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ISSN 0412-1961
CN 21-1139/TG
创刊于 1956 年 (月刊)
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  2001年, 第37卷, 第5期 刊出日期:2001-05-18 上一期    下一期
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论文
材料制备工艺的计算机模拟
李殿中; 张玉妥; 刘实; 李依依
金属学报. 2001, 37 (5): 449-452 .  
摘要   PDF (212KB)
评述了计算机模拟技术在材料制备工艺中的作用、研究现状、动向与今后发展趋势.在此基础上对该领域的发展提出了若干建议
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埋地管道在近中性pH和高pH环境中的应力腐蚀开裂
方丙炎; 王俭秋; 朱自勇; 韩恩厚; 柯伟
金属学报. 2001, 37 (5): 453-458 .  
摘要   PDF (282KB)
综述了埋地管道经典型的高pH应力腐蚀开裂(高pH SCC)与近十多年来发现和研究的近中性pH应力腐蚀开裂(近中性pH SCC)的异同,影响因素以及机理,最后展望了埋地管道的未来研究方向.
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Mg3MNi2(M=Ti,Al)的晶体结构
吕光烈; 陈林深; 胡秀荣; 王连邦; 袁华堂
金属学报. 2001, 37 (5): 459-462 .  
摘要   PDF (139KB)
Al和Ti对Mg2Ni结构中部分Mg的取代,得到与Mg2Ni晶体结构不同的新型合金.多晶X射线结构分析表明,其化学式为Mg3MNi2(M=Ti,Al),立方晶系,空间群Fd3m,Z=16,48个Mg坐落在48(f),16个M(M=Al,Ti)坐落在16(d)位,32个Ni坐落在32(e)位,Mg3AlNi2的晶胞参数a=1.15474(2)nm,Mg3TiNi2的a=1.16178(2)nm.与Mg2Ni相比,Mg3MNi2合金的晶体密度更大,Mg-Ni键长更长,吸放氢温度降低,循环寿命延长.
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Nd2Fe14B/α-Fe/非晶Nd-Fe-B三相纳米交换耦合磁体中的结构弛豫
计齐根; 田宗军; 顾本喜; 章建荣; 都有为
金属学报. 2001, 37 (5): 463-466 .  
摘要   PDF (185KB)
用旋淬法制备了Nd2Fe14B/α-Fe基复相纳米交换耦合磁体粉末样品发现样品由于在室温下的结构弛豫导致磁性能的较大变化.在淬态Nd-Fe-B非晶相和Nd2Fe14B/α-Fe纳米晶共存的三相交换磁体中,其效果更为明显.而在淬态完全非晶态或晶态的单相或复相交换磁体中,结构弛豫对磁性能的影响较弱淬态Nd10Fe83B6In磁体粉末经过在室温下置放1年时间后,内禀矫顽力Hc由刚出炉时的296 kA/m增加至384 kA/m,剩磁比mr从0.55增至0.62.非晶相的存在为晶粒发展完备的晶界提供了可能应力和缺陷集中的边界区域的结构弛豫和原子调整使得相邻接的相与相、晶粒与晶粒之间的结晶学相关性提高,交换耦合增强.同时完善的晶界也增强磁体的磁硬化.X射线衍射结果显示结构弛豫的最终结果使得衍射峰宽化,极有可能在晶界处形成了畸变的晶间相.而正是这种畸变的晶间相对磁性能的增强起了关键的作用
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Pt-Rh二元合金系表面偏聚的分析型EAM模型计算
邓辉球; 胡望宇; 舒小林; 赵立华; 张邦维
金属学报. 2001, 37 (5): 467-471 .  
摘要   PDF (206KB)
应用分析型EAM多体势和Monte Carlo模拟方法研究了Pt-Rh合金系的表面偏聚情况.模拟结果显示,不同Pt含量的合金以及不同的表面,最外层都富集Pt原子,次外层富集Rh原子,剖面成分呈振荡分布(111)面和(100)面的成分偏聚量差别较大:(111)面的Pt原子偏聚量较(100)面小得多,且前者只有最表面3层原子发生偏聚,而后者的成分偏聚影响表面至少10层.模拟结果与已有理论和实验结果符合得很好
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FCC,BCC和HCP结构两相合金中置换型元素理想分配比和分配系数及晶胞比的确定
彭志方; 任遥遥
金属学报. 2001, 37 (5): 472-476 .  
摘要   PDF (135KB)
从原子分数及晶胞原子数的角度导出FCC,BCC及HCP结构两相合金中元素分配比和分配系数.通过对上述3种典型合金相结构的9种组合计算发现,任意两相之间存在一致的元素分配比和元素分配系数;两相各自的晶胞数及其比值与合金及其组成相成分之间存在特征关系;采用合金元素分配系数法算得的合金相成分与其观测值或采用统计回归法算得的相应值吻合程度较好.
