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ISSN 0412-1961
CN 21-1139/TG
创刊于 1956 年 (月刊)
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  2002年, 第38卷, 第4期 刊出日期:2002-04-18 上一期    下一期
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论文
Zn-2%Cu包晶合金定向凝固的微观组织
王猛; 林鑫; 苏云鹏; 沈淑娟; 黄卫东
金属学报. 2002, 38 (4): 337-341 .  
摘要   PDF (216KB)
对Zn-2%Cu包晶合金进行了定向凝固实验研究,考察了在不同凝固速度条件下获得的凝固组织,并对其组织构成及尺度分布进行了分析.结果表明,组织从低速到高速经历了棒状胞晶-等轴晶-列状胞晶-板状胞晶-共生结构的转变,其中高速组织特征间距λ与凝固速度υ之间存在λ@υ0.5477=550.5的关系,与低速胞晶组织相比较有显著差异;同时在没有出现平界面生长的条件下获得了包晶共生生长组织,由此对包晶共生生长的平界面假设提出了质疑.
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定向凝固NiAl-28Cr-5.8Mo-0.2Hf合金的高温拉伸蠕变行为
崔传勇; 郭建亭; 齐义辉; 叶恒强
金属学报. 2002, 38 (4): 342-346 .  
摘要   PDF (212KB)
研究了定向凝固NiAl-28Cr-5.8Mo 0.2Hf合金的显微组织和在982-1100℃,50-124 MPa应力下的高温蠕变行为.该合金是由NiAl相,Cr(Mo)相和少量Hf的固溶体相组成.蠕变测试结果表明:蠕变曲线是由较短的减速蠕变阶段和较长的加速蠕变阶段组成,且蠕变后的显微组织变化不大,蠕变变形机制是由位错攀移机制所控制.加速蠕变阶段蠕变速率的增加是由于裂纹的形成与扩展引起的.
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纳米Pb薄膜的球化及合并长大过程
张丽华; 隋曼龄; 张磊; 李斗星
金属学报. 2002, 38 (4): 347-351 .  
摘要   PDF (182KB)
利用透射电子显微镜原位观察技术对纳米Pb薄膜在电子束辐照下的形态变化过程进行了细致的观察研究.结果表明,形态不稳定的纳米Pb薄膜,发生球化转变;球化后的Pb颗粒具有很好的可动性;颗粒的随机运动和碰撞导致颗粒之间的合并长大.Pb颗粒的合并长大速率与Pb颗粒的平均尺寸和碰撞频率有关.从热力学角度对纳米Pb膜球化和Pb颗粒团聚长大的机制进行了探讨.
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糊状区变形及浓度再分布的模拟实验
沈厚发; C.Beckermann
金属学报. 2002, 38 (4): 352-358 .  
摘要   PDF (245KB)
用丁二腈-丙酮合金实验研究试样变形开始时间、初始厚度及变形量对枝晶变形及溶质再分布的影响.结果表明,枝晶变形满足幂次大于1的能量函数关系:枝晶变形能力主要与变形时糊状区固相分数有关:从糊状区挤出的液相相对浓度与固相分数、变形比率成线性关系.实验结果对建立糊状区变形与宏观偏析数学模型及优化连铸液芯压下工艺有意义.
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离心力作用下Al/SiCp系统二维凝固过程的数值模拟
杜卓林; 陈义良; 黄庆; 章明宇
金属学报. 2002, 38 (4): 359-364 .  
摘要   PDF (201KB)
采用数值计算方法对离心浇铸下Al/SiCp系统的二维凝固过程进行了研究,给出了各种因素对最终颗粒分布的影响.结果表明,从外侧面冷却时凝固件中颗粒的分布由内侧向外侧可依次分为以下区域:颗粒体积分数为零区、颗粒梯度区、颗粒堆积区以及最外侧的梯度薄层.外部介质对流换热系数减小时,颗粒堆积区和颗粒体积分数近似为零区范围将增大,而颗粒梯度区范围则会减小:颗粒尺寸增大或铸模转数增加时,也会产生同样情况.
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Ti-Al基合金中的Hall-Petch关系及影响因素分析
唐建成; 黄伯云; 贺跃辉; 刘文胜; 周科朝
金属学报. 2002, 38 (4): 365-368 .  
