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ISSN 0412-1961
CN 21-1139/TG
创刊于 1956 年 (月刊)
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  2003年, 第39卷, 第2期 刊出日期:2003-02-11 上一期    下一期
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论文
氩离子轰击感生Ni2Al3和NiAl3成分变化的TEM/EDS研究
孙丽; 陈厚文; 王蓉
金属学报. 2003, 39 (2): 113-119 .  
摘要   PDF (274KB)
在能量为3,5和7 keV的氩离子轰击下,对激冷Ni-50%Al(质量分数)合金薄膜进行减薄,用配备有超薄窗口能谱仪的高分辨电镜观察分析了减薄后样品中两种合金相Ni2Al3和NiAl3r结构和成分变化. 结果表明, 在离子轰击下,合金相Ni2Al3和NiAl3的成分均有变化, Ni含量明显高于合金相化学配比. 随着离子能量的降低,轰击后合金相中Ni含量增加. 在3 keV氩离子轰击下两个相的含Ni量均高达87%(原子分数)左右,在离子轰击过程中初始的NiAl3相点阵结构未发生明显变化,而Ni2Al3的初始结构在3和5 keV氩离子轰击减薄后部分转变为体心立方结构.
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循环形变下纯钛中两种γ氢化物的不同变形行为
陈常强; 李守新; 卢柯
金属学报. 2003, 39 (2): 120-125 .  
摘要   PDF (389KB)
在含氢量(质量分数)为0.0077%的工业纯钛中,观察了两种具有同样结构的γ氢化物的变形行为.利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对循环载荷滑移、孪生对两种γ氢化物的相互作用进行了观察.发现在循环形变下I型氢化物能够通过滑移机制发生塑性变形,甚至完全碎化,而不会形成孔洞.而II型氢化物则难以发生塑性变形.分析了氢化物塑性变形的晶体学机制.
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MoSi2高温氧化层的微观结构
常春; 李木森; 陈传中; 田雷言
金属学报. 2003, 39 (2): 126-130 .  
摘要   PDF (217KB)
采用SEM, TEM和XRD方法研究了MoSi2在1200-1600℃的氧化层微观结构.在1240℃以下, 氧化层由SiO2和其它氧化物混合而成, 致密度较差. 1240-1520℃区间氧化层表面存在针状、扇状或羽状的低温石英, 氧化层较薄. 在1520℃以上, 氧化层中含有块状、粒状或蜂巢状的方石英, 氧化层致密而均匀, 增强了材料的抗氧化性能.
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长期高温时效F12耐热合金钢中碳化物形态和组分变化
胡正飞; 杨振国
金属学报. 2003, 39 (2): 131-135 .  
摘要   PDF (251KB)
热电厂中质材为X10CrMoV12.1耐热合金钢主蒸汽管线在550℃高温条件下长期服役, 材料的性能和组织结构发生明显变化, 研究结果表明: 材料在常温条件下表现为脆性, 但没有出现一般耐热钢常见的软化现象; 显微组织也发生显著退化, 出现明显的蠕变特征. 晶界和晶内碳化物严重粗化或球化, 经电子衍射和X射线能谱分析, 碳化物基本上都是M23C6. 分布在晶界、亚晶界和晶内的M23C6碳化物的形态和组分存在一定差异, 这可能与碳化物粗化过程相关. 晶内有细小弥散的富钒碳化物MC在长期高温时效过程中沉淀, 是材料保持硬度的重要原因.
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过共晶球铁凝固过程中奥氏体的生长方式与形貌特征
徐锦锋; 翟秋亚; 袁森; 魏兵
金属学报. 2003, 39 (2): 136-139 .  
摘要   PDF (185KB)
采用着色腐蚀技术显示出过共晶球队铁中的高温凝固组织,观察分析过共晶球铁凝固过程中奥氏体的生长方式与形貌特征. 结果表明: 在非平衡凝固条件下, 过共晶球铁凝固时通常会析出初生枝晶和晕圈枝晶, 其形成条件主要与冷却速率和熔体的过冷有关. 随铸件模数Mc增大, 枝晶数量减少, 二次臂间距显著增大, 形态趋于不发达, 由初生枝晶向晕圈枝晶过渡. 当Mc≤0.3 cm时, 二次臂间距的实测值与理论预测值基本吻合. 初生石墨周围往往形成环状封闭奥氏体壳; 共晶产期石墨球周围形成封闭或不封闭的框架奥氏体壳; 共晶后期石墨球往往被周边生长着的共晶奥氏体所包覆, 最终成为共晶奥氏体的一部分.
