分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要：通过结构和磁性测量, 研究了Ni50-xCoxMn39Sn11 (x=0, 2, 4, 6) Heusler 合金的晶体结构、相变和磁性. 结果表明, 随Co含量增加, 该系列合金的马氏体相变温度明显下降, 而Curie 温度却呈现出上升的趋势, 并在室温下展现出不同的晶体结构. 同时, Co含量的增加导致样品在奥氏体相的磁性迅速增加, 而马氏体相的磁性却几乎保持不变, 显著地提高了2 相之间的磁化强度差异(ΔM). 特别是当Co 含量增加到x=4 时, 2 相之间的ΔM达到40 Am2/kg, 并表现出磁场驱动马氏体相变的特征. 此外, 还研究了Ni50-xCoxMn39Sn11 (x=0, 2, 4)样品在马氏体相变过程中的应变行为. 其中, x=4 样品的相变应变量达到了0.17%, 通过3 T的磁场循环, 该样品在215~235 K的温度范围均显示出可回复磁感生应变. 这种可回复的应变行为可归因于样品中的部分马氏体相变可由等温磁场驱动.
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要：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.
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要：在Sn, Sn-3.0Ag-0.5Cu和Sn42-Bi58 钎料中添加具有纳米结构的笼形硅氧烷齐聚物(POSS)作为增强相, 研究了增强相在恒温恒湿(85 ℃, 相对湿度85%)条件下对锡基无Pb焊层晶须生长行为的影响. 结果表明, 在恒温恒湿条件下, 锡基无Pb焊层晶须生长的驱动力是Sn 的氧化物生成引起体积膨胀从而对周围焊层产生的压应力; 添加POSS可以有效缓解金属Sn的氧化进程, 抑制Sn 的氧化物生成, 从而减缓晶须生长; 在Sn, Sn3.0Ag0.5Cu和Sn58Bi 焊层中, Sn 焊层晶须生长能力最强,Sn58Bi焊层晶须生长能力最弱.
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摘要：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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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.
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
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.
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要：采用动电位极化、循环极化、电化学阻抗谱、Mott-Schottky 曲线结合表面形貌观察, 研究了利用等通道转角挤压方法制备的晶粒尺寸为(130±30) nm的超细晶304L不锈钢在含Cl−溶液(0.05 mol/L H2SO4+ 0.05 mol/L NaCl)中的点蚀行为. 研究表明, 超细晶材料比粗晶材料具有更高的腐蚀电流密度和钝化电流密度, 更低的腐蚀电位、破钝电位和保护电位, 且钝化区更窄. 严重塑性变形引起304L不锈钢材料晶粒显著细化, 一方面增加了表面钝化膜的施主密度和扩散系数, 降低了钝化膜的致密性, 使Cl−在材料表面的吸附能力增强; 另一方面增加了晶界含量, 使Cl−沿晶界向内扩散能力增强, 促进了点蚀形核和长大.
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摘要：本文简要综述了近年来国内外关于梯度纳米结构材料的研究进展, 包括梯度纳米结构的分类, 梯度纳米结构材料的主要性能特点及制备加工技术. 对梯度纳米结构材料面临的一些基础科学问题和工业应用探索进行了讨论和展望.
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摘要：通过蠕变性能测试、组织形貌观察及位错组态的衍射衬度分析, 研究了镍基单晶高温合金在中温/高应力稳态蠕变期间的变形机制. 结果表明, 在760 ℃, 760 MPa和800 ℃, 650 MPa蠕变期间, 剪切g′相的位错可发生分解, 分解后领先的a/3<112>超点阵Shockley 不全位错切入g′相, 拖曳的a/6<112>Shockley 不全位错滞留在g′/g 相界面, 2 个不全位错之间形成超点阵内禀堆垛层错(SISF); 此外, 剪切进入g′相的超点阵位错可由{111}面交滑移至{100}面, 形成具有非平面位错芯结构的K-W锁, 可抑制位错的滑移和交滑移, 提高合金的蠕变抗力. 在850 ℃, 500 MPa蠕变期间, 合金中的层错消失, 部分剪切进入筏状g′相的a<110>超点阵位错可分解形成“2 个a/2<110>不全位错加反相畴界(APB)”的组态, 而合金中K-W锁的消失是由高温热激活致使立方体滑移的位错重新交滑移至八面体所致.
