主管单位:中国科学技术协会
主办单位:中国机械工程学会
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副主编:吴玉程 闫牧夫
顾剑锋 刘永长  付海峰
编辑出版:《材料热处理学报》编辑部
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刊 号:ISSN 1009-6264
 CN 11-4545/TG
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发行:北京报刊发行局
邮发代号:82-591
定价:60元/册
全年:720元 

综述

  • 碳钢过冷奥氏体的转变

    戚正风;

    1966年Aaronson根据热力学计算结果对钢的贝氏体转变的切变理论提出了异议,由此引发了一场世界范围的超过半个多世纪的对钢的贝氏体转变机制的研究和讨论高潮,有些问题已经得到共识,但有些问题依然存在分歧。在此期间,对马氏体转变及珠光体转变也有一些新的建树。现特以纯铁及碳钢为例,对珠光体、贝氏体、马氏体3个转变机制的现状进行了概括,其中包括了本文作者的一些分析和判断。衷心希望读者对本文提出批评指正。

    2017年04期 v.38;No.202 1-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 2593K]
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  • 微纳结构贝氏体钢中残留奥氏体的调控及其对稳定性的影响

    胡锋;张国宏;万响亮;周雯;吴开明;

    微纳结构贝氏体钢由微纳结构贝氏体铁素体和残留奥氏体组成,具有超高强度和高塑性。如何细化块状残留奥氏体并提高薄膜状残留奥氏体含量,来实现精细组织和优良塑韧性,成为重要的科学与技术问题。本文综述了合金元素和热处理工艺等因素对贝氏体转变及其对残留奥氏体形成与形态的影响,分析了残留奥氏体在超高强韧贝氏体钢中的塑韧化机理,从而为开发超高强度高韧性的贝氏体钢提供理论与技术指导。

    2017年04期 v.38;No.202 15-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 4521K]
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材料研究

  • 退火温度对Ti/IrO2-Ta2O5电极的结构和电容性能的影响

    罗彦兰;于文泰;李彦泽;邵艳群;唐电;

    采用热分解法在Ti基体上制备了Ti/IrO_2-Ta_2O_5氧化物电极涂层。采用X射线衍射、循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等方法对其组织结构和电化学性能之间的关系进行了详细研究。结果表明:温度低于350℃的电极以非晶态的形式存在,当温度为370℃时,金红石衍射峰出现,说明在350~370℃范围为电极的临界结晶温度区间。370℃下制备的电极具有最大的积分电量,电量损失率最小,比电容达到最大值,为239.2 F/g。随温度升高,电荷转移电阻R_(ct)总体呈下降趋势。

    2017年04期 v.38;No.202 25-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 393K]
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  • 不同活性炭对锌溴液流电池正极性能的影响

    孟琳;林燕燕;任忠山;张祺;

    选取了椰壳类、生物质类及酚醛树脂类3种不同的活性炭,以导电塑料为基体,通过热压工艺制备了表面涂层。采用比表面积测试法(BET)及气体吸附法-密度函数理论(DFT)测试并计算了不同活性炭的比表面积及孔径分布;在扫描电镜下(SEM)观察了不同涂层的表面形貌,通过循环伏安曲线(CV)分析,线性极化曲线(LSV)分析及电化学阻抗谱(EIS)分析等一系列电化学方法,得到了涂层的比电容、峰电流、极化过电位及反应电阻等电化学参数,研究了不同活性炭涂层作为锌溴液流电池正极材料其涂层结构、比表面积对其电化学性能的影响。结果表明:生物质类活性炭涂层较椰壳和酚醛树脂类涂层具有更大的比表面积,酚醛树脂类活性炭制备的涂层较椰壳及生物质类活性炭具有更小的反应电阻,综合来看,生物质类活性炭涂层表现出更优的电化学活性。

    2017年04期 v.38;No.202 32-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 2392K]
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  • 30% SiCp/2024复合材料的组织和热处理特性

    郝世明;谢敬佩;刘洧宁;刘佳斌;符慧平;