摘要   PDF (158KB)
研究了全层片状组织Ti Al基合金的室温拉伸性能与晶团尺寸的关系.Ti Al基合金的室温拉伸屈服强度和断裂强度与晶团尺寸成Hall Petch关系.当合金中添加替代元素Cr和Nb时,其Hall Petch斜率不变:而添加间隙元素C和B时,其Hall-Petch斜率增加.Ti-Al基合金的室温延伸率与晶团尺寸不满足Hall-Petch关系.
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颗粒增强金属基复合材料的屈服行为
丁向东; 刘刚; 王瑞红; 孙军; 江中浩; 连建设
金属学报. 2002, 38 (4): 369-375 .  
摘要   PDF (241KB)
运用空间轴对称弹塑性有限元方法和混合律模型,给出了应力应变分配系数与复合材料的弹性模量,屈服强度以及切线模量之间的定量关系式,并由此提出了一种新的定义颗粒增强金属基复合材料比例极限和屈服行为的方法.进而研究了颗粒形状(球体.正圆柱体以及椭球体)和材料结构参数(颗粒体积分数和颗粒根间距)对颗粒增强金属基复合材料拉伸变形行为的影响.研究表明.通过研究应力应变分配系数及其二阶导数来确定复合材料屈服行为的方法不仅适用于短纤维增强金属基复合材料,而且也适用于颗粒增强金属基复合材料该方法可以较好地反映出颗粒形状和材料结构参数对复合材料屈服行为的影响,预测的比例极限与已发表的实验结果吻合较好.
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循环变形提高SiC纤维增强铝基复合材料强度及塑性Ⅰ.实验现象
柳永宁; 楚丽平; 何家文; 杨盛良
金属学报. 2002, 38 (4): 376-380 .  
摘要   PDF (176KB)
对SiC纤维增强铝基复合材料经不同周次循环变形载荷后强度与塑性的测试表明.循环变形可使其强度、塑性均有所提高.经循环变形载荷作用10周次,抗拉强度提高20%;作用100周次,强度提高30%.塑性也有类似的变化.这一现象与传统疲劳损伤理论不一致.通过对基体材料、SiC纤维体以及复合材料板的各自独立循环变形实验可知,这一现象同循环变形过程中纤维与基体的界面结合强度适度降低有关,这种降低有助于复合材料的强度与塑性的配合.
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循环变形提高SiC纤维增强铝基复合材料强度及塑性Ⅱ.理论分析
柳永宁; 楚丽平; 何家文; 杨盛良
金属学报. 2002, 38 (4): 381-384 .  
摘要   PDF (178KB)
采用断裂力学方法获得了纤维增强复合材料强度与脱粘长度、纤维临界长度以及纤维体积分数的定量关系.该公式较好地预测了纤维的临界长度以及强度与纤维体积分数的关系.并再现了复合材料混合定则.该公式也较好地解释了丝状复合材料强度随短期循环变形载荷与周次增加而增加的现象其原因是在循环变形中.纤维与基体界面结合强度发生变化.导致纤维临界长度与脱粘长度发生变化.从而使复合材料强度增加,但这种增加是有限的和有范围的.循环变形的发展最终导致强度下降.
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Al-TiO2-B系热扩散反应法合成铝基复合材料基体组织的细化机理
朱和国; 王恒志; 吴申庆; 沈光骏; 李斌斌
金属学报. 2002, 38 (4): 385-388 .  
摘要   PDF (171KB)
研究了Al-TiO2-B反应系热扩散反应(XD)法合成铝基复合材料基体组织的细化机理.实验结果表明,在Al-TiO2系中未加硼粉时,反应产物Al3Ti呈细长棒状,并可贯穿基体晶粒,Al2O3为细小颗粒偏聚于基体的晶界,铝基体晶粒粗大.当Al-TiO2系中加入硼粉后,棒状物Al3Ti减少,当B/TiO2摩尔比rB/TiO2为2时,Al3Ti基本消失,B与Al3Ti反应产生的TiB2成为铝基体结晶时的核心,基体晶粒细化,Al2O3呈均匀分布.
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近液相线半连续铸造A356铝合金显微组织
王平; 路贵民; 崔建忠
金属学报. 2002, 38 (4): 389-392 .  
摘要   PDF (207KB)
采用近液相线半连续铸造法制备铸造A356铝合金,获得金属半固态加工要求的细小、等轴的"非枝晶"组织,研究了铸造温度、保温时间及冷却速度对该组织的影响规律结果表明,在液相线附近,降低铸造温度,有利于减小晶粒尺寸;晶粒平均等积圆直径最小可达42.6μm,初始固相体积分数最多可达98.4%.同一温度下,晶粒尺寸随保温时间的延长而粗化;冷却速度快,晶粒尺寸细小;同一铸锭,其中心部位的组织比边缘部位的组织粗大,且分布均匀、等轴特征明显.