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垂直定向凝固条件下通道偏析形成过程的数值模拟
韩志强; 柳百成
金属学报. 2003, 39 (2): 140-144 .  
摘要   PDF (197KB)
建立了描述合金凝固过程热-溶质对流和宏观偏析形成过程的数学模型. 模型中耦合求解了凝固过程中质量、动量、能量和溶质守恒方程; 同时, 基于固液两相区中湿度和成分的耦合关系建立了固相分数场的更新方法. 利用该模型模拟了底部冷却的二维矩形区域内Fe-C合金凝固过程中通道偏析的形成和发展过程. 模拟结果表明, 垂直定向凝固条件下通道偏析形成于液相线前沿附近, 而不是两相区内部. 这一结果很好支持了文献中基于实验观察提出的通道偏析形成机理.
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ZrO2-云母复相微晶玻璃的微观组织研究
秦小梅; 孙祥云; 苏雷; 李松; 姜艳丽
金属学报. 2003, 39 (2): 145-149 .  
摘要   PDF (216KB)
在以氟金云母KMg3Si3AlO10F2为主晶相的微晶玻璃中, 以CaO替换部分K2O, 同时再添加适量的ZrO2, 可得到ZrO2-云母复相微晶玻璃. 用XRD, SEM及EDXS研究了ZrO2的添加对可切削微晶玻璃中云母析晶性能及显微组织的影响. 结果表明: ZrO2可以通过影响分相而促进玻璃的析晶; 在CaO稳定的作用下, 能够析出较多的t-ZrO2; ZrO2的加入能明显抑制云母晶体的长大, 由于ZrO2的浓度起伏, 析出了不同形态的组织结构.
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单晶镍基高温合金DD8反位相热机械疲劳后的层错
王跃臣; 李守新; 艾素华; 刘峰; 周丽; 张辉
金属学报. 2003, 39 (2): 150-154 .  
摘要   PDF (225KB)
对镍基单晶高温合金DD8在恒机械应变控制下的反位相(OP)热机械疲劳(TMF)实验后的微观结构进行了研究. 结果表明, DD8单晶经过OP TMF后γ’沉淀相被Schockley不全位错剪切, 而不是象在等温疲劳(IF)那样是被位错对剪切. 经过分析得出, γ’沉淀相是被位错对还是Schockley不全位错剪切, 在适当的温度下, 与形变的速度和施加的应力大小有很大的关系.
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铸造Al-Si合金中Sr与B间反应产物的研究
廖恒成; 孙国雄
金属学报. 2003, 39 (2): 155-158 .  
摘要   PDF (201KB)
通过观察不同Si, B含量时Al-Si合金中枝晶α和共晶Si形态与大小的变化,考察了Sr, B间的交互作用,采用X射线能谱仪对反应产物进行了分析. 研究表明反应产和的呈现两种不同类型: 当Sr含量在0.025-0.030, B含量在0.028-0.036(质量分数, %)范围内时, 二者间交互作用形成细小的SrB6化合物颗粒相, 数量很少, 存在于枝晶α中心; 但当合金中Sr和B含量高于此范围时, 形成立Sr, B原子比接近3:4的Sr-B化合物, 颗粒尺寸大, 数量较多, 且大多出现在共晶区. Sr-B化合物的形成消耗了大量的Sr和B, 削弱了二元素的变质效果, 导致了Sr, B间的互毒化行为. 该化合物的形成为Sr, B间互毒化机理提供了直接证据.
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X70管线钢冲击韧性实验研究
杨政; 郭万林; 董蕙茹; 路民旭; 赵新伟; 罗金衡
金属学报. 2003, 39 (2): 159-163 .  