    采用粉末冶金工艺制备了一种SiC颗粒体积分数为30%的SiCp/2024Al复合材料,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱(EDS)、电子拉伸和硬度等测试方法研究了不同热处理参数对材料微观组织和力学性能的影响。结果表明:当固溶处理温度达到505℃,可溶相充分回溶,仅剩下含量极少的不可溶相残留在基体中,同时复合材料获得较高的强度;人工时效时间超过100 min后,材料的布氏硬度迅速升高,4.5 h达到峰值,到10 h没有明显的过时效引起的硬度下降。棒针状纳米析出相(S'相)弥散分布于基体中提高复合材料的性能。碳化硅颗粒的加入加速了基体合金的时效动力学,但是基体合金的时效析出过程并没有改变。

    2017年04期 v.38;No.202 38-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 594K]
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  • Cu包覆Ti2AlC复合粉体及其增强铝基复合材料的制备

    刘秀;翟洪祥;贺智勇;张启富;

    采用机械合金化的方法,以Cu和Ti_2AlC粉作为原料,制备了Cu包覆Ti_2AlC复合颗粒。研究了Cu、Ti_2AlC体积比和球磨时间对包覆效果的影响,并将包覆颗粒与Al粉混合后采取干压成型、无压气氛保护烧结的方法制备了Cu包覆Ti_2AlC增强铝基复合材料。实验结果表明,Cu体积含量为30%,球磨时间为10 h时,能制备出包覆效果良好的复合颗粒;球磨的高能量使Cu和Ti_2AlC在垂直于Ti_2AlC c轴方向发生机械合金化,从而使得Cu的包覆较为牢固;Cu包覆Ti_2AlC增强铝基复合材料的烧结产物主要为Ti_3AlC2、Al、Al_2Cu、Al_3Ti和Al_2O_3,其复合材料较为致密,增强颗粒分布较为弥散。

    2017年04期 v.38;No.202 44-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 464K]
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  • H2S/CO2环境下渗透试验后DN100玻璃钢的形貌与性能

    杨丽颖;聂百胜;董小平;王修云;路民旭;

    采用扫描电镜(SEM)、环向拉伸与硬度法观察并测试H_2S与CO_2环境下渗透后DN100玻璃钢试样的形貌以及力学性能。结果表明,与未渗透试样相比,渗透实验后玻璃钢管内表面缺陷较多,存在大量腐蚀坑;环向拉伸时,55℃渗透后玻璃钢管外层与中间层断裂比较整齐,但内层撕裂;85℃渗透后玻璃钢管外层与内层先开裂,中间层后开裂。渗透后玻璃钢中环氧树脂粉化严重,与纤维脱粘,缺陷孔隙深度增加,85℃时更为明显。55℃、85℃渗透后试样的环向拉伸峰值拉力、巴氏硬度保留百分数以及玻璃化转变温度分别为27.381 kN/26.643 kN、92.5%/86.25%、136.30℃、134.37℃。

    2017年04期 v.38;No.202 49-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 503K]
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组织性能

  • 热压参数对Laves相TaCr2合金组织及性能的影响

    姚敬;鲁世强;肖璇;邓莉萍;

    采用机械合金化+热压工艺路线来制备化学计量比成分的单相Laves相TaCr_2合金。研究了热压烧结温度(1250、1300、1350、1400℃)及保压时间(0.5、1、2、3 h)对合金组织和室温力学性能的影响。结果表明:热压烧结后的合金由Laves相TaCr_2和微量Ta、Cr三相组成。热压温度对Laves相TaCr_2合金晶粒度和致密度的影响大于保压时间。TaCr_2合金的维氏硬度值随保压时间延长而降低,1400℃×1 h热压合金的维氏硬度最大,达9.75 GPa。1350℃和1400℃热压合金的断裂韧性随热压时间延长而减小。1300~1400℃热压烧结下合金的断裂韧性随着热压温度增加呈下降的趋势,1300℃×3 h热压烧结合金断裂韧性值最高,为4.39 MPa·m~(1/2)。

    2017年04期 v.38;No.202 54-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 461K]
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  • 锻造温度对TA10钛合金组织和性能的影响

