《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。
Keywords: GH4169 合金; 电场处理; d 相; γ"相;
DOI：10.12074/202303.00555V1
submitted time 2023-03-19
Abstract：将静电场应用于γH4169 合金的时效过程, 研究了静电场对合金d 相沉淀析出行为的影响规律, 并探讨了其机理. 结果表明, 合金在850 ℃以8 kV/cm静电场强度进行15 min 时效, d 相开始在晶界析出; 时效1 h 晶内分布大量γ"相. 随时效时间延长, d 相尺寸增大、体积分数增加, γ"相尺寸亦增大. 与未加静电场时效处理相比, 静电场时效处理后合金中d 相体积分数降低、尺寸减小, γ"相体积分数升高; 晶界d 相中Nb原子分数降低、Fe 和Cr 原子分数升高, 晶界d 相点阵常数c 减小、a 和b增大. 由于静电场时效处理后合金中平均空位浓度升高, 促进了Fe 和Cr 原子扩散, 同时Fe 和Cr 原子置换晶界d 相中Nb原子, Nb原子固溶入晶内. 另一方面, 空位浓度的升高增加了γ"相非匀质形核几率, 促进γ"相析出. 同时, 空位亦可松弛基体γ相与γ"相的共格畸变, 有效抑制了γ"相向d 相转变, 增加了强化相γ"相的稳定性.
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Keywords: 轧制; 流变行为; 复合材料; 有限元;
DOI：10.12074/202303.00593V1
submitted time 2023-03-19
Abstract：运用热-力耦合有限元法对SiCp/2009Al 复合材料进行了热轧模拟, 研究了复杂应力状态下的轧制成型过程、温度场、变形场及应力场分布, 得到了轧制过程中表面和中心区域的温度、应力、应变以及应变率的变化曲线, 从而可以更好地理解复合材料的热轧机理. 模拟结果表明: 在轧制入口处, 最大主应力由压应力向拉应力转变, 与出口处变化规律相反. 在轧制稳定阶段, 变形区的最大主应力则以压应力为主; 轧板表面的热传递温降效应远大于摩擦温升效应, 而轧板中心温度主要由塑性变形温升效应控制; 此外, 在轧制入口和出口处, 应变率对流动应力的贡献起主导作用; 在轧板变形区, 轧板表面的流变应力主要由应变和温度决定, 但表面黏着区是由应变率控制; 轧板中心的流动应力在变形区主要受温度影响.
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Keywords: 非晶合金; 铀合金; 快速凝固; 耐腐蚀性能;
DOI：10.12074/202303.00624V1
submitted time 2023-03-19
Abstract：将U-Co二元系中的富U合金UxCo100-x (x=50~87.5)作为研究对象, 采用电弧熔炼与甩带方法制备它们的母合金锭与薄带样品, 通过XRD和DSC研究合金样品的相组成与稳定性, 同时采用动电位极化方法研究非晶合金的耐腐蚀性能. 结果表明, 条带非晶形成的成分区间为58.5≤x≤78, 其最佳成分出现在U66.7Co33.3附近; 在20 K/min 加热速率下, U-Co非晶的晶化温度位于534~550 K之间, 晶化放热焓为4.8~8.5 kJ/mol, 约化晶化温度Trx值最高达0.535; 在50×10-6 Cl-溶液中, U-Co 非晶合金的腐蚀电位大都接近-50 mV, 其抗腐蚀能力显著优于贫铀, 且U-Co非晶耐腐蚀性与其形成能力显示出正相关性.
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Keywords: 高强钢; Q&P工艺; 马氏体; 残余奥氏体; 强塑积;
DOI：10.12074/202303.00634V1
submitted time 2023-03-19
Abstract：研究了经一步淬火C配分(Q&P)工艺处理的双马氏体实验钢的微观组织与力学性能, 并与经直接淬火及淬火回火(Q&T)工艺处理的实验钢进行对比, 初步探讨了一步Q&P 工艺对材料微观组织和力学性能的影响规律. 结果表明,显微组织主要由板条马氏体、片状马氏体和板条间薄膜状残余奥氏体组成, 且随着保温时间的延长, 片状马氏体含量先增加后减小, 残余奥氏体含量逐渐增大且趋于稳定. 与传统的直接淬火及Q&T 工艺相比, 经一步Q&P 工艺处理后的实验钢具有良好的综合力学性能, 即具备高强度的同时也具备良好的塑性, 其强塑积、抗拉强度和延伸率分别可达21774.2 MPa·%, 1442 MPa和15.1%, 且随着保温时间的延长, 抗拉强度逐渐减小, 延伸率逐渐增大且趋于稳定.
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Keywords: J75 合金; B; 抗氢性能; h 相;
DOI：10.12074/202303.00519V1
submitted time 2023-03-19
Abstract：采用OM, SEM, TEM, EPMA和二次离子质谱(SIMS)等手段, 研究了B对J75 抗氢合金晶界h 相析出的抑制作用机制, 采用饱和热充氢、三维原子探针(3DAP)技术和氢渗透实验方法, 研究了B对合金抗氢性能的影响机制. 结果表明, 不含B合金中存在Ti 的晶界偏聚, 导致晶界h 相在时效过程中析出; 含B合金中, 由于B抑制了Ti 的晶界偏聚, 使h 相难以形核长大, 从而抑制了晶界h 相的析出. B和H原子存在位置竞争关系, B降低合金的氢扩散系数, 阻碍H原子的扩散和迁移, 减少晶界偏聚H原子数量, 抑制氢致裂纹形成.