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电磁铸造对2024铝合金力学性能和组织的影响
贾非; 金俊泽; 曹志强; 张兴国; 郝海
金属学报. 2002, 38 (4): 393-396 .  
摘要   PDF (178KB)
通过光学显微镜、差热分析仪和透射电子显微镜,对比分析了电磁铸造和连续铸造2024铝合金铸态及热处理态的显微组织和力学性能.电磁铸造铝锭的硬度较连续铸造铸锭提高1倍,疲劳性能提高2倍.差热分析曲线显示,电磁铸造试样具有比连续铸造高的热焓,说明其在加热过程中沉淀强化物析出较多.
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初生硅在熔体中的溶解动力学
张蓉; 赵志龙; 刘汉武; 刘林
金属学报. 2002, 38 (4): 397-399 .  
摘要   PDF (125KB)
研究了初生硅在熔体中的溶解特性,并以原子扩散为模型,考虑界面反应等因素的影响,建立了初生硅在过热熔体中的溶解动力学模型.同时以Al-17%Si合金为研究对象,采用等温液淬技术,对所建立的模型进行了实验验证.结果表明,初生硅在熔体中的溶解机制不是单纯受扩散控制的,而是由扩散、界面反应共同作用的结果.文中所建立的初生硅溶解模型可以较好地描述初生硅在不同温度过热熔体中的溶解特性.
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高钛渣中钛组分的选择性富集与长大
张力; 李光强; 娄太平; 隋智通
金属学报. 2002, 38 (4): 400-402 .  
摘要   PDF (142KB)
研究了改性处理对高钛渣中钛组分选择性富集以及富钛相金红石晶体析出长大的影响.实验结果表明,氧化可使高钛渣中的黑钛石转化为金红石;渣中加入改性剂CaO和P2O5后,再经过热处理改性,有利于钛组分的选择性富集和金红石晶体的长大粗化.
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Cu2O-Al体系的化学反应机理
王武孝; 袁森; 夏明许; 马红萍
金属学报. 2002, 38 (4): 403-406 .  
摘要   PDF (151KB)
在对Cu2O-A1体系进行热力学分析的基础上,测试了Cu2O与Al粉末压块在不同介质温度下反应的热分析曲线,并对反应后的试样进行了X射线衍射分析.结果表明.Cu2O-Al体系反应随介质温度升高可分为3个不同阶段:第1阶段,体系温度T<910 K,有少量Al2O3和Cu生成:第2阶段.体系温度为910 K≤T<1103 K,Cu2O-Al体系未发生化学反应:第3阶段.体系温度为1103 K≤T≤1373 K,Cu2O-Al体系发生化学反应.其产物为Cu,Al2O3及CuAlO2.
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Au/NiCr/Ta和Au/NiCr多层金属膜的划痕特征载荷
唐武; 马幼平; 徐可为; 王平; 李弦
金属学报. 2002, 38 (4): 407-410 .  
摘要   PDF (146KB)
采用摩擦力和声发射两种模式同时监测的划痕法研究了Au/NiCr/Ta和Au/NiCr多层金属薄膜的临界载荷Lc,并与TiN硬质薄膜进行了对比.实验结果表明:摩擦力和声发射模式均能反映出压头进入不同金属膜层时的变化,在单一金属薄膜层中两者均无大的变化.对应实验范围内不同的沉积温度,拐点特征载荷值基本不受其影响,而主要取决于多层膜的层厚和层数.
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N80油套管钢CO2腐蚀产物膜特征
陈长风; 路民旭; 赵国仙; 白真权; 严密林; 杨延清
金属学报. 2002, 38 (4): 411-416 .  
摘要   PDF (233KB)
在模拟的油田高温高压现场环境下研究了普通N80级油套管钢和含4%-5%Cr的N80油套管钢CO2腐蚀产物膜结构和离子选择性特征.结果表明.普通N80油套管钢形成的FeCO3腐蚀产物膜具有阴离子选择透过性.这种特征对基体保护性较差,且容易诱发点蚀:含4%-5%Cr的N80油套管钢形成的Cr(OH)3非晶态腐蚀产物膜具有阳离子选择透过性,它不仅可以显著降低腐蚀速率.而且可以抑制点蚀的发生.