    苏娟华;邵鹏;任凤章;

    经过不同始锻温度、终锻温度锻造得到TA10钛合金棒材,然后在进行不同温度的退火处理后,采用标准拉伸试样进行拉伸实验和金相实验,研究其显微组织和力学性能。结果表明:随着始锻温度的提高,TA10钛合金中α相形态从长条状过渡到网篮组织。随着终锻温度的提高,TA10钛合金中α相形态从粗大的α条过渡到片状组织。在始锻温度为950℃时,TA10钛合金的强度和塑性达到较好的匹配,其抗拉强度为638 MPa,断面收缩率为35.1%。在终锻温度为660℃时,TA10钛合金的抗拉强度为663 MPa,断面收缩率为38.8%,强度和塑性匹配较好。

    2017年04期 v.38;No.202 60-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 2196K]
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  • Al-Mn-Mg合金均匀化热处理中“6-α”转化对化合物破碎的影响

    张永皞;刘庆;

    通过热处理工艺的调整获取了具有不同‘6-α’转化(即(Fe,Mn)Al_6相转化为α-Al_(12)(Fe,Mn)_3Si相)特征的Al-Mn-Mg合金初始试样,采用高分辨扫描电镜(SEM)对初始试样中‘6-α’的转化现象以及转化后α相的微观形貌特征进行了表征分析,并对各组试样进行热轧以研究该转化对形变过程中化合物破碎的影响。结果表明,‘6-α’转化有助于合金中粗大化合物的分裂和破碎,化合物破碎后会在进一步的形变过程中随基体流动进而改善其自身的分布状态,相对含量的多少以及疏松多孔的内部结构是α相帮助化合物充分破碎的关键因素。

    2017年04期 v.38;No.202 66-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 2309K]
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  • 热处理工艺对无铅硅黄铜组织及性能的影响

    李丹阳;刘平;张柯;刘新宽;陈小红;

    利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪及电化学腐蚀试验、切削试验等,观察并研究了65CuZn3Si合金和65CuZn1Si合金热处理前后微观组织、腐蚀性能和切削性能的变化。结果表明:在水冷条件下,随退火温度的升高,65CuZn3Si合金γ相晶粒尺寸逐渐变小,且有富含Si、P的纳米级颗粒状质点析出;当退火温度达到800℃时,γ相尺寸仅为1~5μm,合金的切削性能得到明显的改善;同时,其耐腐蚀性能也有所提高。而含Si量较低的65CuZn1Si合金,热处理对其性能的改善并不明显。

    2017年04期 v.38;No.202 71-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 2785K]
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  • 合金成分对NiTi-Al基合金显微组织的影响

    周磊;郑丽静;张虎;

    研究了不同Al含量和Ni/(Ti+Al)原子比对NiTi-Al基合金显微组织的影响。结果表明:在Ni_(50)Ti_(50-x)Al_x(x=0,5,7和9)合金体系中,当Al≤7 at%时,合金的微观组织并未发生明显的变化,均由NiTi基体相和分布于晶界处的Ti_2Ni+NiTi非规则共晶组织构成,而在Al含量升高至9 at%时,Ni_2TiAl相则会作为初生相析出。在Ni_(50-y)Ti_(43+y)Al_7(y=-2,-1,0和2)合金体系中,随着Ni元素含量的增加,Ti_2Ni相的体积分数逐渐降低,但当Ni≥51 at%时,Ti_2Ni相的体积分数基本保持一致,同时Ti_2Ni+NiTi非规则共晶组织消失,Ti_2Ni相以短条状或点状形态分布在晶界处。此外,NiTi-Al基合金在经过1200℃×12 h固溶和850℃×10 h时效的热处理之后,会在基体上均析出了大量的Ni_2TiAl相,但随着Ni元素含量的增加,Ni_2TiAl相的组织稳定性显著降低,并且晶界处的Ni_2TiAl相先于晶内的Ni_2TiAl相失去与基体之间的共格关系。综合考虑,Ni_(50)Ti_(43)Al_7合金有着较低的Ti_2Ni相体积分数以及优异的Ni_2TiAl相高温稳定性,是进一步研究NiTi-Al基合金组织与性能的适宜对象。

