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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10期 刊出日期:2001-10-18 上一期    下一期
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论文
实空间法在非正交晶系中的像模拟计算
刘秋香; 杨奇斌; 王元明; 杜奎
金属学报. 2001, 37 (10): 1009-1012 .  
摘要   PDF (125KB)
在用实空间法对正交晶系进行像模拟计算的基础上,推导并证明了可用于非正交晶系像模拟计算的表达式.并以Mg4Zn7为例,运用实空间法计算了其出射面波函数的振幅与相位,所得结果与倒易空间法得出的结果相符,表明了实空间法处理非正交晶系的可行性.
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吸附促进位错发射、运动以及裂纹扩展的分子动力学模拟
李忠吉; 刘辉; 高克玮; 乔利杰; 褚武扬
金属学报. 2001, 37 (10): 1013-1017 .  
摘要   PDF (230KB)
根据反演法获得的对势和EAM多体势计算了纯Al位错发射的临界应力强度因子KIe以及Griffith裂纹解理扩展的临界应力强度因子KIG.结果表明,用对势算出的值和断裂力学计算结果更相近.因此,用对势来研究吸附的影响是可行的分子动力学模拟表明,Ga吸附在裂纹表面将使KIG=0.42 MPa•/ 降至KIG=0.32 MPa•/ m,这表明吸附使表面能γ降至γ*(=0.58γ).Ga吸附使KIe=0.31 MPa•/ 降至KIe=0.24 MPa/ ;Ga吸附使位错运动的临界分切应力从Tc=2.05MPa降至Tc=1.82 MPa.这就表明,Ga吸附后能降低Al的表面能,从而促进位错发射和运动.
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Cr部分替代Mn对Ti-Zr-V-Mn-Ni贮氢合金相结构、显微组织及电化学性能的影响
朱云峰; 潘洪革; 马建新; 李寿权; 葛红卫; 应窕 ; 王启东
金属学报. 2001, 37 (10): 1018-1022 .  
摘要   PDF (235KB)
研究了Cr部分替代Mn对Ti-Zr-V-Mn-Ni贮氢合金相结构、显微组织及电化学性能的影响.结果表明,随着Cr的加入,合金电极的循环稳定性得到明显改善,但电极放电容量有所下降.XRD及EDS分析表明,合金主要由六方结构的C14 Laves母相和立方结构的TiNi型第二相构成,Cr替代后,合金中出现了立方结构的V-Cr固溶相.金相显微组织显示,铸态和退火态合金均由连续的C14 Laves相基体以及TiNi型树枝晶第二相组成.
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利用拉伸曲线测定应变诱发马氏体相变能
张旺峰; 陈瑜眉; 朱金华
金属学报. 2001, 37 (10): 1023-1026 .  
摘要   PDF (150KB)
依据应变诱发马氏体相变材料拉伸曲线的特点,提出了一种应变诱发马氏体相变能Ept的测定方法,并测定了3种材料在弹塑性失稳与应力平台阶段的相变能.结果表明,应变诱发马氏体相变能只与材料成分有关,且随应变量增加分别保持恒定值.随相变能Ept增加,Ma点降低,诱发马氏体的最小应变ε曲增大.
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考虑分层损伤的完全抛物线剪切滞后模型
崔昭霞; 李庆芬; 曹茂盛; 杨尚林
金属学报. 2001, 37 (10): 1027-1030 .  
摘要   PDF (137KB)
横向基体开裂和分层损伤是正交层板复合材料的主要损伤类型.与现有完全抛物线剪切滞后分析模型不同,本文提出了包含横向开裂裂尖引起分层损伤的完全抛物线模型.依此模型计算了材料的刚度衰减,并与不包含分层的完全抛物线、不完全抛物线等剪切滞后分析模型预测结果作了计算比较.结果表明,在应力较高的情况下,本文提出的分析模型所得的预测结果与实验值符合得最好.
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液-固温区A356合金剪切速率阶梯变化的瞬态流变行为
唐靖林; 殷雅俊; 范钦珊; 曾大本
金属学报. 2001, 37 (10): 1031-1034 .  
摘要   PDF (160KB)
采用自制的流变装置进行瞬态流变实验,研究了A356合金剪切速率阶梯变化对液-固温区不同初生α相形态瞬态流变行为的影响.初始剪切速率为367.3 s-1,剪切速率阶梯变化值分别为:50.2,83.7,118.6,ML8和195.3 s-1.结果表明,剪切速率由较低值向初始值阶梯变化时,剪切应力首先出现瞬时峰值,并且随着剪切过程的进行剪切应力逐渐降低至稳定态.对实验结果进行曲线拟合,得出剪切应力与时间的瞬态流变经验方程式:r-Ts=T△pe-κt,以及方程参数与半固态合金初生α相形态和剪切速率的关系.