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Ti3SiC2在900℃与1000℃下的热腐蚀行为
刘光明; 李美栓; 周延春; 张亚明
金属学报. 2002, 38 (4): 417-420 .  
摘要   PDF (161KB)
研究了Ti3SiC2三元层状陶瓷材料在900和1000 ℃下由Na2SO4盐膜引起的热腐蚀行为.用XRD及SEM分析了腐蚀产物膜的成分、结构和形貌等.实验表明,腐蚀膜由TiO2和SiO2混合组成;在结构上明显地分成两层.外层晶粒粗大且多孔,内层晶粒细小且致密.Ti3SiC2与熔融盐接触时遭受较严重的腐蚀.
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Zr-Al-Ni-Cu块体非晶合金的成分设计与微结构表征
陈伟荣; 王英敏; 羌建兵; 董闯
金属学报. 2002, 38 (4): 421-426 .  
摘要   PDF (201KB)
以等电子浓度和等原子尺寸为判据,设计了6种不同成分的Zr Al-Ni-Cu合金,用吸铸法制备了上下端直径分别为3和4 mm,长度为30 mm的合金棒.DSC和DTA结果表明,这些合金均主要由非晶构成,且均具有大的过冷液相区范围ΔTx,高的玻璃转变温度Tg和约化玻璃转变温度Trg.XRD和TEM的结果表明.除了含Cu量(原子分数.%)≥20的2个合金中有少量的晶体相析出外.其余试样中未见晶体相的析出:同时,样品上下端析出的晶体相的种类不同.表明冷速不同对晶体相的种类有影响.
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双面电弧焊的凝固组织特征
潘春旭; Y.M.Zhang; A.T.Male
金属学报. 2002, 38 (4): 427-432 .  
摘要   PDF (292KB)
探索了一种新的焊接方法--双面电弧焊在焊接各种材料时的特点.该方法利用两个常规的电弧在工件两侧同时施焊.焊接电流从一个焊炬通过工件流入另一个焊炬.除了具有会聚电弧、提高焊接熔透能力外.该焊接工艺还能够促进焊接凝固时的"柱状晶向等轴晶的转变".改善焊缝组织.减少焊接气孔率.这些特点对于提高焊接接头的机械性能具有重要的意义.
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LY12铝合金摩擦焊接过程的电场效应
傅莉; 杜随更; 介万奇
金属学报. 2002, 38 (4): 433-437 .  
摘要   PDF (229KB)
定量研究了外加强电场对LY12铝合金摩擦焊接头热影响区(HFZ)中动态再结晶区宽度与晶粒尺寸的影响,并初步探讨了其影响机制.实验结果表明,外加强电场使动态再结晶区晶粒细化、等轴性提高,超细等轴晶区亦加宽.此外,采用较高焊接压力时,电场的引入使焊接接头的动态再结晶区宽度增大10%-30%;采用中等摩擦压力施焊时,电场的作用不但使焊接接头动态再结晶区宽度明显增加,而且还影响其沿径向的分布形态,使近轴心线处的动态再结晶区宽度趋于均匀.可以推断,外加强电场可使摩擦焊接头更易发生动态再结晶,而且强电场使焊合区组织的细化与均匀化,有利于提高焊接接头性能.
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Mo/PSZ系复合材料的热学、力学性能与组成的关系
江莞; 李敬锋
金属学报. 2002, 38 (4): 438-442 .  
摘要   PDF (295KB)
在全组成范围内对Mo/PSZ系两相复合材料进行了组织结构的定量表征和热物理性能及高温力学性能的测试,详细讨论了两相复合材料在不同温度下热传导特性和变形、破坏特性与复合组织的依存关系.实验结果证明,Mo/PSZ系复合材科的热传导率、变形及破坏举动等特性不仅与测定温度和组成有关,而且强烈依存于复合材料的组织特征.
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活性填料控制的先驱体裂解陶瓷的尺寸变化
谢征芳; 陈朝辉
金属学报. 2002, 38 (4): 443-448 .  
摘要   PDF (224KB)
对单一先驱体、先驱体/惰性填料、先驱体/活性填料体系裂解陶瓷的尺寸变化进行了模型分析.从理论上分析了活性填料体积分数与裂解陶瓷体积收缩率和线收缩率之间的关系.揭示了活性填料的临界体积分数与活性填料反应的产率、反应前后的密度比之间的相关性.以聚碳硅烷先驱体为例.预测了在不同反应情况下,常见活性填料的临界体积分数.增加活性填料体积分数,可降低陶瓷产物的体积收缩率和气孔率.
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