ISSN 0412-1961
CN 21-1139/TG
创刊于 1956 年 (月刊)
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1. 综述:近 α 型和 α + β 两相钛合金的微织构
赵子博, 谭海兵, 张博华, 刘玉敬, 刘建荣, 郭会明, 曾卫东, 田伟, 王清江
金属学报    2026, 62 (2): 275-288.   DOI: 10.11900/0412.1961.2024.00449
摘要 (14348)   HTML (142)    PDF(pc) (4128KB)(11266)    收藏

近α和α + β两相钛合金是航空、航天关键工程领域的核心材料。提高钛合金锻件性能,特别是大型锻件的性能稳定性一直是工程领域的研究热点。钛合金锻件中普遍存在微织构,严重降低了锻件的疲劳等关键性能,是制约钛合金锻件综合性能的关键因素之一。通过优化热加工工艺提高材料晶体取向分布均匀性是进一步改善合金性能的可行手段。本文综述了钛合金锻件微织构产生原因以及潜在的负面影响,并讨论了其控制措施。最后,针对改善钛合金锻件组织均匀性进行了展望。

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2. 冷却速率对GWZ1032K合金中14H-LPSO结构形成的影响
张松 袁广银 卢晨 丁文江
金属学报    2010, 46 (10): 1192-1199.   DOI: 10.3724/SP.J.1037.2010.00177
摘要 (10096)      PDF(pc) (4319KB)(1695)    收藏
采用金属型铸造和慢速凝固, 在不同冷却速率下制备了Mg-10Gd-3Y-1.8Zn-0.5Zr(质量分数, %) (GWZ1032K)合金. 采用SEM, TEM和XRD研究了冷却速率不同的GWZ1032K 合金的组织和相构成. 在GWZ1032K合金中, α-Mg基体中的层片状14H-LPSO结构随着冷却速率的下降而增加, 在冷却速率为0.005℃/s的试样中充满了整个晶粒;随着合金冷却速率降低, GWZ1032K合金中晶界第二相分别由5℃/s时的(Mg, Zn)3RE相转变为0.5 和0.1℃/s时的(Mg, Zn)3RE相和14H-LPSO结构的χ相共存;在0.01和0.005℃/s时只有14H-LPSO结构的$\chi$相. 结果显示在接近于平衡凝固的缓慢冷速条件下, 更容易形成具有稳定结构的层片状14H-LPSO结构和χ相.在冷却速率为0.5和0.1℃/s时, (Mg, Zn)3RE共晶相和χ相共存, (Mg, Zn)3RE共晶相和χ相的位向关系为 [110]χ phase//[223](Mg, Zn)3RE和∠g(001)χ phase g(110) (Mg, Zn)3RE=8.4°.
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3. 机器学习在材料研发中的应用
谢建新, 宿彦京, 薛德祯, 姜雪, 付华栋, 黄海友
金属学报    2021, 57 (11): 1343-1361.   DOI: 10.11900/0412.1961.2021.00357
摘要 (9664)   HTML (102)    PDF(pc) (3475KB)(8055)    收藏

大数据和人工智能技术的快速发展推动数据驱动的材料研发快速发展成为变革传统试错法的新模式,即所谓的材料研发第四范式。新模式将大幅度提升材料研发效率和工程化应用水平,推动新材料快速发展。本文聚焦机器学习辅助材料研发这一新兴领域,以材料预测和优化设计为主线,在简述材料特征构建与筛选的基础上,综述了机器学习在材料相结构、显微组织、成分-工艺-性能、服役行为预测等方面的研究进展;针对材料数据样本量少、噪音高、质量差,以及新材料探索空间巨大的特点,综述了机器学习模型与优化算法和策略融合,在新材料优化设计中的研究进展和典型应用。最后,讨论了机器学习在材料领域的发展机遇和挑战,展望了发展前景。

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4. 中国材料基因工程研究进展
宿彦京, 付华栋, 白洋, 姜雪, 谢建新
金属学报    2020, 56 (10): 1313-1323.   DOI: 10.11900/0412.1961.2020.00199
摘要 (9060)   HTML (100)    PDF(pc) (1951KB)(6537)    收藏