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结晶初期熔体流动对半固态合金粒状初晶形成的作用
潘冶; 张春燕; 袁浩扬; 孙国雄
金属学报. 2001, 37 (10): 1035-1039 .  
摘要   PDF (203KB)
采用控制熔体结晶法制得颗粒状组织半固态ZL101合金,研究了结晶初期熔体流动对粒状初晶形成的作用.结果表明:粒状晶的形成除受浇铸温度影响外,还与熔体充型方式有关.常用的上铸充型可使初生α相粒化,而充型平稳的底铸所得组织仍以树枝晶为主.680℃浇铸后自然凝固组织为树枝状;相同条件下,在液相线温度附近对熔体施以极短时的搅动,便得到粒状α组织.数值模拟揭示了熔体充型及结晶初期温度和流速的变化,液相线温度附近的熔体流动是粒状晶形成的关键.
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2Cr13钢激光熔凝处理的过渡区组织分析
邵天敏; 蔺秀川; 袁伟东
金属学报. 2001, 37 (10): 1040-1044 .  
摘要   PDF (187KB)
利用YAG激光器对2Cr13钢进行了激光熔凝处理处理后的组织中出现一个低显微硬度的过渡区,该区位于熔凝区和相变硬化区之间.扫描电镜、透射电镜和电子衍射结果证明,该过渡区由马氏体和铁素体组成.不锈钢组织图(schaefflerdiagram)和能谱分析结果表明,Cr在熔池底部的富集是产生铁素体的原因.通过工艺参数的调整可以消除熔池底部的铁素体.
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7075 Al合金液相线半连续铸造组织及形成机理
路贵民; 董杰; 崔建忠; 常守威
金属学报. 2001, 37 (10): 1045-1048 .  
摘要   PDF (218KB)
研究了液相线半连续铸造法制备7075 Al合金半固态浆料的组织.合金熔体在常规铸造温度(720℃)下浇注获得的锭坯边部是粗大的枝晶,中间部位组织极不均匀;在接近液相线温度(642℃)保温30 min后的铸造组织较好,中心部位和边部组织的差异较小.在液相线温度附近(638℃)保温后进行半连续铸造获得的锭坯中心和边部组织均是均匀、细小的近球形组织.一次冷却强度的降低、二次冷却强度的增大和铸造速度的减小有利于均匀、细小的近球形组织的形成.熔体中大量内生形核和固-液界面成分过冷的降低有利于上述组织的形成.结果表明,液相线半连续铸造是一种有效的半固态浆料的制备方法.
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Ni3Al+NiAl双相合金的氢致开裂
李金许; 李红旗; 王燕斌; 乔利杰; 褚武扬
金属学报. 2001, 37 (10): 1049-1052 .  
摘要   PDF (155KB)
利用恒载荷试样和WOL试样研究了Ni3Al+NiAl双相合金中氢致裂纹形核的规律以及氢致滞后断裂归一化门槛应力σc/σf与试样中可扩散氢含量WH0的关系.结果表明,氢致裂纹择优在NiAl相中或Ni3Al/NiAl相界面处形核扩展;Ni3Al能阻碍氢致裂纹扩展恒载荷实验表明,氢致滞后断裂门槛应力随可扩散氢含量的对数线性下降,即σc/σf=0.58-0.042ln WH0.
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强度错配双层金属板垂直界面裂纹疲劳扩展行为
江峰; 康伟; 赵康; 孙军; 何家文
金属学报. 2001, 37 (10): 1053-1058 .  
摘要   PDF (257KB)
采用四点弯曲试样对爆炸焊接奥氏体不锈钢/低碳锅炉钢(1Cr18Ni9Ti/20G)层合板垂直界面裂纹的疲劳扩展行为进行了研究.结果表明:由于强度错配,裂纹起始于高强度材料一侧时其疲劳扩展速率提高,而起始于低强度材料一侧时其疲劳扩展速率降低;但当裂纹尖端接近界面时,界面的存在对于上述两种情况下疲劳裂纹的扩展均起到了一定的屏蔽减速作用,只是其屏蔽效应的作用范围有所不同;在不发生偏折分叉的情况下,不论裂纹起始于层合板的哪一侧,只要外加载荷足够大,裂纹均能穿过界面.同时,对于试样尺寸及其导致的裂尖应力τ对于裂纹的扩展路径和在界面处行为的影响也进行了讨论和分析.
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疲劳保载时间与固溶处理对PM René 95合金高温裂纹扩展速率的影响
李晓; 董建新; 张丽娜; 张麦仓; 胡尧和; 谢锡善; 国为民
金属学报. 2001, 37 (10): 1059-1063 .  
