《金属学报》主要刊登冶金科技和材料科学与工程方面具有创新性的原始学术论文和高水平的综述性文章，是我国在该领域历史悠久、学术水平高的核心期刊之一。 自创刊伊始，《金属学报》一直坚持正确的出版导向，模范贯彻执行党和国家的各项方针、政策，全心全意为国民经济和科学技术现代化服务，为我国的冶金和材料工业发展做出了巨大的贡献。
DOI：10.12074/202303.00564V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：建立了考虑伴随台阶的位错间相互作用的界面反应-扩散混合控制模型, 并利用该模型对先共析铁素体2 个台阶以及多个台阶的生长过程进行模拟. 结果表明, 当只有2 个台阶且其水平距离大于临界距离时, 台阶之间相互吸引, 能在一定程度降低领先台阶的生长速率; 当2 个台阶水平距离小于临界距离时, 台阶之间相互排斥, 增大领先台阶的生长速率; 多台阶的情形下, 伴随台阶的位错之间相互作用, 台阶的合并规律发生改变, 并对台阶生长速率产生一定影响.
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关键词: DP600 钢板; 滞后回弹; 蠕变回弹; Kelvin模型;
DOI：10.12074/202303.00541V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：通过加载不同预应变和保压时间获得了DP600 钢板的室温滞后回弹响应. 基于黏弹性理论, 采用309 MPa恒应力室温蠕变实验, 获得了预测滞后回弹过程的蠕变柔量函数. 基于DP600 钢板室温弹性和塑性加载响应, 修正了线黏弹性本构方程的积分下限, 将柔量函数与修正的应力率函数进行卷积, 获得了影响滞后回弹过程的加载历史效应. 再将加载历史应变波形与卸载脉冲叠加, 获得不同预变形量的滞后回弹应变预测值. 结果表明, 滞后回弹初期应变率较高, 之后应变率逐渐降低; 随着预应变的增加, 滞后回弹应变的绝对值逐渐递增, 并且滞后回弹占总回弹比例逐渐增加; 滞后回弹预测方向与瞬时回弹方向相同, 与加载方向相反; 相同时间段内, 蠕变回弹应变比滞后回弹应变明显降低, 与滞后回弹实验相比, 蠕变恒应力与蠕变回弹应变的比值随预应变的变化规律呈现出良好的线性关系; 基于黏弹性理论的修正模型所得到的预测值接近实验测量值, 并能够较好地反映实验变化规律.
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关键词: 形状记忆合金; Mn; 应力诱发e 马氏体; 滑移;
DOI：10.12074/202303.00499V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：采用OM, EBSD, XRD, TEM和SQUID研究了3 种不同Mn含量的固溶态Fe-(14~21)Mn-5.5Si-8.5Cr-5Ni 合金在马氏体转变开始温度Ms以上10 K (Ms+10 K)变形前后的形状记忆效应和微观组织. 结果表明, 固溶态Fe-(14~21)Mn-5.5Si-8.5Cr-5Ni 合金的形状记忆效应随Mn含量增加而增加. 这是由于: 一方面, 奥氏体屈服强度与应力诱发e 马氏体临界应力的差值随着Mn含量的增加而增大, 即提高Mn含量增强了奥氏体抵抗塑性变形的能力; 另一方面, Mn含量的提高减小了应力诱发e 马氏体的宽度, 抑制了a' 马氏体的引入, 从而提高了应力诱发e 马氏体的可逆性.
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关键词: K416B镍基合金; 蠕变; 碳化物演化; 热力学分析;
DOI：10.12074/202303.00469V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：通过蠕变性能测试和组织形貌观察, 研究了高钨K416B镍基合金高温蠕变期间析出相的演化行为. 结果表明, 铸态合金中g '相的尺寸不均匀, 条状MC碳化物在枝晶间区域呈汉字型分布; 在施加应力的高温蠕变期间, 细小M6C碳化物可在形变基体中不连续析出, 热力学分析认为: 在应力诱导作用下, 元素C偏聚在应力集中处, 与W等碳化物形成元素结合, 促使细小M6C相自基体中析出; 同时, 条状MC碳化物表面形成沟槽, 并逐渐分解蜕变成粒状M6C相, 其中, 在条状MC相表面形成的附加应力是促使MC相不断溶解和发生球化的主要原因.
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关键词: Ni3Al; IC21 单晶合金; 低成本; 低密度; 高温力学性能; 抗氧化性能;
DOI：10.12074/202303.00550V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：针对高压涡轮导向叶片服役性能需求特点研发了一种低密度、低成本、高强度Ni3Al 基单晶合金IC21. 该合金的Re含量不大于1.5%, 密度小于8.0 g/cm3. 金相法测得合金的初熔温度约为1345 ℃. 经过标准热处理后, IC21 合金中g'相分布均匀, 体积分数为80%左右, 尺寸约为420 nm, 具有较高的g'相立方化程度和排列有序度. IC21 单晶合金在1100 ℃下抗拉强度为490 MPa, 屈服强度为470 MPa, 在1100 ℃, 140 MPa条件下的持久寿命可达170.5 h, 1150 ℃, 100 MPa条件下的持久寿命可达110.0 h. IC21 单晶合金具有良好的高温组织稳定性和较好的抗高温氧化性, 1080 ℃长期热暴露后, 没有拓扑密堆相析出, 在1100 和1150 ℃大气中100 h 的氧化动力学曲线遵循抛物线规律, 氧化增重速率分别为0.015 和0.045 mg/(cm2·h). 组织结构分析表明, 该单晶合金的高温强度主要来源于高的g'相含量、高的合金错配度和致密的界面位错网结构.
