琳; 杨锐
金属学报. 2005, 41 (11): 1183-1189 .  
摘要   PDF (644KB)
在常见的应变速率范围内, 多数金属材料的冷加工变形主要是通过位错增殖、形变孪晶或马氏体相变等机制实现, 这些变形机制无法有效地细化晶粒,通常只有采用剧烈塑性变形方法制备无缺陷的金属纳米材料. 最近在研究β型Ti-Nb-Zr-Sn钛合金形变过程时,发现塑性失稳导致局域化非均匀塑性变形对晶粒细化具有显著作用;利用该变形机理, 采用常规冷轧方法即可以轧制出厚度为1.5 mm 板材, 其晶粒尺寸小于50 nm.本文主要论述该合金冷加工组织细化过程和时效强化机理, 并讨论非均匀塑性变形方式的可能原因.
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铸态镍基高温合金M963的液态结构和熔体处理
殷凤仕; 管恒荣; 孙晓峰; 胡壮麒
金属学报. 2005, 41 (11): 1190-1194 .  
摘要   PDF (543KB)
通过液态X射线衍射研究了铸态镍基高温合金M963的液态结构和熔体处理.结果表明:1520℃过热的M963合金熔体中除存在短程有序外, 还有Ni3Al型中程有序原子团簇和残余MC碳化物颗粒;M963合金的熔体结构与其热历史密切相关;与不经任何熔体处理工艺相比, M963合金经1550-1650℃常规熔体精炼后, 975℃/225 MPa条件下的持久寿命和持久塑性明显提高;传统MgO坩埚不能用于1850℃熔体高温处理;采用新研制的具有高抗热震性能的坩埚进行1850℃熔体高温处理M963合金返回料,可显著改善其975℃/225 MPa条件下的持久性能.
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低温球磨纳米晶Al-Zn-Mg-Cu合金组织的演变
杨滨; 程军胜; 樊建中; 田晓风; 陈汉宾; 张济山
金属学报. 2005, 41 (11): 1195-1198 .  
摘要   PDF (335KB)
利用液氮低温球磨技术制备了纳米晶Al-Zn-Mg-Cu合金粉体,分析了材料在球磨过程中微观组织变化.结果表明, 气雾化Al-Zn-Mg-Cu合金粉体随着球磨过程的进行晶粒尺寸逐渐减小, 球磨15 h后晶粒尺寸约为35 nm;MgZn2相逐步分解, 并最终过饱和固溶于α-Al中. 制备的纳米晶Al-Zn-Mg-Cu合金粉体低于709 K(0.77 Tm, Tm 为熔点)加热时, 晶粒长大速度缓慢; 709 K加热1 h 晶粒尺寸仅为71 nm. 研究表明, 液氮低温球磨过程中形成的Al2O3颗粒对晶粒的钉扎有效地提高了纳米晶Al-Zn-Mg-Cu合金粉体的热稳定性.
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热处理对AZ80镁合金结构及性能的影响
唐伟; 韩恩厚; 徐永波; 刘路
金属学报. 2005, 41 (11): 1199-1206 .  
摘要   PDF (849KB)
利用环境扫描电镜(ESEM)和透射电镜(TEM)研究了时效温度对AZ80镁合金析出相的影响, 测定了析出相/基体的位向关系, 分析了不同析出相的析出机理及其对合金性能的影响.实验中观察到β-Mg17Al12析出相的一种新的析出方式---颗粒状β相沿晶界及孪晶处形核、生长. AZ80镁合金高温(310℃)时效时, 析出相为连续析出, 呈菱形片状或颗粒状. 其中前者在晶内均匀形核生长,与基体的基面平行, 对合金性能有一定强化作用; 而后者分布于晶界, 它的出现大大降低了合金性能. 时效温度降低(<250℃),将出现不连续析出相, 呈片层状, 其片层与基体基面平行或垂直, 在晶界形核并向晶内生长,随着不连续析出相的生长, 将推动晶界向前移动, 不连续析出相对合金的性能强化效果较大.
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GH742合金热变形行为与微观组织演化
张北江; 赵光普; 胥国华; 冯涤
金属学报. 2005, 41 (11): 1207-1214 .  