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界面散射对Ni80Co20/M(M-Co,Cr,Ag)多层膜各向异性磁电阻的影响
何贤美; 童六牛
金属学报. 2001, 37 (5): 477-482 .  
摘要   PDF (252KB)
用磁控溅射方法制备了Ni80Co20/M(M=Co,Cr,Ag)多层膜样品系列,Co,Cr,Ag杂质层的标称厚度为0.1 nm,研究了界面散射对多层膜的磁及输运性质的影响.零场电阻率ρ的测量结果表明,对含Cr样品,p随杂质层间距L的依赖关系能较好的用Fuchs-Sondheimer(F-S)理论描述.而对含Co和Ag样品,ρ随L的依赖关系在L小于15 nm时开始偏离F-S理论.磁电阻测量表明,含Cr和Ag样品,各向异性磁电阻△ρ在L<15 nm时随L的减小陡然下降.对含磁性Co元素的样品,其△p值在L>15 nm时高于Ni80Co20单层薄膜的△ρ值;在L<15 nm时△p值随L呈现振荡变化的趋势.磁性测量表明,三个系列样品的矫顽力Hc在L<15 nm时都随L近似直线上升,在L>15 nm后趋于饱和;经400℃真空退火后Hc都显著下降.
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机械合金化合成NiAl/HfB2复合材料的组织与力学性能
杨福宝; 郭建亭; 周继扬
金属学报. 2001, 37 (5): 483-487 .  
摘要   PDF (225KB)
球磨Ni,Al,Hf和B元素粉末反应合成NiAl/HfB2复合材料,形成机制归结为机械碰撞诱发的自蔓延反应.采用热压和热等静压工艺将纳米双相复合粉末压制成较密实的块体材料,进而研究其微观组织与力学性能.结果表明"反应球磨+热压"制备的NiAl/HfB2复合材料基体晶粒细小,原位生成的弥散相颗粒主要分布于基体晶界,其强化效果显著而对塑性的削弱作用较小;不同温度下的压缩屈服强度均远高于铸态NiAl,且压缩变形量均超过10%;高温下材料的屈服强度依赖于应变速率,用线性回归方法计算出的应力指数n和变形激活能Q高于单相NiAl,与含弥散相比例较高的XD NiAl-20%TiB2(体积分数)复合材料相当.
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熔体过热历史对Ni基高温合金定向凝固界面形态的影响
陈光; 俞建威; 谢发勤; 傅恒志
金属学报. 2001, 37 (5): 488-492 .  
摘要   PDF (272KB)
在控制温度梯度、抽拉速率等工艺参数相同的条件下,首次发现熔体过热历史对Ni基高温合金定向凝固界面形态具有显著影响.随着熔体过热温度的提高和过热时间的延长,液固界面稳定性降低;相反,随着低温静置时间的延长,液固界面稳定性提高.熔体热历史对定向凝固液固界面形态影响的根本原因在于对熔体结构状态的改变,进而影响凝固过程.
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表面部分成膜金属阳极溶解模型及其振荡与混沌行为
李学良; 鲁道荣; 朱云贵; 何建波; 王华林
金属学报. 2001, 37 (5): 493-498 .  
摘要   PDF (214KB)
提出了金属表面生成MOH和MO两种膜的阳极溶解过程反应模型,导出了溶解反应动力学方程.对溶解过程中反应物浓度和表面覆盖度等系统状态变量的不动点进行了线性稳定性的分析,研究了不动点的稳定性.对模型的状态变量全局运动状态和行为进行了计算机模拟,研究了其中的振荡行为,分析了反应参数对动力学行为的影响.结果表明:模型中存在膜的生成与溶解导致溶解过程的复杂化,该动力学模型呈现十分丰富的振荡和混沌行为,反应速率常数的改变导致反应物由稳态至非稳态的变化,呈现出溶解离子浓度和表面膜覆盖度的周期性及非周期性振荡,非周期性振荡具有混沌的特性.探讨了溶解过程中物质浓度、MOH(ad)和MO(ad)的覆盖度随时间变化的动态特征,分析和讨论金属阳极溶解过程中基本规律.成膜过程中MO(ad)、金属基体M和反应生成MOH(ad),构成反应过程中的反馈,表征为反应中存在非线性及多种耦合作用模型中动力学速率常数等参数改变,使得耦合在适当的条件下得到强化,这是复杂振荡产生的主要原因.
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Ni基高温合金的真空冶炼脱硫
牛建平; 杨克努; 金涛; 孙晓峰; 管恒荣; 胡壮麒
金属学报. 2001, 37 (5): 499-502 .  