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关键词: CrMoN复合涂层; 磁控溅射; 显微硬度; 摩擦系数;
DOI：10.12074/202303.00479V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：采用直流反应磁控溅射技术在M2 高速钢基片上制备了不同Mo含量的CrMoN复合涂层, 研究了Mo含量的变化对CrMoN 复合涂层成分、相结构、化学价态、截面形貌、显微硬度和摩擦性能等的影响．结果表明, 随着Mo含量的增加,CrMoN复合涂层的相结构先转变为以fcc-CrN 相为基础的(Cr, Mo)N置换式固溶体, 后转变为以fcc-g-Mo2N相为主的混合相, 当Mo含量为69.3% (原子分数)时, 伴有少量的bcc-Mo相生成; CrMoN复合涂层的显微硬度先增加后降低, 在Mo含量为45.4%时具有最高值; 当Mo含量大于45.4%时, 在与对磨副摩擦过程中会生成大量的MoO3相, 降低了摩擦系数和磨损率.
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关键词: Nb-Ti-Si-Cr基超高温合金; ZrSi2-NbSi2复合渗层; 组织形成; 抗氧化性能;
DOI：10.12074/202303.00616V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：采用先磁控溅射Zr 膜, 再Si-Y扩散共渗的方法, 在新型Nb-Ti-Si-Cr 基超高温合金表面制备了ZrSi2-NbSi2复合渗层, 分析了渗层的显微组织及形成机制, 并研究了其在1250 ℃的恒温氧化行为. 结果表明, 1150, 1250 和1350 ℃下Si-Y共渗4 h 所制备的渗层具有相似的显微组织, 均主要由ZrSi2外层, (Nb, X)Si2 (X=Ti, Cr, Zr 和Hf)中间层和(Ti, Nb)5Si4内层组成.恒温氧化实验结果表明, 所制备的渗层具有优异的抗高温氧化性能. 氧化时渗层表面形成了由SiO2, TiO2, ZrSiO4和Cr2O3混合组成的致密氧化膜, 能够在1250 ℃空气中保护基体合金至少100 h 不被氧化.
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关键词: Ni-Cr-W-Fe 合金; 长期时效; g' 相; 拉伸性能;
DOI：10.12074/202303.00603V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：采用OM, SEM和TEM研究了一种Ni-Cr-W-Fe 合金在760 ℃长期时效过程中的显微组织变化, 测试了合金室温和高温力学性能, 对拉伸断口进行了分析. 结果表明, 1100 ℃固溶后合金平均晶粒尺寸约为80 mm, 晶内包含退火孪晶. 760 ℃时效后合金中析出M23C6和g' 相. g' 相尺寸约为29 nm, 体积分数约为19%. 760 ℃长期时效后, g' 颗粒平均尺寸与时间t 满足Ostwald 方程. 固溶态合金具有优异的室温塑性, 拉伸断口具有韧性断裂形貌. 时效态合金室温屈服强度明显增加, 塑性下降. 随760 ℃保温时间延长, 合金室温和高温屈服强度缓慢降低. 与时效态合金相比, 1000~3000 h 时效后的合金室温塑性降低, 高温塑性维持在15%左右, 与时效态基本相当.
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关键词: Al-Mg-Si-Cu 合金; 粒子; 再结晶; 织构; PSN效应;
DOI：10.12074/202303.00502V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：通过拉伸实验, OM, SEM, TEM观察以及EBSD测试等手段研究了不同尺寸粒子对Al-Mg-Si-Cu系合金板材力学性能、组织和织构的影响规律. 结果表明, 随着溶质元素浓度的增加, 合金屈服强度和抗拉强度均不断增加, 但是延伸率却略有降低, 且3 个方向存在一定差异. 此外, 合金的平均塑性应变比rˉ也随溶质元素浓度增加而增加. 3 种合金基体内的不同尺寸粒子主要为Mg2Si, Al15Mn3Si2和a-Al(Fe, Mn)Si 富铁相, 这些粒子尺寸和浓度搭配合理不仅可以诱发粒子刺激形核效应(particle stimulated nucleation, 简称PSN), 而且可有效抑制晶粒长大, 最终使得合金固溶时形成大量细小再结晶晶粒, 而织构组分以旋转立方织构CubeND18, Goss 织构{011}<100>, P{011}<122>和Cu{112}<111>为主. 此外, 根据合金成分、热加工工艺以及显微组织间的定量关系提出了不同尺寸粒子影响再结晶形核和长大过程的模型示意图.
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关键词: 柱状晶; Fe-3%Si电工钢; 冷变形; 再结晶退火; 织构;
DOI：10.12074/202303.00633V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：采用Fe-3%Si 电工钢铸坯中长轴平行于轧向的不同数量柱状晶进行了冷变形及再结晶退火, 采用EBSD分析技术对柱状晶织构的转变行为进行了研究. 结果表明, 原始柱状晶为立方取向的单柱状晶时, 大压下率一次冷轧及再结晶退火不利于立方织构的保留; 小压下率二次冷轧及再结晶退火会形成强立方织构, 该立方织构强烈阻碍Goss 晶粒的异常长大;原始柱状晶为立方和Goss 位向的双柱状晶时, 大压下率冷轧条件下, Goss 取向快速转向{111}<112>而有效地保留了立方取向, Goss 和立方取向柱状晶之间的晶界没有强的交互作用; 原始柱状晶为多种位向的多柱状晶时, 柱状晶晶界能促进g 织构及减少立方织构, 有利于Goss 晶粒异常长大.
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