摘要   PDF (255KB)
通过不同实验温度下的不同厚度、不同缺口取向含V型缺口试样夏比冲击实验和宏观断口分析, 研究X70高韧性管线钢的冲击韧性的厚度、缺口取向和温度与分层裂纹耦合效应. 结果表明: X70管线钢具有严惩的各向异性现象, 其在平行钢板表面方向和沿钢析厚度方向力学性能差异较大. 分层裂纹主要是试样中材料固有的片状缺陷所致,大有确定的方向性, 同时与温度又有密切的关系, 但分层裂纹的产生对X70管线钢的冲击韧性都是有益的. 当裂纹扩展方向与厚度方向的相对方位改变时, 分层裂纹效应亦将改变, 实验的冲击韧性也改变. 因此, 应用单一试样厚度、单一缺口方向和单一的实验湿度的表面冲击韧性数据进行管道结构的安全评定可靠性较差, 必须考虑管道的温度、管壁厚度和缺陷方向的耦合效应.
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半固态挤压形成高铬铸铁梯度组织材料
杨昭; 张海峰; 王爱民; 丁炳哲; 胡壮麒
金属学报. 2003, 39 (2): 164-167 .  
摘要   PDF (242KB)
通过挤压具有等轴状初晶组织的半固态高铬铸铁,样品的液相在应力作用下被挤向表面,凝固后形成了共晶组织沿径向由内向外呈现出体积分数逐步增加的梯度组织. 实验表明挤压温度对挤压后共晶组织分布有明显的影响. 经过挤压提高了样品中心冲击韧性和表面耐磨性.
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硬状态钢铁材料磨削影响层硬化的表征
马素媛; 徐建辉; 贺笑春; 覃明; 李家宝
金属学报. 2003, 39 (2): 168-171 .  
摘要   PDF (188KB)
显微硬度和X射线衍射线半高宽常被用来表征强化表面的静强度及其在强化表面层内的分布. 然而实验结果表明, 对于两种经过磨削加工的硬状态钢铁材料, 磨削塑性形变虽使其表层的显微硬度明显提高, 却使其半高宽值大幅度减小. 因此, X射线衍射线的半高宽不能正确的反映硬状态钢铁材料磨削影响层的强化效果。文中利用一个模型和X射线衍射线的线形分析结果来说明磨削塑性形变是通过降低微观应力从而使半高宽减小的.
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Au/NiCr/Ta多层金属膜退火后的电阻率异常增大
唐武; 徐可为; 王平; 李弦
金属学报. 2003, 39 (2): 172-174 .  
摘要   PDF (125KB)
用磁控溅射方法在Al2O3基片上沉积Au/NiCr/Ta多层金属膜, 通过X射线衍射技术研究退火前后薄膜晶体取向的变化, Auger电子能谱分析退火前后薄膜沿深度方向的元素分布, 四点探针测试退火前后薄膜电阻率. 结果表明: 退火后111Au与200Au衍射强茺相对比值减小; 薄膜表面电阻率异常增大; 退火湿度越高, 薄膜表面电阻率越大. 分析认为主要是由于Ni, Cr元素向金膜表层扩散导致薄膜表面电阻率异常增大.
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N80油套管钢CO2腐蚀产物膜的力学性能
陈长风; 路民旭; 赵国仙; 白真权; 严密林; 杨延清
金属学报. 2003, 39 (2): 175-181 .  
摘要   PDF (284KB)
N80油套管钢CO2腐蚀产物膜力学性能的测试结果表明, 腐蚀产物膜的弹性模量与硬度从内层到外层逐渐降低, 弹性模量平均值为110 GPa. 疏松的腐蚀产物膜内产生拉应力, 应力大小随膜层的厚度增加而增加, 腐蚀产物膜在试样表面稳定形成以后, 内应力便趋于一个定值, 大小约为46 MPa. 外层腐蚀产物膜的断裂应力, 应变分别为55.6 MPa和5.06×10-4, 小于内层膜断裂应力与应变(197.3-234.4 MPa和1.79×10-3-2.13×10-3). 同样, 内层膜与基体的粘附力要明显高于外层膜与内层膜. 腐蚀产物膜内应力可以导致外层膜破裂.
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PZT压电陶瓷的应力腐蚀
王毅; 褚武扬; 宿彦京; 高克玮; 刘辉; 乔利杰
金属学报. 2003, 39 (2): 182-184 .  
摘要   PDF (138KB)
使用单边缺口拉伸试样对PZT-5压电铁电陶瓷进行恒载荷下的应力腐蚀研究, 介质分别为水, 甲醇和甲酰胺. 结果表明, PZT-5压电陶瓷在这三种介质中均会发生应力腐恂开裂. 归一化应力腐蚀门槛应力强度因子分别为KISCC/KIC=0.66(水),0.73(甲醇)和0.75(甲酰胺), 其中断裂韧性KIC=(1.34±0.25)MPa•m1/2.
