关键词: Kirkendall空洞; 金属间化合物; 生长动力学; 组织演化; 晶体相场法;
提交时间： 2023-03-19
摘要：采用二元合金晶体相场模型模拟研究了Sn/Cu 互连体系Cu/Cu3Sn 界面及金属间化合物层中Kirkendall 空洞形成和形貌演化及长大过程, 对Kirkendall 空洞生长的微观机制进行了剖析, 同时还模拟和分析了界面Cu3Sn层厚度和杂质含量对Kirkendall 空洞形貌和生长动力学的影响. 研究表明, Kirkendall 空洞的生长过程由4 个阶段组成: Cu/Cu3Sn界面形成大量原子错配区, 原子错配区迅速成长为空洞, 空洞的长大及随后的空洞合并生长. Kirkendall 空洞优先在Cu/Cu3Sn 界面处形核,其尺寸随时效时间的延长而增大, 并在时效后期空洞的生长伴随有空洞的合并. Cu3Sn 层厚度增加和杂质含量增多均使得Kirkendall空洞数量和生长指数增加以及尺寸增大, 并且2种情况下空洞数量随时间的变化均呈现先增后减的规律.
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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;
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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关键词: 马氏体不锈钢; 同步辐射高能X射线; 逆变奥氏体; 力学稳定性; 相变诱导塑性; 加工硬化指数;
提交时间： 2023-03-19
摘要：利用自制的小型拉伸装置对淬火+回火热处理后的ZG06Cr13Ni4Mo马氏体不锈钢试样进行单轴拉伸变形, 使用同步辐射高能X射线衍射技术对钢中逆变奥氏体力学稳定性和相变诱导塑性(transformation induced plastic, TRIP)进行原位研究. 结果表明, 随着拉伸应力的增加, 逆变奥氏体衍射峰积分强度逐渐减弱, 逆变奥氏体在变形过程中逐步发生了形变诱导马氏体相变. 利用Rietveld 全谱精修拟合方法对不同应力状态下的逆变奥氏体相分数进行定量分析, 发现逆变奥氏体的形变诱导马氏体相变开始于材料的宏观弹性阶段, 并持续至整个塑性变形阶段. 通过比较分析不同热处理工艺下逆变奥氏体的形变诱导相变过程和材料的加工硬化行为发现, 逆变奥氏体的形变诱导相变的出现增加了马氏体基体的位错密度, 导致材料加工硬化指数的提高, 有效提高了材料的塑性.
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提交时间： 2023-03-19
摘要：建立了Ti6Al4V合金铸件/铸型界面换热系数(h)的一维反算模型, 从数学及数值模拟的角度研究了型壳热物性参数和热电偶定位等参数对h 计算的影响, 分析了不同参数影响的不同特点, 据此对型壳热物性参数和热电偶定位位置等进行了修正, 提高了h 反算精度. 修正计算参数后的反算结果表明, Ti6Al4V合金熔模铸造条件下, h 的变化可分为4 个阶段: (1)铸件为液态, h 维持约440 W/(m2·K); (2) 铸件表面生成完整凝固层, 此阶段h 下降近60%; (3) 凝固层不断增厚至铸件凝固,此阶段h 下降接近峰值的20%; (4) 铸件凝固后, h 随温度缓慢下降. 在三维模型中对反算得到的h 进行了验证, 得到的模拟温度与实测温度基本吻合, 表明反算得到的h 较为准确, 可以应用于Ti6Al4V合金熔模铸造过程的数值模拟中.
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关键词: 扫描电化学显微镜(SECM); 纯Mg; 析氢; 活性点;
提交时间： 2023-03-19
摘要：应用扫描电化学显微镜的产生/收集和反馈模式, 研究纯Mg在NaCl和Na2SO4溶液中腐蚀过程中的微区(点、线、面)析氢行为和活性点的演变过程. 实验结果显示, 无论在NaCl 还是Na2SO4溶液中, 阴极极化和阳极极化均促进析氢, 与传统集气法获得的纯Mg腐蚀过程存在负差数效应一致, 但析氢速率在微区范围内波动加大, 不稳定, 且与极化程度有关. 析氢速率随NaCl 浓度增加而增加, 但随Na2SO4浓度增加而减少. NaCl 浓度增大、pH值降低、阳极极化有利于Mg表面活性点的产生.
