《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: 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.
Hits
3112
Downloads
763
Comment
0
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.
Hits
3407
Downloads
1045
Comment
0
Keywords: Cu/Al接头; 钎焊; 界面结构; 金属间化合物; 抗剪切强度;
DOI：10.12074/202303.00480V1
submitted time 2023-03-19
Abstract：分别采用Zn-15Al, Zn-22Al, Zn-28Al, Zn-37Al 和Zn-45Al 钎料钎焊获得Cu/Al 接头. 利用SEM, EDS和XRD研究了Zn-Al钎料成分对Cu/Al接头中Cu母材/钎缝界面结构的影响, 并系统阐述了Zn-Al钎料成分-接头界面结构-接头抗剪切强度之间的关系. 研究发现, Cu/Zn-15Al/Al接头中Cu母材/钎缝界面结构为Cu/Al4.2Cu3.2Zn0.7, 且Al4.2Cu3.2Zn0.7界面层较薄, 其厚度为2~3 μm, 接头具有较高的抗剪切强度, 达66.3 MPa. 随着钎料中Al含量的提高, 在Cu/Zn-22Al/Al接头界面处Al4.2Cu3.2Zn0.7界面层的厚度逐渐增大, 甚至在Cu/Zn-28Al/Al接头的Al4.2Cu3.2Zn0.7界面层附近出现少量的CuAl2, 接头的抗剪切强度逐渐降低. 当采用Al含量较高的Zn-37Al钎料钎焊Cu/Al接头时, Cu母材/钎缝界面结构转变为Cu/Al4.2Cu3.2Zn0.7/CuAl2; 脆性CuAl2层的出现, 使接头抗剪切强度大幅下降, 为34.5 MPa. 当采用Al 含量最高的Zn-45Al 钎料钎焊Cu/Al 接头时, Cu母材/钎缝界面结构转变为Cu/CuAl2, 接头抗剪切强度最低, 为31.6 MPa.
Hits
3342
Downloads
888
Comment
0
Keywords: 碳化物; 析出; Vickers硬度; 界面能;
DOI：10.12074/202303.00486V1
submitted time 2023-03-19
Abstract：利用Gleeble 热模拟实验机、Vickers 硬度计、SEM, HRTEM及DSC研究了淬火态含Nb和Nb-Mo 微合金钢在升温过程中碳化物的析出行为. 利用经典形核长大理论及Avrami 方程对淬火态钢中MC型碳化物的析出动力学进行了计算. 结果表明, 含Nb和Nb-Mo微合金钢淬火后以20 ℃/min 的速率加热至不同温度水冷, 在300 和700 ℃, 由于e-碳化物和MC型碳化物析出而出现了硬度峰值. MC型碳化物在650 ℃左右析出, 由于析出强化而硬度上升, 与理论计算得到的MC型碳化物的析出鼻子点温度约650 ℃的结果相一致. Mo进入NbC中降低了NbC与铁素体基体的错配度, 从而减小了析出相与铁素体基体间的界面能, 使得(Nb, Mo)C析出动力学加快, 所以Nb-Mo钢中析出相粒子分布更为密集, 尺寸更为细小, 具有较高的析出强化作用.
Hits
3176
Downloads
900
Comment
0
Keywords: HR3C钢; 时效; s 相; 相计算方法; 显微组织;
DOI：10.12074/202303.00589V1
submitted time 2023-03-19
Abstract：利用OM, SEM和TEM研究了一种超超临界用HR3C钢在700 和750 ℃长期时效至2000 h 过程中s 相的析出行为, 借助相计算方法探究了影响s 相析出的因素. 结果表明, HR3C钢在700 和750 ℃时效1000 h 就有不规则块状第二相在晶界析出, 且随时效时间延长而增多和粗化; EDS分析表明该相主要含Fe 和Cr, 结合SAED的分析结果最终确定其为s-Fe-Cr 金属间化合物; 通过相计算方法对初始态HR3C钢进行分析认为, 显微组织或相结构等差异可能是影响后续s 相析出行为的原因.
Hits
3215
Downloads
857
Comment
0
Keywords: Mg-Zn-Gd三元镁合金; 凝固路径; 冷却速率; 计算模型;
DOI：10.12074/202303.00629V1
submitted time 2023-03-19
Abstract：采用实验和数值计算方法, 研究了Mg-4.58Zn-2.6Gd三元铸造镁合金的自由凝固路径选择. 实验结果表明, 当铸型冷却速率≤0.75 K/s 时, 合金首先生成的共晶为a(Mg)+W(Mg3Zn3Gd2); 当铸型冷却速率≥7.71 K/s 时, 合金首先生成的共晶为a(Mg)+I(Mg3Zn6Gd). 建立了综合考虑合金液相扩散和冷却速率因素的多元合金初生相凝固路径计算模型. 耦合热力学计算软件Thermo-Calc 及其数据库获得了g-4.58Zn-2.6Gd合金凝固路径计算所需的热力学数据, 发现计算结果与实验结果吻合良好.