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摘要：对2219-T62 铝合金母材和搅拌摩擦焊(FSW)接头沿板厚方向分层切片分别进行了低周疲劳实验研究, 探讨了热力耦合作用不均匀性和焊接工艺参数对接头低周疲劳变形行为的影响. 结果表明: 在低外加总应变幅0.1%和0.2%时, 低周疲劳循环应力幅和塑性应变幅曲线呈水平分布, 疲劳裂纹萌生于试样表面且具有单一性, 裂纹扩展区有明显的疲劳辉纹; 在高应变幅0.4%, 0.6%和0.8%时, 应力幅升高, 塑性应变幅降低, 发生循环硬化, 且随着应变幅的增加, 疲劳循环应变硬化程度逐渐升高, 裂纹萌生具有多源性, 以韧窝断裂特征为主. 母材疲劳寿命高于FSW接头; 与接头中部和底部切片相比, 上部疲劳寿命较低. 随转速的升高, 疲劳寿命降低, 焊速对其影响较小.
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摘要：利用OM, TEM, SEM, 显微硬度仪, AFM, 磁力显微镜(MFM)和扫描Kelvin 探针(SKPFM)等微观分析手段, 分析了先进压水堆核电站反应堆压力容器安全端异种金属焊接接头低合金钢A508/镍基焊料52M/奥氏体不锈钢316L的金相组织、显微硬度、主要合金元素、晶界类型以及残余应变的分布, 并对比了整个焊接接头不同厚度上的组织和性能. 结果表明,焊缝厚度方向上组织和硬度没有显著差别, 底焊位置出现一层未熔焊料形成的细小等轴晶, 在316L母材热影响区(HAZ)内残余应变较焊接件其它位置高, 熔合线附近具有复杂的微观结构、显微硬度、晶界类型、元素成分和残余应变分布. TEM和MFM分析表明, 母材316L基体内有富Cr, Mo元素的颗粒状析出相, SKPFM的结果显示该析出相Volta 电势较基体更负, 因而更不耐腐蚀.
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摘要：针对316L奥氏体不锈钢表面强化, 进行了低温表面渗碳实验并测量了渗后试样渗碳层内C浓度沿深度方向的分布. 建立了以“陷阱-去陷阱”质量传递机制为基础的动力学模型, 认为Cr 原子在C的扩散过程中对C原子具有陷阱作用, 利用该模型计算出渗后试样中C浓度沿渗层深度方向的分布, 并与实验结果进行比较. 结果表明, 实验测得的C浓度沿渗层深度方向的分布形状呈现凸状, 与简单Fick定律得出来的结果不同, 而基于“陷阱-去陷阱”模型得到的计算结果与实验结果符合较好, 表明陷阱作用在C扩散过程中起重要作用. Cr 原子通过对C原子陷阱作用, 降低C的扩散系数, 对实验数据拟合得到C的去陷阱激活能为165 kJ/mol. 所提出模型仅适用于未发生碳化物析出的低温渗碳, 且并未考虑扩散应力的影响.
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摘要：将高碳高合金钢SDC99 分别在1030 ℃奥氏体化30 min后油淬、在-196 ℃液氮中深冷处理8 h 及210 ℃回火2 h. 采用三维原子探针(3DAP)技术分析了淬火态、深冷态、回火态C原子的空间分布; 用XRD研究了3 种热处理状态下马氏体轴比、马氏体中含C量的变化; 用SEM原位观察深冷前后碳化物的形貌. 结果表明, C原子在深冷处理过程中偏聚于马氏体孪晶界, 形成厚度为5~10 nm的偏聚区. 210 ℃低温回火过程中, C进一步偏聚形成富C相或与合金原子形成M23C6型碳化物.