    2017年04期 v.38;No.202 78-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 4207K]
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  • 合金元素对热轧Fe-36Ni因瓦合金组织和性能的影响

    孙中华;孙道柱;刘洁;佟琛;张雲飞;彭会芬;

    采用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、维氏硬度计、拉伸试验机、热膨胀仪等手段,分别研究了Ti、Nb、Mo、Cr对热轧Fe-36Ni因瓦合金显微组织、碳化物析出相特征、力学性能和热膨胀性能的影响。发现Ti和Mo的碳化物容易以圆形颗粒形式析出,Nb和Cr的碳化物则以短棒状形式析出。碳化物析出相的存在状态以及物理性质显著影响因瓦合金的力学性能和热膨胀性能,其中,Mo合金化的因瓦合金具有最高的抗拉强度,而Cr合金化的因瓦合金则具有最大的热膨胀系数。

    2017年04期 v.38;No.202 87-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 2881K]
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  • Inconel 617B焊接接头750℃时效组织演变及对性能影响

    朱丽慧;周任远;崔宇飞;卢征然;陈亮;

    研究Inconel 617B焊接接头750℃时效前后的组织,探讨时效过程中组织演变对硬度、强度和韧性的影响。结果表明:时效后,Inconel 617B晶界析出块状M_(23)C_6相,晶内弥散析出细小的球形γ'相和针状M_(23)C_6。随时效时间延长,晶界M_(23)C_6长大并连接;晶内γ'相增多、长大,但仍十分细小;晶内M_(23)C_6逐渐长大为薄板状,同时不断析出新的、细小M_(23)C_6。焊缝区时效过程中晶界和晶内析出相的变化与母材区类似,只是M_(23)C_6析出相更多分布在枝晶间。Inconel 617B焊接接头750℃时效硬度和强度先升后降,时效早期γ'相和M_(23)C_6的析出使硬度和强度上升,后因γ'相和M_(23)C_6相不断析出和长大使硬度和强度呈现下降趋势。时效早期韧性的显著下降则与晶界析出的M_(23)C_6和晶内析出的γ'相有关。随时效时间延长,Inconel 617B焊接接头的硬度、强度和韧性下降趋缓。

    2017年04期 v.38;No.202 93-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 4554K]
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  • 协同控制双丝脉冲MAG焊电流配置对焊接特性及微结构的影响

    梁音;潘际銮;张华;刘频;吴耀刚;

    采用高速双丝熔化极活性气体保护电弧焊(MAG)焊方法对Q235板材进行焊接,研究了主/从焊丝所接焊接电源设置不同电流时对焊接接头组织与性能的影响。结果表明:电流的不同设置,影响焊缝区组织和热影响区(HAZ)微结构,并影响焊接接头强度和硬度。当主从丝电流设置成无差异时,双丝电极之间的电弧干扰最严重,电弧特性极其不稳定;随着双丝电极之间的电流差异增大,伴随微结构发生变化,热影响区域的硬度逐渐增大;当主从丝电流差值的绝对值继续增大到一定范围,热影响区域的硬度开始出现大幅减小,HAZ宽度增大。试验统计结果表明:在主从焊丝两路焊接电源采用反相位脉冲电流,主从焊丝被交替引燃,主丝焊接电流不大于从丝电流20 A时,电弧间干扰小,电弧稳定,可以得到理想的硬度,焊缝尺寸和微结构。

    2017年04期 v.38;No.202 100-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 2827K]
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  • 铸造316L不锈钢偏析及其均匀化处理研究

    周荣青;孙维连;贾玉挺;