摘要   PDF (196KB)
经不同固溶时效处理的PM René 95合金于650℃分别在蠕变、保载5和90 s疲劳载荷条件下进行了裂纹扩展速率实验.结果表明,相同热处理制度下,疲劳保载时间越长,裂纹扩展速率越高;相同载荷条件下,增加一次高温固溶并缓冷,有利于降低合金的裂纹扩展速率,且固溶温度越高裂纹扩展速率越低;1200℃一次固溶缓冷并于1160℃二次固溶热处理比1140℃一次固溶的裂纹扩展速率约降低一个数量级;基体晶粒尺寸适当加大,强化相粒子γ′c数量增加、形状趋于田字形,有利于降低裂纹扩展速率.
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Ti-Al-Nb三元系中α/β及α/γ相平衡的热力学计算
李俊涛; 蒋敏; 郝士明; 李世琼; 仲增墉
金属学报. 2001, 37 (10): 1064-1068 .  
摘要   PDF (165KB)
对三元系不同结构相平衡进行了巨势法分析,确定了三元系不同结构相平衡的巨势法计算方法.采用亚正规溶体模型描述TTi-Al-Nb三元系中α,β和γ相的Gibbs自由能,由Ti-Al,Al-Nb和Nb-Ti二元系及Ti-Al-Nb三元系相平衡数据,计算了相互作用参数IαAINb,IαNbTi,IβTiAl,IβAINb,IβNbTi,IγNiAl,IγAlNb和IγNbTi.利用获得的热力学参数,运用巨势法对Ti-Al-Nb三元系1423-1673 K范围内α/β及α/γ相平衡进行了计算.计算结果与实测相图吻合得很好,证明本方法是可行的,获得的相互作用参数值是合理的.
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LF精炼过程中硫分配比和脱硫动力学方程研究
吴铿; 梁志刚; 张二华; 李洪民
金属学报. 2001, 37 (10): 1069-1072 .  
摘要   PDF (152KB)
通过LF精炼脱硫工业实验,确定了在不同条件下熔渣和钢水中的实际硫分配比.在二元碱度较高时,大部分实验数据与经验公式计算值相差近2-4倍.此外,用反应平衡计算的值要比实验数据大许多.在本实验条件下,脱硫速率和时间之间有较好的线性关系,脱硫传质系数为2.67×10-3cm/min.该结果为LF炉生产中脱硫提供了必要的依据
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粗糙表面化学反应动力学模型
陶东平
金属学报. 2001, 37 (10): 1073-1078 .  
摘要   PDF (190KB)
根据Mandelbrot的分形几何概念,建立了流体在粗糙表面进行化学反应的动力学模型.该模型的无量纲表达式为1-(1-X)1-βDs/3=t/t1,式中x为转化率,β为浓度级数,Ds为分形维数,t1为完全化学反应时间.该模型适用于描述焦炭气化反应速率过程,相应的表观激活能为54.814 kJ/moL与传统的收缩核模型相比,分形模型与实验数据的符合程度更好、物理意义更清晰.传统的收缩核模型只是分形模型在规整几何条件下的特殊形式.
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纳米晶Cu-Cr合金涂层在不同氧分压下的氧化
付广艳; 牛焱
金属学报. 2001, 37 (10): 1079-1082 .  
摘要   PDF (151KB)
溅射纳米晶Cu-Cr合金涂层在700-800℃纯氧和空气中氧化后均形成了单一的Cr2O3膜,但两种气氛下生成的Cr2O3膜的形貌及合金的氧化增重不同,这主要与气氛中的氧分压不同及纳米晶Cr2O3膜的生长机制有关.
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F-对酸性介质中316不锈钢钝化性能的影响
李谋成; 曾潮流; 林海潮; 曹楚南
金属学报. 2001, 37 (10): 1083-1086 .  
摘要   PDF (125KB)
对含氟离子(F-)稀盐酸介质中316不锈钢的钝化行为进行了研究.结果表明,自然腐蚀电位下316不锈钢在含F-稀盐酸溶液中能够钝化;低浓度F-对不锈钢钝化性能的影响很小,但较高浓度的F-(≥0.01 mol/L)能够显著降低钝化性能;阳极极化过程中不锈钢表面能形成含F-的富Cr钝化膜.提出了F-离子破坏钝化膜的加速反应机理.
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显微组织对管线钢硫化物应力腐蚀开裂的影响
赵明纯; 单以银; 李玉海; 杨柯
金属学报. 2001, 37 (10): 1087-1092 .  
摘要   PDF (288KB)
研究了不同显微组织管线钢的抗硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)行为.结果表明,细小针状铁素体为主的显微组织抗SSCC性能最佳,超细铁素体的显微组织次之,(铁素体+珠光体)的显微组织最差.分析表明,氢脆是高强度管线钢在SSCC中的主要破坏形式;针状铁素体为主的显微组织,其内部的高密度缠结位错和弥散析出的碳氮化物起到了强烈的氢陷阱作用,表现出最佳的抗SSCC性能.
