《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。
关键词: 1000 MPa级熔敷金属; 保护气; 强韧性; 马氏体/贝氏体板条; 分布形态; 氧化物夹杂;
DOI：10.12074/202303.00525V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：研究了不同保护气(Ar+5%CO2, Ar+10%CO2, Ar+20%CO2和Ar+30%CO2)对1000 MPa级高强熔敷金属组织及强韧性的影响. 结果表明, 当CO2含量为20%时, 熔敷金属力学强韧性最佳, 屈服强度为980 MPa, 室温冲击功为72.6 J, -40 ℃冲击功为52 J. 组织观察和分析结果表明, 随着保护气中CO2含量增加, 熔敷金属组织中贝氏体板条含量增多, 且贝氏体板条分布形态由平行状向交织状转变, 交织状贝氏体板条分割细化原奥氏体晶粒, 从而细化马氏体板条. 贝氏体含量和马氏体/贝氏体板条的分布形态是决定熔敷金属力学性能的根本原因. 贝氏体含量并非越多越好, 存在最佳含量比例; 随着保护气CO2含量的进一步增加, 熔敷金属夹杂物数量增加, 尺寸增大, 且主要成分含量发生变化. 当保护气中CO2含量为30%时, 出现较大尺寸的夹杂物, 导致熔敷金属韧性降低.
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关键词: 等离子冷床炉; TC1 合金; 热轧; 显微组织; 织构; 力学性能;
DOI：10.12074/202303.00483V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：以工业化等离子冷床炉熔炼的TC1 合金为研究对象, 结合实际生产流程, 并借助于中子衍射技术, 研究不同轧制工艺对TC1 板材显微组织与性能演变的影响, 揭示组织结构与力学性能之间的关系. 结果表明, 冷床炉熔炼的铸锭组织为魏氏组织. 经过轧制后, a 集束发生扭曲和破碎. 单向轧制变形a 相沿轧向排列比换向轧制更为明显. 退火后, 板材中变形a 相发生等轴化. 经过单向轧制和换向轧制后, 轧制板材均表现为柱面织构类型, 这是板材横向屈服强度均明显高于其轧向屈服强度的主要原因.
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DOI：10.12074/202303.00614V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：考虑熔滴和小孔对熔池的影响, 建立了基于FLUENT软件的激光+熔化极电弧(GMAW)复合热源焊三维瞬态熔池流体流动数值分析模型. 利用双椭球体热源描述电弧热输入, 将激光热输入视为热流峰值可调节的双曲线旋转体热源, 其热源分布参数通过简化的小孔形状尺寸模型确定; 将熔滴过渡过程视为从熔池上部特定区域流入熔池高温液态金属的过程, 并通过建立液态金属流速对时间的周期函数表征熔滴过渡频率; 将小孔视为由激光致蒸汽反作用力引起的熔池表面变形, 以简化计算过程, 重点考虑小孔的存在对熔池流体流态的主要影响. 利用所建模型对不同焊接条件下的激光+GMAW复合热源焊小孔形态、熔池流体流动和温度场进行模拟计算, 分析了激光+GMAW复合热源焊流场特征, 探讨了激光功率对复合焊熔池动态行为的影响规律. 结果表明, 在1 m/min 焊速条件下, GMAW焊(激光功率为0 W)出现驼峰缺陷; 当激光功率为500 W时, 驼峰缺陷消失, 但熔池中无小孔产生, 且流体流动模式与GMAW焊相近; 而当激光功率增至2000 W, 熔池中出现小孔, 使得流体流动模式更为复杂. 将焊缝横断面形状尺寸的计算结果与实验结果进行比较, 2 者吻合较好, 从而证明了模型的准确性和适用性.