    为了消除铸造316L不锈钢铸态组织的枝晶偏析,采用箱式电阻炉对该材料进行了均匀化退火处理的研究。并利用能谱仪、直读光谱仪测试和扫描电镜、光学显微镜观察等方法,研究了该材料铸态组织及枝晶间和枝晶内化学成分的特点,发现了不同的均匀化退火工艺对该材料显微组织的影响规律。并以空位扩散机制为基础,进行了均匀化动力学分析,建立316L合金的均匀化扩散方程。结果表明,铸造316L不锈钢铸态组织存在严重枝晶偏析,枝晶间的Cr、Mo、Ni、Mn等合金元素含量比枝晶内的高。在均匀化过程中,随着退火温度的上升、时间的增长,组织中高熔点共晶相逐渐溶解,均匀化效果增强。当均匀化退火工艺为1150℃×20 h的固溶处理时,铸造枝晶偏析90%消除,可以得到均匀的奥氏体组织。这与均匀化动力学分析结果基本一致。

    2017年04期 v.38;No.202 106-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 2929K]
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  • 较短临界退火时间下中锰TRIP钢的组织及力学性能

    定巍;杜敬超;李岩;龚志华;潘红波;

    利用拉伸试验机、扫描电镜、透射电镜以及X射线衍射分析了临界退火温度和临界退火时间对中锰钢的微观组织以及力学性能的影响。研究结果表明:在本文所设计工艺条件下,由于临界退火时间短导致组织中的渗碳体无法完全溶解,其微观组织主要由铁素体、残留奥氏体以及渗碳体所构成;试样在650~700℃之间退火能获得良好性能,但是不同临界退火温度出现良好力学性能所需要的时间不一样,温度越高,所需要时间越短;675℃退火5 min时有最佳的力学性能,抗拉强度约为980 MPa,断后伸长率约为30%,强塑积接近30 GPa·%。

    2017年04期 v.38;No.202 112-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 2971K]
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  • 钛微合金化高强钢的再结晶规律

    霍向东;侯亮;李烈军;刘江;彭政务;夏继年;

    依据薄板坯连铸连轧工艺,在Gleeble 3800热模拟机上研究了钛微合金化高强钢的再结晶行为。结果表明:在低应变速率和高温下变形容易发生动态再结晶,而所有试验温度在ε=1 s~(-1)时均表现为动态回复型;静态再结晶软化率会随着道次间隔时间、变形温度、变形速率、变形量的增加而升高;950℃以下变形随着道次间隔时间延长,会发生纳米碳化物的应变诱导析出,抑制静态再结晶发生。连轧过程中的变形速率远大于1 s~(-1),不具备发生动态再结晶的条件;在连轧总变形量不变的前提下,采取前后加强、中间减弱的道次变形量分配方式,细化成品组织。

    2017年04期 v.38;No.202 119-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 3223K]
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  • 回火温度对22MnB5高强钢组织与性能的影响

    刘涛;叶知春;刘洪伟;周威佳;

    通过拉伸和撕裂试验及SEM、断口和EBSD晶粒观察,研究了不同回火温度对22MnB5钢力学性能、显微组织、断口形貌及晶粒尺寸的影响。结果表明:在420~720℃范围内,淬火试样随回火温度升高,强度降低,韧性增加,吸能性能提升;单位面积裂纹形核功与回火温度线性无关。淬火试样420℃回火后,部分马氏体开始回复,析出碳化物;温度升高至620℃时,马氏体消失,形成铁素体,碳化物长大。原始试样断口韧窝大且深,淬火试样断口出现大量解理面;420℃回火后断口形貌为韧窝和解理面,620℃回火后断口形貌为细小均匀的韧窝。原始试样淬火后晶粒变小,最大值从10.246μm减小至2.934μm,回火后尺寸峰值向右移动,晶粒长大,出现少量直径小于1μm的晶粒。

    2017年04期 v.38;No.202 126-131页 [查看摘要][在线阅读][下载 4433K]
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  • 含铌H13钢中一次碳氮化物生成机理及热稳定性

    郝勇飞;成国光;谢有;