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热处理愈合不锈钢氢蚀裂纹实验研究
李晓刚; 董超芳; 陈华; 褚武扬
金属学报. 2001, 37 (10): 1093-1096 .  
摘要   PDF (174KB)
对含氢腐蚀甲烷气泡和裂纹的304不锈钢进行了600℃,6 h的再热处理.SEM观察表明,氢蚀气泡和裂纹发生了完全愈合.氢蚀气泡和裂纹的愈合机制是热扩散,Fe和C在奥氏体中的快速扩散是304不锈钢中氢蚀裂纹的自愈合的必要条件.发生氢蚀裂纹愈合的动力是氢蚀气泡长大导致的塑性变形能Es,在Fe,C和H原子扩散都足够快的情况下,氢蚀气泡和裂纹的愈合条件是Es≥2γ/r(γ为界面表面张力,r为气泡半径或裂纹半长).氢蚀气泡或裂纹的愈合过程伴随亚晶长大、多边形化的高温回复过程甚至再结晶.
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超薄Fe膜吸收率的尺寸效应
谭明晖; 杜昊; 卢春燕; 宫骏; 黄荣芳; 闻立时
金属学报. 2001, 37 (10): 1097-1099 .  
摘要   PDF (121KB)
研究了超薄Fe膜在可见光波段及红外波段的吸收率随薄膜厚度变化的关系.结果表明,金属薄膜吸收率具有尺寸效应,并具有极大值对比超薄Fe膜吸收率与其直流电导率的实验结果可知,结构特征变化是导致吸收率尺寸效应的重要原因.
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多管真空循环脱气系统循环流动模型
樊世川; 李宝宽; 赫冀成
金属学报. 2001, 37 (10): 1100-1106 .  
摘要   PDF (244KB)
发展一个分析两管和多管真空循环脱气系统的循环流动特征数学模型.采用空间变密度的均相流模型模拟上升管中的气液两相流动,使用纯液相和气液两相之间的密度差作为系统中循环流动的驱动力,上升管中的气相体积分率是通过移植和修正喷气搅拌钢包含气率模型获得.利用空度技术处理包括钢包、真空室、上升管和下降管在内的复杂几何系统的流场计算.使用本模型对两管和多管真空循环脱气系统在喷气量为5-35 L/min情况下进行数值模拟.计算的下降管出口处的速度分布与文献中的测量值很接近.分析计算结果表明,多管系统中的速度分布比两管系统的速度分布均匀,即在下降管面积相同的情况下,多管系统的循环流量大于两管系统的循环流量.示踪剂扩散的模拟结果亦清楚展示了两种系统中流动特征的差别.
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球墨铸铁中白口共晶形成的数值模拟
赵海东; 柳百成; 房贵如; 熊守美
金属学报. 2001, 37 (10): 1107-1111 .  
摘要   PDF (184KB)
建立了球铁稳定系和介稳定系共晶转变的数学模型,同时考虑了元素微观偏析和不同组织所产生潜热的影响.对球铁试样进行了定量金相实验分析,并与模拟结果进行了比较.结果表明,石墨球数量和尺寸以及碳化物体积分数的模拟结果与实验结果吻合.对白口共晶生长、碳化物形貌与凝固方式的关系进行了分析和讨论,表明凝固分析和模拟可以在一定程度上预测球铁中自口共晶的生长及最终碳化物的形貌.
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共晶NiAl-9Mo合金的超塑性行为
杜兴蒿; 郭建亭; 周彼德
金属学报. 2001, 37 (10): 1112-1116 .  
摘要   PDF (184KB)
研究了共晶NiAl-9Mo合金的超塑性行为及其变形机制该合金的微观组织由NiAl以及NiAl和α-Mo共晶体组成.在1323-1373 K温度区间,以5.55×10-5-1.11×10-4s-1的应变速率拉伸变形时,表现出超塑性行为,最大延伸率达到180%,应变速率敏感性指数达到0.56.超塑性的变形机制为初生NiAl基体的晶界滑动,断裂起源于超塑性变形过程中产生的孔洞.
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离心铸造法制备陶瓷颗粒增强Al合金基功能梯度复合管
秦孝华; 韩维新; 范存淦; 戎利建; 李依依
金属学报. 2001, 37 (10): 1117-1120 .  
摘要   PDF (172KB)
利用熔融Al合金基体与颗粒增强相(SiC及Al2O3颗粒)在离心铸造条件下所受的离心力的不同,再通过调整其它的工艺参数,利用水平式离心铸造机制备了3种具有不同强化部位(外层强化、内层强化以及内外层同时强化)的功能梯度复合管.颗粒的3种分布方式使复合管的微观组织及显微硬度呈现了相应的梯度变化.强化部位的多样化可为功能梯度复合管的应用开辟新的领域.
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