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关键词: Cu-Co-Fe 合金; 液相分离; 快速凝固; 建模及模拟;
DOI：10.12074/202303.00594V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：对Cu-10%Co-10%Fe (质量分数)亚稳液态组元不混溶合金开展了气体雾化快速凝固实验, 制备了富Fe-Co相球形粒子均匀分布于基体Cu的复合粉末, 建立了Cu-Co-Fe 合金雾化液滴冷却过程中的温度场、浓度场和液-液相变动力学控制方程, 研发了耦合合金热力学和相变动力学的模拟方法, 模拟分析了Cu-10%Co-10%Fe 合金雾化液滴的凝固组织形成过程.实验和模拟结果表明, 在气体雾化快速凝固条件下, 液-液相变过程中富Fe-Co相液滴Marangoni 迁移和Ostwald 熟化的影响很弱, 粉末中心绝大部分区域内富Fe-Co相粒子的空间分布均匀. 对于直径小于220 mm的Cu-10%Co-10%Fe 合金粉末, 富Fe-Co 相粒子的平均半径Ra和数量密度N与雾化粉末直径d 之间符合指数关系.
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关键词: TWIP钢; 热变形; 动态再结晶; 本构方程; 组织演变;
DOI：10.12074/202303.00621V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：在变形温度为1223~1423 K及应变速率为0.01~10 s-1的条件下, 利用MMS-300 热模拟试验机开展单道次压缩变形实验, 结合SEM-EBSD和TEM等观察分析技术, 研究了一种高锰奥氏体孪晶诱发塑性(TWIP)钢的高温热变形及再结晶行为, 对其动态再结晶过程中的组织演变规律及其与应力-应变曲线的相关性进行了分析和表征. 结果表明, 该高锰奥氏体TWIP钢的热变形行为对应变速率较敏感; 当应变速率低于0.1 s-1时, 热变形过程中发生动态再结晶; 当应变速率高于1 s-1时, 发生动态回复. 通过回归计算建立了该高锰奥氏体TWIP钢的热变形本构方程, 分析认为动态再结晶过程中的组织演变规律与其应力-应变曲线密切相关. 随着应变量的增加, 晶界迁移诱导再结晶形核; 形变量进一步增加, 产生大量亚晶界; 相邻亚晶界上的位错攀移和滑移等运动使晶界合并, 导致再结晶晶粒形成.
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关键词: 烘烤硬化; 内耗; 固溶强化; Cottrell气团强化; 沉淀强化;
DOI：10.12074/202303.00477V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：测试了低碳钢不同退火温度下烘烤态的应力-应变曲线和烘烤硬化(BH)值以及变形态和烘烤态的内耗曲线, 研究了不同退火温度下的烘烤硬化机制. 结果表明, 退火温度由750 ℃逐渐提高到880 ℃, 应力-应变曲线均表现不连续屈服现象, 且屈服平台的锯齿状越来越明显, 屈服点延伸量不断增大. 退火温度由750 ℃提高到780 ℃, BH值降低, 变形态和烘烤态的Snoek 峰高差值增大, SKK峰高降低, Kê峰变化不大, 固溶强化对烘烤硬化起主导作用. 退火温度由780 ℃逐渐提高到880 ℃, BH值不断增大, 变形态和烘烤态的Snoek 峰高差值逐渐减小, SKK峰的驰豫强度逐渐增大, Kê峰变化不大, Cottrell气团强化对烘烤硬化的作用逐渐增强. 烘烤硬化机制是固溶强化、Cottrell气团强化和沉淀强化的共同作用.
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关键词: 中间层金属; Al2O3 陶瓷; 1Cr18Ni9Ti不锈钢; 剪切强度;
DOI：10.12074/202303.00498V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：采用Ag-Cu-Ti 活性钎料连接Al2O3陶瓷与1Cr18Ni9Ti 不锈钢, 研究了Cu, Ni 和表面镀Ni 的Cu 3 种中间层金属对钎焊接头组织和剪切强度的影响. 结果表明, Cu作为中间层时, 陶瓷与钎料能形成良好的界面反应; Ni 作为中间层时, 焊缝中形成大量的Ni3Ti 金属间化合物, 导致陶瓷/钎料不能形成良好的反应层, 降低了接头的剪切强度; 表面镀Ni 的Cu片作为中间层金属时, 少量Ni 的存在不影响钎料中活性元素Ti 的含量, 钎料与陶瓷能形成良好的界面反应, 同时Ni 层的存在降低了钎料对Cu 的溶蚀作用, 该种中间层更能有效地缓解钎焊接头的残余应力. 当Ni 层的厚度为30 mm, Cu 片的厚度为0.2 mm时, 接头剪切强度可达到109 MPa.