摘要   PDF (144KB)
研究了Ni基高温合金用CaO坩埚真空感应精炼过程中含S量的变化;发现只用CaO坩埚并不进行脱S.通过熔体化学成分变化研究了加Al的脱S作用;结合坩埚壁的XRD分析和成分分析数据讨论了CaO坩埚脱S机理;对CaO坩埚内壁表面发生的化学反应进行了热力学计算和讨论
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脆性材料中的微裂纹尖端结构与断裂
李志成; 刘路; 吴昕; 贺连龙; 徐永波
金属学报. 2001, 37 (5): 503-506 .  
摘要   PDF (217KB)
利用低载荷Vickers压痕的方法在GaAs单晶中诱发微裂纹,通过透射电子显微镜和高分辨电子显微镜对裂纹尖端进行了观察结果表明,裂纹尖端前沿诱发了位错;沿着裂纹扩展方向出现了晶格扭曲,进而产生局部的无序化结构;无序化结构的扩大与连接形成具有1-2 nm宽度的非晶窄带.裂纹在非晶窄带中萌生,并沿着非晶带扩展.弯曲的裂纹表面和具有一定宽度的裂纹尖端说明,裂纹的扩展并不是沿着某特定的原子面原子键脱开,而是在非晶窄带中由结合键较弱的原子之间的断键并相互连接的结果.
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疲劳Cu单晶驻留滑移带的演化及其内应力场
杨继红; 李勇; 李守新; 马常祥; 王刚; 柯伟
金属学报. 2001, 37 (5): 507-511 .  
摘要   PDF (367KB)
利用扫描电镜电子通道衬度(SEM ECC)技术,对单滑移取向疲劳Cu单晶从基体脉络位错结构到驻留滑移带(PSBs)位错结构的演化进行了观察且对这个演化过程中典型的位错结构进行了模拟计算,给出了PSBs演化过程中典型位错结构内应力场的分布结果表明:在从基体脉络位错结构到PSBs位错结构的演化过程中,内应力的分布是不均匀的,位错密集区域(基体脉络和PSBs墙中)比位错贫乏区域(通道中)平均内应力分布相对集中,PSBs夹层与基体相比平均内应力的分布相对较弱,PSBs与基体边界处存在很大的应力差.由观察和计算结果对PSBs演化给出了一个新的可能的演化机制
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高强钢应力腐蚀门槛值随强度的变化规律
李会录; 惠卫军; 王燕斌; 董瀚; 翁宇庆; 褚武扬
金属学报. 2001, 37 (5): 512-516 .  
摘要   PDF (173KB)
恒位移试样测量表明,40CrMo钢在3.5%NaCl水溶液中应力腐蚀(SCC)门槛应力强度因子KISCC随屈服强度σs指数下降.即KISCC=1.38×106exp(-8.26×10-3σs).动态充氢时氢致开裂(HIC)门槛应力强度因子KIH随试样中可扩散氢浓度C0(10-6)的对数而线性下降,即KIH=31.1-9.1 ln C0.SCC时也遵循这个规律发生HIC型SCC的临界氢浓度Cth随σs指数下降,从而可导出KISCC=aκexp(-k2σs),其中a=3RT√πρ/2(1+v)VH,RT是热能,ρ是裂纹止裂时的曲率半径,VH是氢在钢中的偏摩尔体积,v为Poission比,k1和k2则是和成分及组织有关的常数.
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基于模糊模式识别的金属材料海水腐蚀形貌诊断系统
王守琰; 孔德英; 宋诗哲
金属学报. 2001, 37 (5): 517-521 .  
摘要   PDF (404KB)
采用图像扫描方法获得了碳钢、低合金钢实海试片的腐蚀形貌图像,并对图像进行预处理及灰度分析;将所得样本的灰度值分布和对应的腐蚀形貌作为知识库的标准样本,用模糊模式识别理论建立了腐蚀形貌诊断系统,可以由扫描灰度值分布判断金属的表面腐蚀形貌.
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次亚磷酸钠对贮氢合金活化性能的影响
花均社; 孙玉珍; 王文皓; 孙文生; 才庆魁; 胡壮麒
金属学报. 2001, 37 (5): 522-526 .  
摘要   PDF (191KB)
采用次亚磷酸钠溶液对熔体旋淬技术制备的快凝贮氢合金粉M1Ni3.6Co0 7Mn0 3Al0 4进行还原处理,使其表面形成一个富Ni层,可显著改善合金粉的电化学活性经处理的快淬合金粉仅2次充放电循环其放电容量便可达到241 mA•h•g-1,而未经处理的同一合金粉经5次充放电循环其放电容量也只有222 mA•h•g-1.AES及XPS分析表明表面氧化层的性质对于在碱溶液中金属氢化物电极的活化过程具有重要影响
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AZ91合金的热裂行为研究
王业双; 丁文江; 王渠东; 朱燕萍
金属学报. 2001, 37 (5): 527-530 .  
