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ISSN 0412-1961
CN 21-1139/TG
创刊于 1956 年 (月刊)
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  2006年, 第42卷, 第1期 刊出日期:2006-01-11 上一期    下一期
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论文
亚微米厚铜薄膜的微观结构及疲劳损伤行为
张滨; 孙恺红; 刘永东; 张广平
金属学报. 2006, 42 (1): 1-5 .  
摘要   PDF (897KB)
在具有高弹性和力学稳定性的柔性基底上, 用磁控溅射系统制备了亚微米厚铜薄膜, 利用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)电子背散射成像及X射线衍射(XRD)对铜薄膜进行了微观结构表征。采用恒载荷幅控制研究了亚微米厚度铜薄膜的疲劳损伤行为。结果表明:退火后的铜薄膜呈现强烈的(111)织构, 薄膜中存在大量的微米、纳米尺度孪晶。在恒载荷幅作用下, 亚微米厚的薄膜不易产生疲劳挤出和微裂纹, 疲劳裂纹容易在界面处萌生, 孪晶附近的位错塞积及界面附近变形的不协调性导致了疲劳裂纹的产生。而亚微米厚铜薄膜疲劳强度的提高来源于薄膜厚度、晶粒尺寸和孪晶尺寸三个微尺度的约束。
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低碳钢带铸材的微观组织与塑性异向性
徐平光; 奂永慧; 殷福星; 长井寿
金属学报. 2006, 42 (1): 6-13 .  
摘要   PDF (898KB)
对比研究了低碳钢带铸材不同处理状态钢带和薄板铸坯中不同位置切片的组织特征、晶体学织构和15%工程应变条件下的塑性异向性。结果表明, 带铸材试样中存在{111}与{114}特征织构, 织构强度均较弱;铸坯切片中存在{111}与{001}特征织构, 并且因局部凝固冷速不同存在明显的织构强度差异。两组低碳钢的法向异向性与平均晶粒尺寸的对数之间尽管均存在线性关系, 但斜率明显不同。分析表明法向异向性的晶粒尺寸依存性与钢带中织构的强弱有关, 由此提出了“ 有效织构强度比” 的概念, 从塑性变形理论的角度解释了微观组织对塑性异向性的影响。
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恒应力下BaTiO3单晶压痕裂纹的滞后扩展和畴变
赵显武; 褚武扬; 宿彦京; 李金许; 高克玮; 乔利杰
金属学报. 2006, 42 (1): 13-18 .  
摘要   PDF (1035KB)
原位研究了残余应力和外加应力导致BaTiO3单晶压痕裂纹在湿空气和水中的滞后扩展及畴变。结果表明:很小的外应力就可使压痕裂纹扩展,裂尖的应力场强度因子 ,残余应力能使卸载压痕裂纹在湿空气和水中滞后扩展并使裂纹所围的畴变区增大。在水中外加恒应力, 经过一定时间后畴变区先增大, 然后才导致裂纹滞后扩展。
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低碳微合金钢中针状铁素体的微观力学性能及其组织稳定性
吴开明; 张莉芹; 贺信莱; 尚成嘉; 杨善武; 王学敏
金属学报. 2006, 42 (1): 19-22 .  
摘要   PDF (776KB)
利用纳米力学探针和扫描电子显微镜对低碳微合金钢中针状铁素体的微观力学性能和组织稳定性进行了研究。微合金钢在850℃变形弛豫一定时间后水冷得到了针状铁素体、粒状贝氏体和板条状贝氏体的复合组织。板条状贝氏体、粒状贝氏体和针状铁素体的微观力学性能依次降低, 回火稳定性依次升高。弹性模量依次降低约15 GPa, 硬度依次降低约0.6 GPa。
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计算Fe--C--Xi合金系在正平衡和准平衡模式下相变驱动力的简便方法
盛广; 杨志刚
金属学报. 2006, 42 (1): 23-27 .  
摘要   PDF (630KB)
根据Fe--C--Xi合金系的正平衡和准平衡热力学模型,推导了简便的奥氏体--铁素体相变驱动力计算解析式。根据公式, 代入合金原始成分和Ae3温度, 即可准确计算正平衡和准平衡模式下的奥氏体--铁素体相变驱动力。采用这一方法计算了Fe--C--Mn--Si--Ni--Cr--Mo--Cu八元系的正平衡和准平衡奥氏体--铁素体相变驱动力。
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直流电流作用下AZ91D镁合金半固态等温处理过程中的组织演变
周全; 杨院生; 唐军立; 胡壮麒
金属学报. 2006, 42 (1): 28-34 .  