Hits
3311
Downloads
883
Comment
0
Keywords: 激光立体成形; 竖直外侧壁; 向内倾斜; 分析模型;
DOI：10.12074/202303.00610V1
submitted time 2023-03-19
Abstract：采用激光立体成形制备了层数逐渐增加的块状试样, 分析了零件竖直外侧壁向内倾斜的原因. 基于利用粉末累积高度重构单道熔覆层横截面轮廓的方法, 构建了描述竖直外侧壁轮廓逐层演化的分析模型. 利用该模型重构了不同单道熔覆层宽高比和激光束有效作用范围下的竖直外侧壁轮廓, 并分析了2 者的影响. 结果表明, 逐层叠加过程中, 已沉积的熔覆层将影响之后熔覆层的形成; 由于单道熔覆层的横截面为弧形, 其与激光束相交形成的边界熔池将向零件内部收缩, 从而引起边界单道熔覆层向内收缩及竖直外侧壁向内侧倾斜; 随沉积高度增加, 倾斜程度减小并趋于消失. 初始单道熔覆层宽度一定时, 减小激光束有效作用范围有利于外侧壁趋于竖直但却增大其偏离量; 单道熔覆层宽高比对外侧壁的影响几乎可以忽略.
Hits
4200
Downloads
880
Comment
0
Keywords: 激光冲击; 航空铝合金; 表面改性; 高熵合金; 非晶; 纳米晶; 抗蚀性;
DOI：10.12074/202303.00512V1
submitted time 2023-03-19
Abstract：用7075-T76 航空铝合金进行激光冲击表层改性实验, 借助SEM和TEM分析冲击层的微观结构、表层获得的非晶/纳米晶复合材料高熵合金层的演变过程和成因及力学性能与抗腐蚀性能. 结果表明, 激光冲击的超高能量、超快过程导致的绝热剪切热效应诱导材料表层合金体系发生熵增效应及重新配分. 合金体系混合熵的增大促进组元间的混乱度增高, 弱化了杂质原子的不良作用. 激光冲击提供的外场能量促进熵的增量转化为合金中形成非晶态组织所需Gibbs 自由能ΔGconf的降低. 多组元铝合金在多次激光冲击强大的外场能量作用过程中, 各组元间按照Boltzmann 定律自发重组, 动态析出的纳米晶组织则发挥过程中体系不平衡度的协调作用, 使所获高熵非晶组织更符合Boltzmann 关系的热力学要求. 通过热力学自调整和微结构重组, 激光冲击层最终由非晶/纳米晶颗粒复合组成. 同时, 激光冲击的超高应变率诱导的强烈微观应力使时效析出相发生整体塑性形变, 产生平行分布的形变孪晶, 协同吸收激光冲击能量. 由于晶界强化消失和位错密度降低, 激光冲击主要体现为结构重组效应. 激光冲击表层的硬度在单次激光冲击后有所提高, 随冲击次数增加, 硬度逐步与基体硬度持平. 激光冲击造成的强烈形变可使铝合金表层内纳米晶尺寸减小至2~3 nm. 非晶态消除了在第二相周围的原电池腐蚀, 从而使航空铝合金7075-T76 表面激光冲击所获非晶/纳米晶复合材料表层的抗腐蚀性能明显改善.
Hits
3376
Downloads
856
Comment
0
Keywords: 690TT合金; 氧化膜; 氢水化学; 氧水化学; 保护性微观结构;
DOI：10.12074/202303.00510V1
submitted time 2023-03-19
Abstract：将电解抛光态690TT合金样品在325 ℃, 15.6 MPa,含1500 mg/L B, 2.3 mg/L Li, 2.5 mg/L H2的高温高压水中连续浸泡720 h 后, 取出一半样品用于腐蚀产物的分析, 其余样品继续在含2.0 mg/L O2的该高温高压水中连续浸泡720 h. 采用SEM, GIXRD和TEM分析了在上述2 种条件下样品表面生长的氧化膜的微观结构. 结果表明, 电解抛光态690TT合金在单一溶氢的高温高压水中表面生长的氧化膜具有双层结构: 外层是分散的富含Ni 和Fe 大颗粒氧化物和富含Ni 的疏松的针状氧化物; 内层是近连续的富含Cr 的氧化物; 内外层氧化物均具有尖晶石结构. 在溶氢/溶氧的溶液中连续浸泡后, 样品表面生长的氧化膜也具有双层结构: 外层的形貌、化学组成和物相结构与在单一溶氢条件下生长的氧化膜相似, 仅针状氧化物的长度明显增加; 而氧化膜内层变成了纳米尺寸的NiO. 后期溶解氧扩大了电位-pH图中含Ni 的氧化物稳定存在的相区, 促进了外层富含Ni 的针状氧化物的快速生长; 更加重要的是, 溶解氧提高了含Fe 和Cr 氧化物的腐蚀电位, 促进了在溶氢条件下生长的内层富Cr 氧化物的溶解, 破坏了氧化膜的保护性结构, 提高了电解抛光态690TT合金的腐蚀速度. 在一回路溶氢/溶氧连续浸泡过程中, 电解抛光处理并不能降低690TT合金的腐蚀速度.
Hits
3424
Downloads
979
Comment
0
Keywords: 中间层金属; Al2O3 陶瓷; 1Cr18Ni9Ti不锈钢; 剪切强度;
DOI：10.12074/202303.00498V1
submitted time 2023-03-19
Abstract：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.
Hits
3490
Downloads
802
Comment
0