摘要   PDF (167KB)
介绍了一种新的研究合金热裂行为的方法通过精确记录合金凝固过程中的应力和温度信息,并结合金相手段,对AZ91合金的热裂行为进行了研究实验结果表明,在实验条件下AZ91合金最可能产生热裂的温度为实际凝固结束温度424.2℃,凝固后期共晶组织的出现是AZ91合金产生热裂的直接诱因
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用有限元多晶体弹塑性模型预测FCC金属冲压变形后的织构和塑性各向异性
苏世忠; 李明哲; 李东平; 高桥宽
金属学报. 2001, 37 (5): 531-536 .  
摘要   PDF (201KB)
开发出一套适于FCC(面心立方)金属的三维弹塑性有限元程序FEPM-3DFCC,该程序将与应变速率无关的多晶体弹塑性模型引入到立方体单元晶粒塑性应变增量的计算中文中以Al板为例用FEPM-3DFCC程序计算出常温下单向拉伸和压缩,双向压缩、平面应变、面内剪切和厚向剪切等六种典型受力状态下的织构演变和各向异性变化,并对Al圆管扭曲与拉伸复合加载和Al圆管冷径缩挤拔加工进行了数值模拟.
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GTA焊接电弧与熔池系统的双向耦合数值模拟
雷永平; 顾向华; 史耀武; 村川英一
金属学报. 2001, 37 (5): 537-542 .  
摘要   PDF (236KB)
建立了GTA焊接过程电弧与熔池双向耦合统一数学模型.该模型考虑了熔池自由表面变化对电弧和熔池的影响,并通过不断更新自由表面形状实现了电弧与熔池相互耦合.电弧和熔池的两组控制及辅助方程采用有限差分法进行求解.计算中采用了适体坐标系以确定不断变化的自由表面形状用所建模型对304不锈钢材料的定点GTA焊接过程进行了数值计算分析,取得了良好效果.
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用改进单纯形法优化钢的硬度与强度换算公式
缪宗华; 李正红
金属学报. 2001, 37 (5): 543-546 .  
摘要   PDF (114KB)
运用改进单纯形法,通过调整有关参数,对钢的硬度与强度换算公式进行优化设计,得到换算精度更高的换算公式:σb=208.96+43.48HRC-1.18HRC2+HRC3/54.53,式中HRC为洛氏C级硬度值.
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高能球磨过程中Ti与BN的反应
李建林; 胡克鳌; 周勇
金属学报. 2001, 37 (5): 547-550 .  
摘要   PDF (174KB)
通过研究高能球磨工艺制备纳米复合粉体过程中Ti与BN的反应过程和机理,对所制备粉体的显微结构进行了表征实验结果表明,采用金属Ti和BN为原料,球磨10 h后,即形成球状纳米复合粉体,其中球状粉体颗粒的尺寸在随后的球磨过程中基本保持不变BN由于球磨而发生解理进而包裹Ti颗粒可能是形成稳定的球状纳米颗粒的原因球磨30 h后,Ti与BN开始反应生成TiN.TiN纳米粒子与未反应的Ti,B和BN共同形成平均粒径约100 nm的、较均匀分布的球状纳米复合粉体.
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Al2O3/20%Ni网状复合材料抗热震性研究
张芳; 王介强; 辛宁; 修稚萌; 徐家桢; 孙旭东
金属学报. 2001, 37 (5): 551-554 .  
摘要   PDF (155KB)
采用热压方法制备了Al2O3/20%Ni网状复合材料,通过压痕-淬火法在、300-900℃淬火温差范围内评估了热震抗力结果表明,复合材料的抗热震性明显高于单相Al2O3陶瓷.根据材料的力学和物理性能,计算了Al2O3陶瓷和Al2O3/20%Ni网状复合材料的抗热震因子R'和R"",结果表明,复合材料的抗热震因子亦大于单相Al2O3陶瓷,与热震实验结果相吻合
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短纤维/晶须增强金属基复合材料的弹塑性本构关系
刘秋云; 刘晓宇; 王乃鹏; 梁乃刚
金属学报. 2001, 37 (5): 555-560 .  
摘要   PDF (221KB)
研究了短纤维/晶须增强金属基复合材料在弹塑性变形中的应变分布,得到了增强体与基体应变的统计规律,提出了短纤维/晶须增强金属基复合材料的材料模型,导出了相应的弹塑性本构关系,预测了硼酸铝晶须增强Al基([AlBO]w/Al)复合材料单轴拉伸应力应变关系,结果与实验吻合良好.
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