摘要   PDF (1351KB)
考察了直流电流密度、等温温度及等温时间对AZ91D镁合金半固态组织的影响, 对电流影响组织演变的机理进行了探讨。实验结果表明:当等温温度和等温时间一定时, 随着电流密度的增加, 初生相变得圆整, 初生相的尺寸有所减小。但电流密度过高时,初生相尺寸有所增加。直流电流可以加速半固态等温处理的组织演化过程,明显改善枝晶球化效果。直流电流增加扩散激活能, 增大溶质原子的扩散系数, 促进溶质原子的扩散,从而加速半固态等温过程的组织演化;直流电流作用下的电迁移效应、Joule热效应和Peltier效应都将促进枝晶的熔断和球化。
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La对AZ91D镁合金力学性能和腐蚀性能的影响
樊昱; 吴国华; 高洪涛; 李冠群; 翟春泉
金属学报. 2006, 42 (1): 35-42 .  
摘要   PDF (962KB)
镁合金AZ91D中加入质量分数为1%的La时, 合金在常温下的抗拉强度和延伸率分别增大了21%和101.2%, 并且腐蚀速率下降为原AZ91D的47.2%。其中力学性能的提高主要是由于加入La后形成了(Al, Mg)11La3强化相,同时, 细化了相。耐蚀性的提高则是由于La的加入形成了具有类网状结构的相, 这种类网状结构的相能有效地抑制腐蚀过程的进行, 从而提高了镁合金的耐蚀性。当La加入量进一步增大时, 合金力学性能缓慢增大,但其耐蚀性却明显降低, 特别是当La达到2%时,合金的腐蚀速率甚至高于原合金的腐蚀速率。这主要是由于过多的La导致镁合金基体相的Al含量大大降低, 从而降低了镁合金的耐蚀性。
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动态析出对Mg--5Zn--2Al(--2Y)合金蠕变行为的影响
邹宏辉; 曾小勤; 翟春泉; 丁文江
金属学报. 2006, 42 (1): 41-48 .  
摘要   PDF (1252KB)
在175℃, 50 MPa条件下对Mg--5%Zn--2%Al及含2%Y(质量分数, %)的两种合金的固溶态与铸态蠕变行为进行了研究, TEM观察与分析表明:蠕变到12 h时固溶态合金已经发生了动态析出, 动态析出相为棒状MgZn2相,沿基体{11-20}面并垂直于基面(0001)析出;蠕变曲线的对比表明, 动态析出过程可使稳态蠕变速率明显减小。TEM分析证实, 在蠕变过程中基面a--位错交滑移至棱面\{01-10},计算表明, 阻碍基面a--位错交滑移的主要因素为基面扩展位错的束集能, 而棒状MgZn2相可促使基面扩展位错束集. 随着蠕变时间的延长, 动态析出相逐渐由棒状MgZn2相向颗粒状平衡相MgZn相转变.添加Y可明显改善合金的蠕变性能。
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细观非均质性对多晶材料塑性行为的影响
耿小亮; 张克实; 郭运强; 秦亮
金属学报. 2006, 42 (1): 49-53 .  
摘要   PDF (705KB)
构建晶粒取向随机分布的多晶集合体, 采用晶体塑性本构模型, 对多晶材料塑性宏观响应与细观结构的关系进行研究。结果表明:多晶材料细观非均质性对材料的宏观力学行为有重要影响;各晶粒之间的相互约束使得等向强化的晶体本构关系在对多晶材料描述时可以模拟Bauschinger效应;分析Bauschinger效应的机理需综合考虑晶粒之间约束、晶粒的弹性各向异性及不同取向的硬化能力等因素。
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低碳Mo--Cu--Nb--B系微合金钢的中温转变组织类型
赵运堂; 尚成嘉; 贺信莱; 郭晖
金属学报. 2006, 42 (1): 54-58 .  
摘要   PDF (1007KB)
利用热膨胀仪对低碳Mo--Cu--Nb--B系微合金钢进行了不同温度的等温实验。结合金相(OM)、透射电镜(TEM)研究了不同等温条件下组织转变特点。该微合金钢中温转变有三类组织:沿晶界形核并向晶内单方向生长的准多边形铁素体, 晶界或晶内形核的针状铁素体和成束生长的板条贝氏体铁素体。620℃为发生准多边形铁素体转变的鼻尖;580℃只发生少量仿晶界铁素体转变, 铁素体转变受到抑制;在530℃左右等温时, 奥氏体将发生针状铁素体转变, 这些针状组织彼此交割、独立生长,分割原奥氏体晶粒,细化了组织。
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SiCp/6061Al合金复合材料的单轴循环变形行为及其时间相关特性
康国政; 刘宇杰
金属学报. 2006, 42 (1): 59-66 .  