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爆炸喷涂NiCrAlTaY涂层的微观组织分析
张玉娟; 孙晓峰; 金涛; 韩松; 段绪海; 赵乃仁; 管恒荣; 胡壮麒
金属学报. 2003, 39 (2): 185-188 .  
摘要   PDF (217KB)
采用爆炸喷涂工艺在单晶镍 基高温合金上制备NiCrAlTaY抗氧化防护涂层. 借助XRD, SEM和EDS等技术对涂层的组织结构、表面硬度与粘结强度进行分析. 结果显示: 涂层由γ-Ni, γ’-Ni3Al, β-NiAl和喷涂过程中的氧化产物α-Al2O3组成. 涂层呈典型的扁片层状结构, 片层中存在柱状晶组织, 层与层之间结合紧密, α-Al2O3夹在片层间. 涂层内的孔洞残留有空气. 涂层的显微硬度大, 涂层/基体界面咬合紧密, 结合力强.
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爆炸喷涂NiCrAlY涂层的高温抗氧化行为
张玉娟; 孙晓峰; 金涛; 管恒荣; 胡壮麒
金属学报. 2003, 39 (2): 189-192 .  
摘要   PDF (204KB)
利用XRD, SEM和EDS检测了爆炸喷涂NiCrAlY涂层的高温氧化行为. 结果表明, 涂层1050℃恒温氧化动力学曲线符合抛物线规律, 涂层表面生成Al2O3保护膜. 氧化300 h, 表面氧化膜基本保持完好, 涂层/基体界面无开裂, 基体表层出现铝与氮的化合物. 与不加涂层的单晶镍基高温合金基体比较, 爆炸喷涂的NiCrAlY涂层高温抗氧化能力明显增强.
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Fe-Ti-B激光熔敷层中TiB2晶须的原位合成
王惜宝; 梁勇
金属学报. 2003, 39 (2): 193-198 .  
摘要   PDF (262KB)
为了降低激光熔敷Fe-B涂层的高度脆性, 使用不同成分的B4C和Fe-Ti合金混合粉末在奥氏体不锈钢基本上进行了激光熔敷, 得到了具有TiB2晶须强化的复合Fe-Ti-B涂层. 该涂层在保持原来Fe-B涂层的高硬度的同时, 其抗裂性能亦得到改善.
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超化学计量比Ti-Zr-V-Mn-Cr-Ni贮氢电极合金相结构及电化学性能研究
朱云峰; 李锐; 高明霞; 刘永锋; 潘洪革; 王启东
金属学报. 2003, 39 (2): 199-203 .  
摘要   PDF (219KB)
研究了超化学计量比对钛基贮氢合金相结构及电化学性能的影响. XRD及EDS分析表明, 超化海陆空计量比贮氢合金(Ti0.8Zr0.2)(V0.533Mn0.107Cr0.16Ni0.2)x(x=2, 3, 4, 5, 6)均主要由六方结构的C14型Laves相和体心立方结构的钒基固溶体相构成. 随着x值的增大, 两相的晶胞参数及晶胞体积均减小. 电化学性能测试表明, 当x的值在2-5范围内时, 随着x值的增大, 合金的最大放电容量, 放电电位, 高倍率放电性能(HRD), 循环稳定性, 交换电流密度I0以及极限电流密度IL均提高. 但继续增大x值后, 除放电电位, 高位率放电性能和循环稳定性继续有所提高外, 最大放电容量, 交换电流密度I0以及极限电流IL均减小. 此外, 随着化学计量比的增大, 合金电极的活化渐趋困难.
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纳米晶软磁薄膜Fe-Ti-N的结构、磁学性能和热稳定性研究
李丹; 顾有松; 常香荣; 李福燊; 乔利杰; 田中卓; 方光旦; 宋庆山
金属学报. 2003, 39 (2): 204-208 .  
