综述

• 含耐磨相的金属材料高温磨损性能的研究进展

  杨亚杰;徐流杰;

  随着航空、军工、核工业等领域的不断发展，对在高温环境下工作的机械设备及其零部件提出了更高的要求。高温磨损是机械零部件主要的失效原因，耐磨相对金属材料的高温磨损性能起重要作用。本文综述了国内外含氧化物和碳化物等耐磨相的金属材料高温磨损性能的研究进展，分析了耐磨相在高温磨损中的作用。耐磨相一方面以细化晶粒的方式提高了金属基体的硬度和强度，从而改善耐磨性，另一方面在高温磨损过程中形成的氧化物促进了保护膜的形成，提高了材料的抗氧化性和高温耐磨性。

  2024年07期 v.45;No.289 1-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 950K]
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• 铝合金中强度差效应的影响因素和本构建模的研究进展

  吴开俊;卜恒勇;

  强度差效应在铝合金变形过程中是一种普遍存在的现象，铝合金因其密度低、力学性能佳、加工性能好、传热性及耐腐蚀性能优良等特点，在船用行业、化工行业、航空航天、金属包装、交通运输等领域广泛使用，因此对这种现象的透彻了解至关重要。首先介绍了铝合金强度差效应的影响因素，然后总结了强度差效应的最新实验和建模，最后介绍了强度差效应最新的研究方法。未来的研究建议着重于更深入地探索强度差效应的微观机制，开发多尺度综合强度差效应模型以满足更广泛的应用要求，以及量化强度差效应。

  2024年07期 v.45;No.289 12-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 670K]
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复合材料

• 退火处理对冷轧铝/钛复合板材组织性能的影响

  曹宇;甘萍;王群骄;张洁柯;曹先铭;陈泽军;黄光杰;

  通过扫描电镜、电子背散射衍射、X射线衍射和显微硬度仪等研究了不同退火工艺参数对冷轧铝/钛复合板材微观组织和微观硬度的影响规律，分析了退火温度和保温时间对铝层和钛层金属再结晶行为的影响。结果表明：冷轧态的铝层和钛层微观组织都以沿轧向被严重拉长的变形晶粒为主，并且在厚度方向分布不均匀。随着退火温度的升高和保温时间的延长，扩散层宽度均有一定的增加。在400℃退火时，铝层金属已经发生了再结晶，而钛层金属在500℃退火时才能观察到少量的再结晶晶粒。随着退火温度的进一步升高，两层金属的再结晶比例和晶粒尺寸均显著增大。保温时间延长导致钛层再结晶分数增加，而铝层无明显变化。此外，AlTi、Al_2Ti等金属间化合物对复合界面的微观硬度也产生了一定影响。

  2024年07期 v.45;No.289 23-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 2661K]
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• Mg-Gd-Zn高稀土镁基复合材料的变形行为

  王海清;李建波;王毅涛;罗欢;陈旭;陈先华;潘复生;

  通过半固态搅拌铸造和热挤压工艺制备了TC4(Ti-6Al-4V)颗粒增强Mg-13Gd-5Y-2Zn-1Mn镁基复合材料，采用光学显微镜、扫描电镜、单轴压缩试验和三点弯曲试验分析了其显微组织及变形行为。结果表明，在挤压过程中，TC4颗粒阻碍了其周边晶粒的动态再结晶过程和长周期堆垛有序(LPSO)相的变形，晶粒的织构方向发生改变，在基体内形成了LPSO相、TC4颗粒、再结晶晶粒和变形晶粒组成的不同区域。复合材料的压缩性能相较于基体材料得到了较大提升，其压缩屈服强度和极限抗压强度可达到450和637 MPa,压缩应变为10.1%。在压应力作用下，复合材料内出现以■孪晶为主的大量变形孪晶，产生了较强的孪晶强化。

  2024年07期 v.45;No.289 34-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 2107K]
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有色金属合金材料

• 固溶处理对喷射成形7055铝合金组织及性能的影响

  韩念梅;冯迪;唐建国;耿哲;石皋莲;

  采用差示扫描量热仪(DSC)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)技术、常温拉伸、剥落腐蚀试验等研究了固溶处理对喷射成形7055铝合金组织和性能的影响。结果表明：随着固溶温度的升高，合金中粗大第二相面积分数逐渐减小，AlZnMgCu相和Al_2CuMg(S)相基本回溶，只残留少量的Al_7Cu_2Fe相，亚晶尺寸和再结晶面积分数随着固溶温度的升高和固溶时间的延长而增大，导致抗拉强度先增大后减小。合金经470℃固溶处理2 h+时效处理后，抗拉强度、伸长率和剥落腐蚀性能分别为613.4 MPa、8.9%和EB+级。喷射成形7055铝合金的静态再结晶机制包括“原有晶界弓出机制”和“亚晶合并机制”。

  2024年07期 v.45;No.289 44-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1429K]
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• 近α型高温钛合金长期时效过程中的组织演化行为

  王佳晨;王磊;宋秀;刘杨;朱旭晖;