材料基因工程是材料领域的颠覆性前沿技术,将对材料研发模式产生革命性的变革,全面加速材料从设计到工程化应用的进程,大幅度提升新材料的研发效率,缩短研发周期,降低研发成本,促进工程化应用。本文从基础理论与方法、关键技术与装备、新材料研发与工程化应用、人才培养以及材料基因工程新理念的形成和推广等方面,综述了中国材料基因工程的研究进展,并提出了未来发展方向建议。

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5. ScMn2合金贮氢(氘)性能
李武会 田保红 马坪 吴尔冬
金属学报    2012, 48 (7): 822-829.   DOI: 10.3724/SP.J.1037.2012.00109
摘要 (9030)      PDF(pc) (1185KB)(1485)    收藏
利用XRD研究了ScMn2合金及其氢(氘)化物的晶体结构; 利用Sieverts装置测量了合金的吸氢活化性能、P-C-T曲线及吸氢动力学曲线; 利用热重--差热分析仪(TG-DSC)研究了ScMn2H3.6钝化后的放氢动力学. 结果表明, ScMn2的氢(氘)化物保持了母合金C14型Laves相结构, 吸氢造成的晶胞体积膨胀约为25%; ScMn2在室温常压下能与H(D)迅速发生反应, 具有优异的活化性能; 100 kPa, 298 K时, 1 mol ScMn2合金的贮氢量和贮氘量分别约为3.7和3.6 mol; ScMn2具有较低的吸、放氢滞后临界温度, 优异的平台特征以及较低的平台压, 适于H及其同位素贮存. 与室温平台压对应的合金氢化物的?H和?S分别为-45 kJ/mol和-80 J/(K?mol); ScMn2在113 kPa初始H2(D2)压强下吸氢(氘)动力学可用JMA模型描述, 反应级数为0.4, 吸氢和吸氘的表观活化能分别为(16±0.3)和(19±1.7) kJ/mol, 此活化能的差异使ScMn2有可能用于H同位素分离; 钝化后的合金氢化物在639 K时能完全放氢, 放氢的表观活化能为 (144±14) kJ/mol.
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6. ZnHA/TiO2复合涂层的制备及生物相容性
张静莹 齐民 杨大颐 艾红军
金属学报    2011, 47 (4): 429-434.   DOI: 10.3724/SP.J.1037.2010.00448
摘要 (8953)      PDF(pc) (739KB)(1280)    收藏
为改善羟基磷灰石(HA)涂层与Ti基体的结合性能及成骨性能, 在纯Ti表面先通过微弧氧化方法形成多孔TiO2, 然后通过溶胶-凝胶法在其上形成ZnHA生物涂层. 利用SEM和XRD观察和分析样品的表面形貌和物相组成, 采用火焰原子吸收分光光度法测量Zn2+的释放浓度. 将MG-63细胞直接接种于样品表面, 评价成骨细胞在样品表面的黏附和增殖. 噻唑蓝(MTT)比色分析结果表明, 细胞在ZnHA/TiO2-2和ZnHA/TiO2-3涂层的样品表面增殖率比对照组(HA)显著增加, 倒置荧光显微镜下可观察到细胞在改性样品表面黏附和伸展良好. 由此表明, 带有ZnHA/TiO2复合涂层的Ti种植体应具有更好的机械结合性能和生物相容性.
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7. 反铁磁Fe1-xMnx(0.30≤x≥0.55) 合金的磁致伸缩
许云伟; 马天宇; 张晶晶; 严密
金属学报    2008, 44 (10): 1235-1237.  
摘要 (7992)      PDF(pc) (1028KB)(966)    收藏
采用真空感应熔炼法, 制备Fe1-xMnx(x=0.30, 0.35, 0.40, 0.50,0.55(原子分数))合金, 在1000 ℃保温24 h, 炉冷至室温. 研究了不同结构Fe1-xMnx合金样品的室温磁致伸缩性能. 结果表明, x≤0.40时, Fe1-xMnx合金样品为γ+ε双相结构, 并且ε相体积分数随Mn含量增加而减小, 磁致伸缩性能较差; x>0.40时, 合金样品为单一的γ相, 具有良好的磁致伸缩性能. Fe0.50Mn0.50合金样品在1.9 T磁场中的磁致伸缩可达8.73×10-4.