    对含铌0.051%的H13钢铸锭中一次碳氮化物成分特征及在1150℃、1250℃下的热稳定性进行了分析,并利用热力学软件Thermo-Calc对其形成机制进行了合理的解释。研究发现含铌0.051%的H13钢铸锭中存在3类一次碳氮化物,富Nb类、富V类以及富Mo-Cr类相。富Nb相热稳定性高,在1150℃及1250℃下保温6 h仍大量存在。富V相在1150℃下保温6 h仍然存在,而在1250℃下保温6 h即可完全固溶。富Mo-Cr相热稳定性低,无论是在1150℃还是1250℃下,均没有发现。这些相是在凝固过程中由于元素富集而在液相中析出。凝固过程中,富V的碳氮化物相首先析出,之后随着Nb含量的富集,富Nb的碳化物相开始析出,当Nb元素消耗到一定程度而同时V元素进一步富集后,富V的碳化物相再次析出,富Mo-Cr相在凝固末期最后析出。

    2017年04期 v.38;No.202 132-139页 [查看摘要][在线阅读][下载 3573K]
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  • 制备工艺对石油套管组织和强韧性的影响

    唐明华;汪新衡;赵健明;

    将25Mn V石油套管用钢通过直接淬水与水冷→空冷→水冷的双介质淬火冷却工艺分别处理成全马氏体组织与下贝氏体/马氏体复相组织,对比研究了不同淬火工艺下的微观组织特征及回火工艺参数对试验钢强韧性的影响。结果表明:双介质淬火所得下贝氏体/马氏体复相组织具有明显的强韧化效果,可以降低应力集中,有利于材料韧性的改善和阻止微裂纹的产生与扩展;力学性能测试表明,试验钢大约在400℃左右出现韧性低谷,呈现出低温回火脆性的特征,因此,该复相组织适合于在高温回火状态下使用,此时复相组织提高材料韧性的作用更为显著。

    2017年04期 v.38;No.202 140-145页 [查看摘要][在线阅读][下载 2351K]
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  • 正火处理对灰铁型材组织与性能的影响

    徐春杰;郭权芬;张婷;刘永辉;黄志强;张忠明;

    采用水平连续铸造工艺制备了矩形截面120 mm×100 mm灰铁型材,对比研究了不同温度奥氏体化对正火组织与性能的影响。结果表明,该灰铁型材表层10 mm处为D型石墨,1/2R为E型石墨,心部为A型石墨,基体中的珠光体分别为5%,15%和15%。880、900和920℃分别保温2 h后出炉空冷的正火组织,表层10 mm处珠光体含量均接近80%;1/2R处的珠光体含量分别为40%、50%和60%;心部的珠光体含量分别为30%、40%和50%。铸态表层硬度为92 HRB,1/2R处和心部硬度低于表层,硬度差为6.4 HRB,正火热处理能够提高灰铁型材心部力学性能,降低不同部位的硬度差和拉伸强度差。正火温度越高,越有利于石墨片附近获得高碳奥氏体,有利于珠光体的形成,有利于灰铁型材断面组织与性能均匀性的提高。920℃×2 h正火,表层的拉伸强度超过350 MPa,断面性能均匀性得到提高,表层和心部的拉伸强度差仅为30 MPa。

    2017年04期 v.38;No.202 146-151页 [查看摘要][在线阅读][下载 4438K]
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  • 共晶灰铸铁的结晶动力学

    杨忠;王金炜;冯云鹏;杨雨;

    结合数字光学显微镜、扫描电镜(SEM)、高分辨三维X射线衍射、热分析和高温液淬的方法研究共晶灰铸铁的凝固过程和组织演变规律,深入分析石墨的长大动力学及三维连通特征。结果表明:共晶灰铸铁中的石墨结晶初始形貌为球状,异质形核核心为MnS,尺寸为1~2μm;共晶反应开始时石墨发生变异,长成细小片状石墨,并在共晶团内长大,随后相邻共晶团内的石墨通过中间的液相生长在一起,连接成更大的石墨,共晶反应结束时,大部分石墨在三维上连接在一起,连通率为88.87%;共晶灰铸铁结晶时,石墨长度与时间的关系为、L=-390.56+555.32(1-e~(-t/34.52)),石墨含量与时间的关系为、C=-17.24+27.02(1-e~(-t/41.57))。

    2017年04期 v.38;No.202 152-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 4204K]
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表面改性