摘要   PDF (791KB)
对T6热处理后的6061Al合金与SiCp/6061Al合金复合材料(14%, 21%SiCp)的室温单轴循环变形行为进行了实验研究。讨论了基体合金和其复合材料在不同加载条件下的循环软/硬化行为和棘轮变形特征。实验研究表明:复合材料在宏观层次上体现出与基体相类似的应变循环特性和棘轮变形规律, 即复合材料在非对称应力循环下也将产生一定的棘轮变形, 并随应力幅值和平均应力的增加而增加; 颗粒的引入使复合材料抵抗棘轮变形的能力增强,棘轮变形随颗粒含量升高而下降; 复合材料的棘轮行为具有明显的时间相关特性, 棘轮应变值依赖于应力率和峰值保持时间。研究得到了一些有助于复合材料循环变形行为本构描述的结论。
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Al--Bi难混溶合金快速连续凝固的实验研究
何杰; 赵九洲; 王晓峰; 李中原
金属学报. 2006, 42 (1): 67-72 .  
摘要   PDF (778KB)
采用Al--(3.4---15)%Bi(质量分数)难混溶合金进行了快速连续凝固实验, 研究了Bi含量和凝固速率对快速连续凝固组织的影响。结果表明, 少量富Bi相粒子尺寸随着Bi含量的增加而增大, 提高凝固速率有助于制备少量富Bi相粒子均匀分布的难混溶合金。通过分析富Bi粒子尺寸分布, 发现沿试样轴向和径向方向粒子平均直径变化不大, 试样表层处粒子尺寸较小。研究表明, 快速连续凝固是制备均质难混溶合金的有效途径。
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纳米金属微粒二元相图的尺寸效应和形状效应
齐卫宏
金属学报. 2006, 42 (1): 73-76 .  
摘要   PDF (552KB)
通过考虑相图计算公式中基本参数------熔化温度和熔化焓的尺寸效应与形状效应, 研究了完全互溶的二元纳米金属微粒系统理想溶液的相图。研究结果表明, 纳米微粒的相图也依赖于微粒的尺寸和形状因子。 对Cr--Mo纳米微粒系统相图的计算结果表明,纳米微粒相图的固相线和液相线要比相应块体材料的固相线和液相线低,但与已报道的结果不同的是,固、液相线变化的幅度基本相同。这与本文目前不仅考虑了纳米微粒熔化温度的影响, 还考虑了纳米微粒熔化焓的影响有关。
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强磁场对Bi--6%Mn合金中MnBi相形态和相变的影响
李喜; 任忠鸣; 王立龙; 余建波; 邓康; 徐匡迪
金属学报. 2006, 42 (1): 77-82 .  
摘要   PDF (1077KB)
在无磁场的条件下, 降温过程中Bi--Mn合金在340 ℃发生包晶相变, 顺磁性Mn1.08Bi相转变为铁磁性MnBi相, 同时伴随着相的形态变化, 由块状转变成片状;在10 T磁场中, Mn1.08Bi相发生包晶相变的温度升高至介于360---370 ℃之间, 且MnBi相晶体发生了分裂, 分裂后的小晶体沿磁场方向定向排列和聚合。 从磁场诱发应变的角度分析了磁场对相变温度和MnBi相形态的影响。
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Fe3O4颗粒对硼酸铝晶须增强铝复合材料热膨胀行为的影响
李刚; 孙跃; 费维栋
金属学报. 2006, 42 (1): 83-86 .  
摘要   PDF (619KB)
硼酸铝晶须增强铝复合材料中加入Fe3O4颗粒可以降低该复合材料的热膨胀系数。研究认为复合材料中Fe3O4颗粒在制备过程中部分被氧化,在热膨胀测试过程中被氧化的Fe3O4又被还原, 其体积将变小, 基体铝的膨胀受到限制, 相当于具有负膨胀系数性质,从而起到了降低复合材料热膨胀系数的作用。结合复合材料中Fe3O4磁场热重曲线分析,阐述了颗粒的残余应力在热循环中的变化情况。
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短路还原法提取铁的研究
高运明; 郭兴敏; 周国治
金属学报. 2006, 42 (1): 87-92 .  