摘要   PDF (1126KB)
在MTS热模拟实验机上采用等温压缩实验的方法研究了GH742合金热塑性变形行为, 获得了合金在温度为950-1150℃、应变速率为0.001-1 s-1的热加工变形条件范围内的流变应力数据, 并对合金变形过程中的组织演变过程进行了分析. 结果表明,当合金在1075℃以上的单相区内变形时具有低的流变应力, 合金的表观激活能接近晶界扩散激活能,变形行为受再结晶晶界迁移过程的控制, 易于获得充分动态再结晶组织. 在两相区内, GH742合金具有高的表观激活能, 随着变形温度的下降和应变速率的增大, 流变应力大幅度升高, 同时动态再结晶过程受到抑制.在单相区与两相区交界温度范围内, 流变应力出现台阶式突变, 同时表观激活能大幅度升高,由于应变诱导析出γ相抑制了再结晶晶界的迁移, 再结晶晶粒直径随变形量的增加而大幅度减小, 从而使微观组织得到有效的细化
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一种镍基单晶高温合金蠕变机制的研究
刘丽荣; 金涛; 赵乃仁; 王志辉; 孙晓峰; 管恒荣; 胡壮麒
金属学报. 2005, 41 (11): 1215-1220 .  
摘要   PDF (578KB)
对一种镍基单晶高温合金在两种蠕变条件下(760℃/780 MPa 和 982℃/248 MPa)的变形机制进行分析. 结果表明: 在中温高应力条件下(760℃/780 MPa), 在低应变阶段,位错以堆垛层错的形式切入γ’相; 高应变阶段, 位错以位错对的方式切入γ'相. 在高温低应力条件下(982℃/248 MPa)的低应变阶段, 母相 a/2<110>位错在基体中运动弓出, 并绕过γ'相, 发生位错反应而形成位错网; 高应变阶段与中温高应力条件的切入机制相同.
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一种性能优异的过热器管材用高温合金GH2984
郭建亭; 杜秀魁
金属学报. 2005, 41 (11): 1221-1227 .  
摘要   PDF (549KB)
简要介绍一种性能优异的过热器管材用铁基高温合金GH2984的成分设计与性能. 该合金的特点是不含贵重元素Co, 且有32%-34% 的Fe, 因而成本低廉。分析了这一合金制作舰船用和超级超临界发电锅炉用过热器的优越性. 舰船实际应用结果表明, GH2984合金是一种性能优异的舰船用过热器管材合金. 该合金也是超级超临界燃煤电站锅炉用过热器和再热器管材用钢的重要候选材料.
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纯镁的生物腐蚀研究
任伊宾; 黄晶晶; 杨柯; 张炳春; 姚治铭; 王浩
金属学报. 2005, 41 (11): 1228-1232 .  
摘要   PDF (457KB)
镁及其合金作为生物医用材料具有明显的优势, 可以利用其耐蚀性差的特点, 发展新型医用可降解镁金属材料.本文选择纯镁为主要研究对象, 从杂质含量、加工处理状态等方面研究了两种纯镁在生理盐水中的腐蚀规律, 表明降低纯镁中杂质元素的含量和细化晶粒可以提高纯镁在生理盐水中的开路腐蚀电位, 减缓腐蚀速率. 纯镁的腐蚀速率可以通过调整杂质含量、晶粒细化和固溶处理等方法进行控制, 适宜发展成为一类新型的医用可降解金属材料.
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U720LI合金高温析出γ'相的失稳分解
宋西平; 李红宇; 盖靖峰; 陈国良
金属学报. 2005, 41 (11): 1233-1236 .  
摘要   PDF (1953KB)
对U720LI镍基高温合金连续冷却过程中析出的高温γ' 相的分解现象进行了观察研究. 结果表明,自固溶温度快冷至室温时, 发现有大量细小的γ'$相析出,其尺寸大多位于40-60 nm之间, 均匀分布. 当试样自固 溶温度缓冷至650℃然后快冷至室温时, 发现有两类大小的γ'相析出, 一类在200 nm左右, 为高温析出γ'相; 另一类集中分布在50-65 nm之间,为低温析出γ'相. 重点研究了高温析出γ'相的分解现象, 在高温析出$\gamma'$/$\gamma$相界, 适合非经典的形核和长大的条件, 在高温γ'/γ相界面上的Al和Ti等元素的偏聚区, 可以作为过饱和γ基体析出γ'相的析出核心, γ'相中的Al和Ti的自由能梯度导致高温析出γ'相中Al和Ti等γ'形成元素向细小γ'相核心作短距离扩散,使细小γ'相长大和高温粗大γ'相分解. 此种析出的γ'相的尺寸只有10-20 nm.上述缓冷试样经时效后, 发现高温粗大γ'相的分解现象更加明显.
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