摘要   PDF (197KB)
在高溅射功率900W下用 RF磁控油射方法制备了厚为 630-780 nm的Fe-Ti-N 薄膜.结果表明: 当膜成分(原子分数, %, 下同)在Fe-3.9Ti-8.8N和Fe-3.3Ti-13.5N范围内, 薄膜由α’和 Ti2N沉淀组成, 磁化强度 4\piMs超过纯铁, 最高可达2.38 T; 而矫顽力Hc下降为 89 A/m1,了可以满足针对1.55 Gb/cm2高存储密度的GMR/ 感应式复合读写磁头中写入磁头的需要. N原子进入α-Fe使α’具有高饱和磁化强度; Ti的加入, 阻止α’ →α+γ’的分解, 稳定了强铁磁性相α’, 是Fe-Ti-N具有高饱和磁化强度的原因. 由于由晶粒度引起的对Hc的影响程度 HcD与晶粒度D有以下关系: HcD∝D6, 晶粒度控制非常重要. N原子进入α-Fe点阵的八面体间隙, 引起极大的畸变, 使晶粒碎化. 提高溅射功率也使晶粒度下降.成本两者共同作用, 能使晶粒度下降到约14 nm, 使Hc下降. 晶界是择优沉淀地点, 在α’晶界上沉淀 Ti2N能起钉扎作用, 阻止晶界迁移, 使纳米晶α’不能长大. 薄膜的结构和Hc的稳定温度不低于520℃.
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锂离子电池正极材料LiCo1-xNixO2的制备和性能
刘国强; 徐宁; 曾潮流; 杨柯
金属学报. 2003, 39 (2): 209-212 .  
摘要   PDF (145KB)
以柠檬酸为螯合剂, 采用溶胶-凝胶法, 在800℃.下的空气环境中合成了不同x值的锂离子电池正极材料LiCo1-xNixO2, 当x<0.5时, 产物具有比较好的层状结构, 并且随着x的增加, 产物的充放电容量也随着升高; 当x=0.5时, 产物LiCo1-xNixO2的首次充放电容量分别为169和148 mA•h/g, 循环10次后, 放电容量仍达到129 mA•h/g. 当x>0.5时, 由于发生分解反应, 生成了非化学计量产物, 其结构上存在缺陷, 电化学性能也随着衰减.
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电场退火对08Al深冲钢板再结晶织构的影响
胡卓超; 赵骧; 左良
金属学报. 2003, 39 (2): 213-216 .  
摘要   PDF (158KB)
利用X射线衍射ODF分析方法, 研究了电场对08Al深冲钢板单台阶退火和双台阶退火再结晶织构的影响. 结果表明: 电场提高了再结晶γ纤维织构的强度, 同时降低了再结晶α纤维织构的强度. 产生上述结果的主要原因是由于电场降低了各取向的形变储能, 从而抑制了储存能小的取向晶核的形成及长大, 促进了储存能大的再结晶γ取向晶粒的择优生长.
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纳米复合Nd4.5(Fe, Ga, Co)77.5B18磁体的矫顽力和交换耦合作用
朱明刚; 李卫; 李岫梅; 郭永权
金属学报. 2003, 39 (2): 217-220 .  
摘要   PDF (169KB)
通过研究Nd4.5Fe76.5-xGaxCo1.0B18(x=0-0.6(原子分数, %))纳米复合粘结磁体的微结构和矫顽力, 发现Ga在晶界富Nd相中的分布高于(Fe, Co)3B和Nd2(Fe, Co)14B相, 矫顽力随Ga含量的增加是先下降然后增加, 当Ga含量较低时(x=0.2), 磁体的矫顽力随退火时间的变化关系出现一个明显的峰值, 这些现象可用合金的微结构和纳米双相复合磁体的交换耦合作用来解释.
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碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiCp/2024Al)的热变形行为
赵明久; 刘越; 毕敬
金属学报. 2003, 39 (2): 221-224 .  
摘要   PDF (157KB)
采用Gleeble-1500热模拟实验机对17%SiCp/2024Al(体积分数)复合材料在温度为573-773 K、应变速率为0.02-0.5 s-1变形条件下的热变形行为进行了研究. 结果显示, 复合材料的流变应力随变形温度的升高、应变速率的降低而降低, 采用位错颗粒交互作用模型能够合理的解释复合材料的应力-应变行为; 采用Power-Arrhenius型速率方程ε=Aσ1/mexp(-(Q/RT))对复合材料的热变形激活能Q进行了计算, 结果显示复合材料在不同的温度区间具有不同的激活能, 其中在623-723 K的变形温度区间内, 激活能为250 kJ•mol-1.
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