摘要   PDF (816KB)
采用氧离子导体氧化锆管与还原剂碳、含有电活性物质FeO的熔渣组成电化学体系, 利用原电池短路方法从氧化物熔渣中电化学还原得到了无碳金属。实验电池组成为:石墨, [O]Fe-C(saturated)ZrO2 (MgO)|Cu(l) +(FeO)(slag), 钼丝. 利用电化学分析仪, 通过测定外电路电流研究了渣中FeO含量、温度以及外电路电阻对熔渣中FeO电化学还原的影响。结果表明:在实验条件下, 温度越高, 渣中FeO含量越高, 外电路电阻越小, 熔渣电化学还原就越快. 实际终还原率达95%以上。提出了可控氧流冶金中的一种还原方法, 发展了可控氧流冶金理论。
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Ni52Ga28Fe20-xCox合金的马氏体相变和磁性转变
罗丰华; 陈嘉砚; 及川胜男; 石田清仁
金属学报. 2006, 42 (1): 93-98 .  
摘要   PDF (838KB)
利用金相和SEM显微组织分析技术, 示差扫描量热法(DSC)和振动磁力计(VSM)考察了Ni52Ga28Fe20-xCox合金中Co元素含量x对马氏体相变和铁磁性转变的影响, 用粉末X射线衍射方法(XRD)分析马氏体相的结构类型。在x6的范围内Co代替Fe能够显著提高Ni52Ga28Fe20-xCox合金的马氏体相变温度, 对铁磁性转变Curie点的影响不大。 x每增加1可以使马氏体相变温度提高50---60 K。低温淬火(773 K/1 h)对Ni52Ga28Fe20-xCox合金马氏体相变温度的影响不大, 但使合金的Curie点提高20---30 K。粉末XRD分析表明该合金系列经1423和773 K两种温度处理后都只出现L10(2 M)马氏体。
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NiTiNb形状记忆合金管接头的耐蚀性能
陶斌武; 李松梅; 刘建华; 李佳峰; 史俊秀
金属学报. 2006, 42 (1): 99-102 .  
摘要   PDF (838KB)
采用模拟环境腐蚀实验、电化学腐蚀实验,结合SEM等手段,研究了内脊型NiTiNb形状记忆合金(SMA)管接头在典型环境中的安全性和耐蚀性能。结果表明,在外加应力、腐蚀介质、航空油压以及高温烘烤等模拟环境因素的作用下,NiTiNb合金管接头系统能安全可靠的工作,合金表面完整连续,耐蚀性能优良。电化学腐蚀测试表明该合金在NaCl溶液中具有良好的耐蚀性能,90℃时点蚀电位约为240 mV,腐蚀电流密度只有约30A/cm2。随着NaCl溶液温度的降低,合金的腐蚀电流密度变小。腐蚀电位正移,合金的耐蚀性提高. NiTiNb合金在NaCl溶液中的电化学阻抗谱(EIS)由单一的容抗弧构成,这与表面生成了一层与基体紧密结合的致密TiO2保护膜有关,它对提高合金在溶液中的耐蚀性能有利。
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浇注温度对SiC泡沫/SiCp/Al混合复合材料力学性能的影响
赵龙志; 曹小明; 田冲; 胡宛平; 邢宏伟; 张劲松
金属学报. 2006, 42 (1): 103-108 .  
摘要   PDF (1519KB)
采用挤压铸造法制备出SiC泡沫/SiCp混合增强铝基复合材料, 研究了不同浇注温度对复合材料力学性能的影响及影响机制。结果表明,随着浇注温度的升高, 材料的压缩强度降低, 弯曲强度先升高后降低, 弯曲强度在770℃达到最大值.。浇注温度的升高对弹性模量没有影响, 但增加了材料压缩时的塑性应变。浇注温度的升高增强了复合材料的界面结合,增加了材料中的气孔, 而材料的界面和气孔综合作用决定了复合材料的断裂机制。
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熔盐法合成PbTiO3粉体及其表征
蔡宗英; 邢献然; 刘桂荣; 于然波
金属学报. 2006, 42 (1): 109-112 .  
摘要   PDF (816KB)
以TiO2和PbC2O4为反应物, NaCl和NaCl--KCl为熔剂, 于820---1000℃保温2 h制备了纯净的PbTiO3粉体。熔盐法制备过程中盐的用量以及温度明显的影响晶粒的尺寸, 当温度低于900℃时, 在氯化物盐中随着温度的升高, 晶粒尺寸逐渐增大;当温度高于900℃时, 晶粒尺寸随温度的升高变化不大, 晶粒最终发育为较完整的球形。熔盐合成晶体生长过程为扩散机制控制, 通过调整熔盐的用量及温度可以控制晶粒的尺寸与形貌。熔盐法制备PbTiO3粉体工艺流程简单, 时间短, 产量大,成本低, 无污染。
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