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8. NiCrAlY/Al--Al2O3/Ti2AlNb高温抗氧化和力学性能研究
李海庆,宫骏,孙超
金属学报    2012, 48 (5): 579-586.   DOI: 10.3724/SP.J.1037.2012.00087
摘要 (7696)      PDF(pc) (2832KB)(1188)    收藏
采用电弧离子镀技术在NiCrAlY涂层与O相Ti2AlNb合金之间沉积不同Al∶Al2O3比例的 Al--Al2O3薄膜作为扩散阻挡层. 研究了900 ℃下恒温氧化500 h后NiCrAlY/Al--Al2O3/Ti2AlNb 体系中Al--Al2O3层阻挡合金元素互扩散的行为, 以及对涂层氧化动力学曲线的影响. 结果表明, 没有添加扩散阻挡层的NiCrAlY/Ti2AlNb体系, 涂层和基体之间的元素互扩散十分严重, 涂层丧失抗氧化能力;而添加扩散阻挡层的材料体系, 涂层和基体之间的元素互扩散受到抑制, 涂层的长期抗高温氧化性能得到提高. 对于3Al--Al2O3, 1Al--Al2O3和0Al--Al2O3~3种扩散阻挡层, 综合比较材料体系的抗氧化性能、阻挡层阻挡涂层和基体元素互扩散能力、以及涂层和基体之间结合力, 当1Al--Al2O3薄膜作为扩散阻挡层时, 材料性能最优异. 同时, 本文利用扩散阻挡系数简洁定量地表示出不同Al∶Al2O3比例阻挡层的阻挡扩散能力.
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9. 基于内聚力模型的AISI4135高强钢氢致滞后断裂数值模拟
王艳飞 巩建鸣 蒋文春 姜勇 唐建群
金属学报    2011, 47 (5): 594-600.   DOI: 10.3724/SP.J.1037.2010.00711
摘要 (7624)      PDF(pc) (1336KB)(1194)    收藏
基于有限元ABAQUS软件, 利用内聚力模型和与H相关的线性内聚力-张开位移率关系, 开发了顺次耦合的氢致滞后断裂有限元计算程序, 预测了预充H的AISI4135高强钢圆柱缺口试样在常载荷拉伸条件下的滞后断裂时间和裂纹萌生位置, 同时考察初始H含量、缺口尖端应力集中系数和拉伸载荷对滞后断裂的影响, 并和文献报道的相关实验结果进行比较. 结果表明, CZM模型能够较好地模拟预充H高强度钢的氢致滞后断裂过程, 预测结果和实验结果基本一致. 氢致滞后断裂存在 H临界值, 当缺口尖端高应力区聚集的H浓度达到临界值时, 裂纹才会在此萌生, 此临界值与材料所受的载荷大小、缺口尖端的应力集中系数(缺口半径)有关, 而与初始H浓度无关. 随着缺口尖端应力集中系数、拉伸载荷的降低, 滞后时间将显著增大, 临界H浓度也增大.
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10. NiAl--Cr(Mo)--Ho--Hf共晶合金的高温磨损特性
王振生 郭建亭 周兰章 盛立远 胡壮麒
金属学报    2009, 45 (3): 297-301.  
摘要 (7195)      PDF(pc) (990KB)(1171)    收藏

采用滑动磨损实验测试了NiAl--28Cr--5.6Mo--0.25Ho--0.15Hf(原子分数, %)共晶合金与SiC陶瓷配副在600---1000 ℃下的摩擦磨损特性. 结果表明, 在700---900 ℃下合金表现出优异的自润滑耐磨性能, 这种特性源于共晶合金摩擦表面生成了1---3 μm厚的玻璃陶瓷润滑膜, 该润滑膜可向SiC表面转移, 形成玻璃陶瓷/玻璃陶瓷的摩擦状态. 随着温度的升高, 共晶合金与润滑膜的强度降低, SiC微粒压入润滑膜, 导致润滑膜的剥落加剧、共晶合金磨损率升高. 共晶合金在600 ℃下由于未形成润滑膜而发生较严重的磨粒磨损, 摩擦系数和磨损率很高.

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