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Keywords: 2099-T83 Al-Li合金; 2060-T8 Al-Li合金; 搅拌摩擦焊接; 人工时效处理; 界面形貌; 接头强度;
DOI：10.12074/202303.00490V1
submitted time 2023-03-19
Abstract：采用搅拌摩擦焊(FSW)对厚度为2 mm的2099-T83 与2060-T8 Al-Li 合金进行搭接. 利用OM和SEM等分析技术探讨搅拌头转速和搅拌针长度对搭接接头界面结构与力学性能的影响. 结果表明, 2099-T83/2060-T8 搭接接头焊缝区可观察到明显的结合界面, 焊缝区显微硬度低于母材, 且在热机影响区与焊核区的过渡区硬度最低. 当搅拌头转速由600 r/min 增加到800 r/min, 且搅拌针长度由3.0 mm减小至2.5 mm时, 界面形貌由光滑界面转变成“锯齿状”咬合界面, 焊缝区结合界面形貌主要受搅拌针长度影响,“锯齿状”咬合界面搭接接头平均破坏载荷为654 N. 搭接接头均在底部母材2060-T8 侧热机影响区与焊核区的过渡区断裂, 断裂特征为韧-脆混合断裂.“锯齿状”咬合界面搭接接头经150 ℃, 保温20 h 人工时效处理后,焊缝区显微硬度有所提升, 接头承载能力较未经人工时效处理的降低了20%, 断口呈现脆性断裂模式.
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Keywords: 镍基单晶高温合金; 晶体学取向; 热疲劳; 孔; 裂纹萌生及扩展;
DOI：10.12074/202303.00551V1
submitted time 2023-03-19
Abstract：选用第二代镍基单晶高温合金, 制备了平行于定向凝固方向且分别沿(100)面和(110)面的2 组板式试样, 采用电火花方法在试样中心垂直于板面加工孔径为0.5 mm的圆孔. 采用室温到1100 ℃的冷热疲劳实验, 研究了冷热循环过程中不同晶体学平面的板式试样上圆孔周围裂纹萌生及扩展行为. 结果表明, 位于不同晶体学平面的板式试样中, 电火花方法加工圆孔周围产生了一薄层再铸层, 再铸层最厚处约15 mm. 板式试样所在晶体学平面对圆孔周围裂纹萌生及扩展行为影响显著. 冷热循环80 cyc 后, (110)面试样中, 裂纹在与枝晶生长方向垂直的孔边产生, 之后迅速沿与枝晶生长方向呈45°角扩展. 而对于(100)面试样, 即使经过200 cyc 冷热循环后孔边也未观察到裂纹, 造成此差异的本质原因是单晶高温合金晶体结构的各向异性导致的热应力差别与微观组织特征共同作用的结果.
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DOI：10.12074/202303.00558V1
submitted time 2023-03-19
Abstract：利用OM, SEM和裂纹扩展速率测试等手段分析了GH4740H, GH4738, GH3625 和690 合金不同均匀化程度下的组织特征以及这些组织状态的热变形行为, 系统研究了合金均匀化工艺因素与再结晶的关联规律. 研究结果表明, 合金均匀化需要兼顾枝晶偏析消除带来的热塑性改善以及晶粒长大和氧化加剧所导致的后续热变形时的塑性下降; 合金未完全均匀化留下的残留枝晶间区域提供了再结晶形核位置, 提高再结晶形核率. 在相同热变形条件下, 有残留枝晶组织的试样再结晶程度明显高于完全均匀化、无枝晶组织的试样. 为此提出基于部分均匀化制度的高温合金均匀化开坯控制方法具有合理性.
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Keywords: HK40 合金; B微合金化; 铸造疏松; 硼化物; 碳化物;
DOI：10.12074/202303.00566V1
submitted time 2023-03-19
Abstract：利用SEM, OM和XRD等手段分析了HK40 合金铸件铸造疏松形成原因, 并研究了添加微量B对HK40 合金的凝固组织及疏松形成的影响. 结果表明: HK40 合金铸件主要存在A和B 2 种铸造疏松缺陷. A类疏松主要由于枝晶的快速生长并架桥联接导致架桥枝晶之间区域的补缩不足引起; B类疏松产生原因是相邻枝晶间区域生长的枝晶状M7C3型碳化物堵塞枝晶间补缩通道. B微合金化能降低HK40 合金铸件较强的柱状晶生长趋势, 细化枝晶, 能抑制HK40 合金A类铸造疏松缺陷的产生. 同时, B微合金化增加了HK40 合金枝晶间共晶相的体积分数, 使枝晶间呈枝晶状M7C3型碳化物转变为层片状的M23C6型碳化物析出, 避免碳化物堵塞相邻枝晶间的补缩通道, 因而也减小了B类铸造疏松缺陷的形成倾向.
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Keywords: 柱状晶; Fe-3%Si电工钢; 冷变形; 再结晶退火; 织构;
DOI：10.12074/202303.00633V1
submitted time 2023-03-19
Abstract：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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