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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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摘要：采用显微硬度测试、拉伸实验、EBSD和TEM等检测手段研究了不同变形量对形变和时效结合制备的Al-Mg-Si-Cu合金力学性能和显微结构的影响. 结果表明, 随着变形量的增加, 轧制态合金的硬度会逐渐增加, 后续时效过程中形变合金均能进一步强化但时效硬化能力逐渐下降; 晶粒沿着轧制方向逐渐被拉长为层状结构, 形成大量亚晶界. 变形量小时, 合金内位错密度随着形变量的增加而增加; 变形量较大时, 位错发生缠结并形成亚晶. 形变导致的位错组态变化显著影响合金的析出特性, 析出相逐渐从离散分布演变为连续分布, 连续分布的析出相是溶质原子析出与缺陷退化交互作用的结果, 通过调整形变量和时效工艺有助于制备强度和塑性结合良好的铝合金.
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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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摘要：本文简述了国内外高强铝合金发展的理论基础及其材料的制备加工技术. 针对大规格高性能铝合金材料的成分设计、熔炼、均匀化、固溶、淬火、预拉伸以及时效各工序的相关技术的研究热点和发展进行了介绍和讨论. 并对我国该类铝合金及其发展和应用提出了建议.
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摘要：通过制备不同尺寸的Ti45.7Zr33Ni2.9Cu5.9Be12.5非晶复合材料样品, 研究了冷却速率和高径比对内生枝晶相增强钛基非晶复合材料力学性能的影响. 随着制备过程中冷却速率的降低, 非晶复合材料中枝晶相的尺寸逐渐增大, 同时枝晶相熟化的现象也趋于明显. 在力学性能方面表现为非晶复合材料的强度降低而塑性增强. 与以往非晶复合材料性能对高径比比较敏感所不同的是, 本工作中的Ti45.7Zr33Ni2.9Cu5.9Be12.5非晶复合材料的力学性能对高径比的变化并不敏感, 原因在于晶态相的存在以及其中的形变诱发马氏体相变行为的发生对非晶复合材料内部应力分布的调节.
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要：基于热传导反算法, 建立了液态金属与压室之间传热的二维反算数学模型, 设计了压室内部测温模块并进行了针对Al-9%Si-3%Cu合金的静态无压射和常规压铸实验. 基于实验中测得的压室内部不同位置的温度, 求解得到了液态金属在压室中的温度场及其不同位置的界面换热系数, 为预测压室预结晶提供可靠依据. 结果表明, 静态无压射条件与常规压铸条件下液态金属与压室界面换热情况差异很大, 同时压室中间界面换热系数均随液态金属流动方向依次降低, 压室壁温度也存在两端高中间低的分布. 在常规压铸条件下, 由于冲头运动的影响, 压室末端换热系数存在双峰现象.
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要：采用强磁场下物理气相沉积的方法, 通过提高蒸发源温度获得晶粒尺寸逐渐降低的纳米晶Fe 薄膜, 研究了强磁场对不同晶粒尺寸Fe 薄膜生长和磁性能的影响. 结果表明, 当蒸发源温度为1440 ℃时, Fe 薄膜的晶粒细小, 强磁场使薄膜从层状生长变成了柱状生长, 有效降低了薄膜缺陷. 当蒸发源温度为1400 和1350 ℃时, Fe 薄膜的晶粒较粗大, 强磁场不能改变其柱状生长方式, 但是却提高了柱的宽度. 强磁场提高了Fe 薄膜的平均晶粒尺寸以及颗粒(由晶粒构成)尺寸、降低了薄膜表面粗糙度. 随着晶粒尺寸的降低, 强磁场提高Fe 薄膜矫顽力、饱和磁化强度和剩磁比的能力增强.
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