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关键词: Q235B钢; 干/湿交替实验; 工业-海岸大气腐蚀; 锈层;
提交时间： 2023-03-19
摘要：采用干/湿交替腐蚀增重模拟实验、XRD以及EIS 等方法, 研究了模拟工业-海岸大气中pH值变化对Q235B钢腐蚀行为的影响. 结果表明, 当SO2浓度较低时, pH值变化对Q235B钢腐蚀速率的影响不明显; 当SO2浓度较高时, pH值变化对Q235B钢腐蚀速率的影响存在极值现象, 即: 当pH 值处于“较高”和“较低”之间某一值时, Q235B钢的腐蚀速率达到极大值. 当模拟工业-海岸大气中SO2浓度一定时, pH值变化对Q235B钢表面锈层相组成的影响不明显. 分析表明, 模拟工业-海岸大气环境中SO2的存在一定程度上抑制了b-FeOOH的形成. 随着SO2浓度的升高, 锈层中b-FeOOH和g-FeOOH的相对含量在减少, g-FeOOH可能发生了向Fe3O4的还原或向a-FeOOH的相变转化. 随着腐蚀时间的延长, 锈层相组成的演化呈现出相似的规律. 此外, 当模拟工业-海岸大气中SO2浓度较低时, Q235B钢腐蚀主要遵循Cl−的循环机制, 改变pH值对钢腐蚀行为的影响不明显; SO2浓度较高时, Q235B钢腐蚀初期主要遵循Cl−的循环机制, 随着腐蚀时间的延长, SO2对腐蚀的影响逐渐显著, 并以H2SO4再生循环的方式加速钢的腐蚀.
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关键词: 煤制气; X80 管线钢; 热影响区; 显微组织; 氢渗透;
提交时间： 2023-03-19
摘要：采用焊接热模拟技术制备了X80 管线钢焊接接头热影响区不同亚区的试样, 通过高压含氢煤制气环境下的氢渗透实验考察了X80 钢及热影响区中的氢渗透行为, 并计算了相应的氢渗透参数. 结果发现, 与X80 钢相比, 热影响区的氢扩散系数有了不同程度的增加, 且随峰值温度的升高而增加, 吸附氢浓度、氢溶解度和氢陷阱密度则呈现了相反的规律. 结合显微组织分析发现, 大角度晶界含量、位错密度和晶界平直度为影响氢渗透参数的主要因素. 过热粗晶区具有最高的氢扩散系数, 主要是由于该区峰值温度最高, 奥氏体晶粒发生严重长大, 晶界平直度增加, 冷却后生成了粗大的贝氏体铁素体, 大角度晶界含量显著减少, 位错密度较X80 钢也有所降低, 对氢的捕获作用减弱.
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关键词: 三元铝合金; 形核模型; 元胞自动机; 枝晶生长; 二次枝晶臂间距;
提交时间： 2023-03-19
摘要：针对铝合金砂型铸造较低冷速特点, 通过实测和分析不同凝固条件下的冷却曲线, 建立了适用于铝合金形核密度随最大形核过冷度呈指数性变化的形核函数. 通过与Pandat 软件热力学、动力学、平衡相图数据库相耦合, 并利用空间坐标变化等算法, 建立了适用于三元铝合金二维、三维枝晶生长的CA模型. 在该模型中, 同时考虑了溶质扩散、成分过冷、曲率过冷、晶体择优取向以及不同组元之间相互作用等重要因素的影响. 利用建立的形核和生长模型, 模拟了Al-7Si-0.36Mg合金在不同凝固条件下的二维枝晶演化及形貌特征, 描述了溶质组元的分布特征以及定量地预测了二次枝晶臂间距的变化, 并与实验结果进行了对比. 三维枝晶的模拟结果有效反映了枝晶空间结构复杂性和多样性, 并与实验结果吻合良好.
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关键词: 液态金属冷却; 定向凝固; 重型燃机叶片; 数值模拟;
提交时间： 2023-03-19
摘要：利用高温度梯度定向凝固-液态金属冷却(LMC)技术制备了重型燃机定向结晶空心高压涡轮叶片, 采用ProCAST有限元模拟软件计算了LMC定向凝固工艺下, 不同抽拉速率时空心定向结晶叶片凝固过程的温度场、晶粒组织以及一次枝晶间距(PDAS), 预测了抽拉速率对杂晶、雀斑等缺陷的影响. 结果表明, 模拟结果与实验结果吻合良好. 随着抽拉速率增加, 叶片的凝固速率、冷却速率均增加, 远高于高速凝固法(HRS)的凝固速率、冷却速率; 叶片不同部位达到最大纵向温度梯度时的抽拉速率不同, 纵向温度梯度是评价定向工艺的有效方法; LMC工艺制备的燃机叶片消除了雀斑缺陷, PDAS远小于HRS工艺.
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关键词: Ni2+; 熔渣; 电化学行为; 阴极过程; 可控氧流电解池;
提交时间： 2023-03-19
摘要：利用MgO部分稳定的ZrO2固体电解质管集成构建Pt, O2(air)|ZrO2作参比电极的可控氧流电解池, 采用循环伏安、方波伏安、计时电位、恒电位电解等电化学测试技术研究了1673 K高温下SiO2-CaO-MgO-Al2O3熔渣中Ni2+的电化学行为. 结果表明, O2-在熔渣中的扩散和在ZrO2固体电解质内的电迁移不是熔渣中电活性物质还原的限制性环节, 在本实验条件下利用构建的可控氧流电解池研究熔渣中Ni2+的电化学行为是可行的. 熔渣中Ni2+在Ir 电极上还原到Ni 是受扩散控制的一步还原的可逆过程, 利用循环伏安和计时电位测试技术所得数据计算得出了含有3%NiO的熔渣中Ni2+的扩散系数分别为(3.50±0.18)×10-6和(2.80±0.22)×10-6 cm2/s, 与相关文献结果基本吻合.
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