  • Bi掺杂TiO2薄膜的电致变色性能

    徐子芳;陈娟;苏红霞;

    以钛酸四丁酯、五水硝酸铋为主要原料,采用溶胶-凝胶法在ITO导电玻璃基片表面制备铋掺杂摩尔分数分别为0、2%、4%、6%、8%和10%的TiO_2薄膜,采用TG-DTA、XRD、电化学工作站、紫外可见分光光度计等表征铋掺杂TiO_2薄膜。循环伏安分析显示:铋掺杂后薄膜的阴极还原峰由1个增至3个且峰流值变大,其电流响应时间变化不大,未掺杂和铋掺杂TiO_2薄膜的着色效率(CE)最大值分别为3.08 cm~2·C~(-1)、6.17 cm~2·C~(-1)。少量铋掺杂可以使TiO_2正八面体结构发生扭曲变形,提高薄膜的电致变色性能,但过多的铋离子可能会富集于基质的晶界处,增加了锂离子的迁移阻力,甚至阻隔锂离子进入TiO_2层中。未掺杂和铋掺杂TiO_2凝胶加热至400℃后热稳定性良好;热处理500℃时其粉末为锐钛矿,且掺杂量越高无定形程度越高。

    2017年04期 v.38;No.202 159-164页 [查看摘要][在线阅读][下载 306K]
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  • AISI431不锈钢表面“膨胀”α相层的制备和性能

    刘瑞良;韦朝阳;徐昂;闫牧夫;乔英杰;

    对AISI431马氏体不锈钢进行低温等离子体改性处理,通过金相观察、X射线分析等对渗层组织结构进行表征,利用显微硬度仪以及腐蚀极化曲线等对渗层硬度和耐蚀性能进行测试。结果表明,通过低温改性处理,均可在不锈钢表面获得含有"膨胀"α相的渗层,其中渗氮处理后表面主要含Fe4N和含氮"膨胀"α相,渗碳处理后表面主要为含碳"膨胀"α相,且渗氮层厚度明显大于渗碳层厚度。经低温改性处理后,不锈钢表面硬度显著提升,且渗氮层硬度高于渗碳层硬度。然而,在本试验条件下渗氮渗碳的不锈钢耐蚀性能均略有下降,和渗氮相比,渗碳处理后的试样耐蚀性能更差,且在腐蚀过程中,两类渗层表面所产生钝化膜均为具有n型半导体特性。

    2017年04期 v.38;No.202 165-172页 [查看摘要][在线阅读][下载 4255K]
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  • 浸镀温度对溶剂法热镀Galfan合金界面层组织的影响

    王雅伟;杜安;马瑞娜;范永哲;赵雪;刘彤;曹晓明;

    采用溶剂法在430~530℃分别在Q235钢基体上制备了热镀Galfan合金镀层,运用扫描电镜、X射线衍射仪分析了浸镀温度对合金镀层界面组织的影响。结果表明:浸镀温度为430~450℃时,界面层生长速度缓慢;当温度高于470℃时,界面层生长速度变快,高温时界面层的生长速度为低温界面层生长速度的2倍。浸镀温度为430~450℃时,界面层分为两层,远离基体部分为圆片状组织,尺寸为1~3μm;靠近基体部分为椭球状组织,尺寸约为几百纳米。浸镀温度为470~530℃时,界面层全部为椭球状组织,尺寸为3~6μm。其中圆片状组织为FeAl_3相,椭球状组织为Fe_2Al_5Zn_(0.4)组成。随着浸镀温度的提高,界面层组织晶粒逐渐变大。

    2017年04期 v.38;No.202 173-178页 [查看摘要][在线阅读][下载 2430K]
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  • 表面状态对2A12铝合金发黑氧化膜层的热循环性能影响

    崔庆新;郝雪龙;文陈;白晶莹;张立功;