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关键词: 304 奥氏体不锈钢; 晶界工程; 热影响区; 晶间腐蚀; 焊接;
DOI：10.12074/202303.00484V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：通过拉伸变形5%及1100 ℃退火30 min 的晶界工程(GBE)处理工艺, 将304 奥氏体不锈钢低Σ重合位置点阵(CSL)晶界比例提高到75% (Palumbo-Aust 标准)以上, 形成大尺寸的“互有Σ3n取向关系晶粒的团簇”显微组织. 采用钨极气体保护焊焊接样品, 对焊接后样品的HAZ区域进行显微组织表征和耐腐蚀性能测试. 结果表明, GBE处理过的304 奥氏体不锈钢具有较好的晶界网络稳定性, HAZ区域内仍具有高比例低ΣCSL晶界, 并且晶粒尺寸并未明显变大. 在晶间腐蚀浸泡实验和电化学动电位再活化法(EPR)测试中, GBE处理的样品HAZ敏化区都表现出了更好的耐腐蚀性能, 表明晶界工程可以有效改善304 奥氏体不锈钢焊接热影响区耐晶间腐蚀性能.
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关键词: La0.9Ce0.1Fe11.44Si1.56Hy; 吸氢; 放氢; 粉末粘结; 磁热效应;
DOI：10.12074/202303.00609V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：对La0.9Ce0.1Fe11.44Si1.56合金进行饱和吸氢, 之后在不同放氢温度(Td=200~250 ℃)下进行3 h 放氢处理, 得到H含量不同即具有不同Curie 温度(TC)的氢化物, 对其相结构和磁热效应进行测试分析. 结果表明, 合金在吸氢前后有相同的相结构, 主相为NaZn13型立方结构, 同时含有少量a-Fe 杂相; 随着放氢温度的提高, TC近似线性的降低; 由于H原子的引入消弱了一级巡游电子变磁(IEM)转变, 等温磁熵变较母合金有所降低, 当Td＞230 ℃时, 磁熵变随着放氢温度的升高明显降低, 磁滞减小, 当Td=250 ℃时, 磁熵变曲线宽化, 一级相变特性弱化. 饱和吸氢后的La0.9Ce0.1Fe11.44Si1.56Hy粉末经固化后得到的粘结样品在0~1.5 T的磁场下, 绝热温变和等温磁熵变的最大值分别达到2.7 K和7.5 J/(kg·K).
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关键词: Sn和Nb微合金化; Zr-Cu-Fe-Al 块体非晶; 热稳定性; 塑性;
DOI：10.12074/202303.00468V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：采用Cu模铸造方法制备了直径2 和3 mm的Zr61.5Cu21.5-xFe5Al11Sn1Nbx (x=0, 1, 2, 原子分数, %)和Zr61.5Cu21.5Fe5Al12非晶合金棒. 结果表明, Sn 和Nb微合金化略微降低了Zr-Cu-Fe-Al 非晶合金的玻璃形成能力. Zr61.5Cu19.5Fe5Al11Sn1Nb2非晶合金具有优异的压缩塑性, 并且表现出“应变硬化”现象. 高分辨透射电镜观察显示Zr61.5Cu19.5Fe5Al11Sn1Nb2和Zr61.5Cu21.5Fe5Al12合金均为完全非晶态, Sn 和Nb微合金化后合金内部原子排列更紧密. 正电子湮没谱分析结果表明, 与Zr61.5Cu21.5Fe5Al12非晶合金相比, Zr61.5Cu19.5Fe5Al11Sn1Nb2非晶合金内部原子密排间隙和结构自由体积尺寸减小、总量增加. 大量弥散分布的自由体积有利于Zr61.5Cu19.5Fe5Al11Sn1Nb2非晶合金剪切带的形成、分枝和相互作用, 最终改善了非晶合金的塑性.
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