    为了探讨前处理对2A12铝合金发黑阳极氧化及其空间服役性能的影响,通过不同机加粗糙和表面活化等前处理对发黑阳极氧化形貌和热循环性能的影响进行了研究,并采用扫描电镜等对前处理、氧化和热循环后的形貌进行了分析。结果表明:随着表面粗糙度的增加,铝合金发黑膜层热循环性能变差,裂纹密度和宽度增加;而通过浸泡和溅射处理,由于表面微区域腐蚀,导致生成的氧化膜层与基体之间结合力下降,从而引起在热循环过程中表面膜层的脱落,并结合微观形貌以及能谱测试结果探讨了不同表面粗糙度和活化对膜层的影响机理。

    2017年04期 v.38;No.202 179-184页 [查看摘要][在线阅读][下载 4480K]
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  • Vanadis 4 Extra模具钢的干滑动摩擦性能

    张俊喜;陈百明;易湘斌;郭小汝;梁泽芬;张振宇;

    采用"销-盘"摩擦磨损试验测试不同滑动速度下Vanadis 4 Extra和Cr12MoV模具钢干滑动严重磨损的临界载荷,通过SEM、EDS、OM观察磨损形貌并分析磨损机理及原因。结果表明:滑动速度增大,两种钢严重磨损的临界载荷均减小,Vanadis 4Extra和Cr12MoV两种钢严重磨损的临界载荷分别为:0.691 m/s范围内为900 N和600 N;0.921 m/s时为700 N和300 N。载荷小于临界载荷时以磨粒磨损为主,大于临界载荷之后Vanadis 4 Extra以氧化磨损为主,Cr12MoV为氧化磨损和塑性变形。在不同滑动速度及载荷下,Vanadis 4 Extra模具钢的耐磨性均高于Cr12MoV钢3~18.3倍。

    2017年04期 v.38;No.202 185-192页 [查看摘要][在线阅读][下载 5088K]
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模拟计算

  • 基于Thermo-Calc和JMatPro模拟计算的新型镍基合金设计

    王鲁;杨钢;刘正东;刘宁;

    运用Thermo-Calc和JMatPro热力学模拟软件对镍基Nimonic 105合金进行了成分优化以及新合金设计研究。研究表明,通过降低Co、Cr和Mo元素含量可有效降低Nimonic 105合金中μ相的析出温度,同时也可降低700℃时合金中σ相的析出倾向。通过调整Nimonic 105的部分合金元素配比设计了一种新型镍基合金HR105C。HR105C合金在700~1200℃区间无σ相和μ相等有害相。在700℃时HR105C合金中γ'相和M_(23)C_6相的平衡析出量的摩尔分数分别约为32%和1%,γ'相的析出略高于Waspaloy合金。HR105C合金的持久性能较Nimonic 105合金显著降低,但与Waspaloy合金相当,甚至可能略优于Waspaloy合金,可满足700℃参数火电汽轮机高温部件用材设计要求,达到了预期优化设计目的。另外,拥有小尺寸的γ'相的HR105C合金具有更好的持久性能。可采取措施通过提高γ'相的稳定性来减缓γ'相的粗化速率,进而使HR105C合金的持久性能得到提升。

    2017年04期 v.38;No.202 193-199页 [查看摘要][在线阅读][下载 2630K]
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  • 核压力容器SA508Gr4钢焊接热影响区微区转变及残余应力分布

    白庆伟;麻永林;邢淑清;陈重毅;亢晓岚;蒙耀鑫;

    采用新型熔池热源分层加载数学模型对SA508Gr4钢双面单道次焊接的温度场和应力场进行计算及试验验证,分析了焊接热影响区各微区转变过程及残余应力分布情况。结果表明,温度场模拟值与试验值基本吻合,性能不稳定的完全淬火区宽度为1560μm,占热影响区宽度的77.6%;首道焊缝两侧20 mm处出现600 MPa高横向拉伸残余应力区,第二道次高横向残余应力区出现在完全淬火区附近,而对于不完全淬火区组织形成压缩塑性变形趋势,X形坡口第二道焊接热作用可以抵消小部分首道焊的横向收缩。而两者纵向残余应力均以拉应力为主。

    2017年04期 v.38;No.202 200-206页 [查看摘要][在线阅读][下载 4006K]
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