  利用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜研究了Ti600高温钛合金在550℃长期时效至2000 h过程中的微观组织演化行为与机理。结果表明：Ti600合金在550℃长期时效下稀土相较为稳定，但α_2相和硅化物S_2相析出并逐渐长大。0～500 h的时效初期，随时效时间的增加，与基体共格的球状α_2相的尺寸和数量增加，但当时效至500 h后，α_2相的析出与长大趋于稳定，时效至2000 h, α_2相的尺寸仍保持在10 nm以内。硅化物S_2相在α片层与β相界面或α相内析出，且当时效时间超过200 h后其长大逐渐明显，并且沿着长轴方向生长使其形状逐渐向棒状转变。时效至2000 h,合金中S_2相的平均尺寸已经达到约175 nm。经计算，550℃长期时效S_2相的长大速率K=2.69×10~3 nm~3·h~(-1)。其中Zr的扩散主要控制S_2相的长大。

  2024年07期 v.45;No.289 53-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1170K]
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• 退火工艺对Ti-Ni-V形状记忆合金相变和形变行为的影响

  张伟;贺志荣;安明宇;

  利用差示扫描量热仪和拉伸试验研究了400℃×10～120 min和500℃×10～120 min退火态Ti-50.8Ni-0.5V合金的相变行为、拉伸性能和形状记忆行为。结果表明：随退火温度和时间变化，合金的相变类型、R相变温度T_R和热滞ΔT_R、马氏体相变温度T_M和热滞ΔT_M、抗拉强度R_m、伸长率A、应力诱发马氏体相变临界应力σ_M、加载-卸载残余应变ε_R和能耗W_D的变化规律如下：400和500℃退火态Ti-50.8Ni-0.5V合金皆发生B2→R→B19’/B19’→R→B2(B2-母相，CsCl型结构；R-R相，菱方结构；B19’-马氏体相，单斜结构)型相变；T_R~(400℃)>T_R~(500℃),T_M~(500℃)>T_M~(400℃),ΔT_M~(400℃)>ΔT_M~(500℃)≥ΔT_R~(400℃)≈ΔT_R~(500℃)≈4℃;R_m~(400℃)>R_m~(500℃),A~(500℃)>A~(400℃);400℃退火态合金的超弹性(SE)稳定性高于500℃退火态合金。随退火时间延长，T_R~(400℃)、T_R~(500℃)、T_M~(400℃)和T_M~(500℃)升高，ΔT_M~(400℃)和ΔT_M~(500℃)减小，ΔT_R~(400℃)和ΔT_R~(500℃)在3.5～4.6℃之间变化；400℃退火态合金保持SE,500℃退火态合金由SE向SE+SME(形状记忆效应)转变；σ_M~(400℃)和σ_M~(500℃)降低；W_D~(400℃)和W_D~(500℃)增加；ε_R~(500℃)先降后升；ε_R~(400℃)在0.64%～1.36%之间变化。要使Ti-50.8Ni-0.5V合金获得较高的T_R,可对其进行400℃退火；要使该合金获得较高的T_M,可对其进行500℃退火；要使该合金在室温下获得超弹性，可对其进行400℃×10～120 min或500℃×10～60 min退火。

  2024年07期 v.45;No.289 60-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 446K]
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• 高温热暴露对Ti60钛合金高周疲劳性能的影响

  张少平;郭会明;赵子博;吴晨;田伟;钟燕;徐建伟;曾卫东;

  研究了高温热暴露对Ti60钛合金室温旋转弯曲高周疲劳性能的影响，通过分析试样的表面特征和内部组织，阐明了疲劳性能变化的原因。结果表明，600℃×100 h热暴露后合金的室温强度升高、塑性下降，室温旋转弯曲高周疲劳强度由470 MPa提升至543.3 MPa。疲劳性能的变化是由表面特征和内部组织变化共同引起的，热暴露导致试样表面产生由TiO_2及Al_2O_3组成的氧化膜，表面粗糙度增加、质量变差，对疲劳性能产生不利影响；同时，热暴露致使合金中α_2相和硅化物的析出数量增加，且尺寸增加，析出相的变化使得合金强度增加，并进一步提升疲劳强度。综合两方面作用，析出相对旋转弯曲高周疲劳强度的提升强于表面粗糙度增加所产生的不利影响，是疲劳性能提高的主要因素。

  2024年07期 v.45;No.289 69-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1449K]
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• 长时热暴露对Mar-M247合金组织演变及高温拉伸性能的影响

  罗超;商玉洁;高振桓;王西涛;何金珊;

  研究了等轴Mar-M247高温合金在800℃热暴露长达24000 h过程中的组织演变规律和800℃的高温拉伸强度和塑性。结果表明：热暴露5000 h前，合金的枝晶干二次γ′相、三次γ′相尺寸显著增大，热暴露5000～240000 h时，枝晶干二次γ′相尺寸没有明显变化，枝晶干三次γ′相尺寸略微增长。随热暴露时间延长，枝晶干二次γ′相体积分数增大，三次γ′相体积分数下降。根据两种γ′相的尺寸分布(PSD),两种γ′相的粗化均符合跨界面扩散控制(Trans-interface diffusion-controlled, TIDC)粗化理论；晶界处MC型碳化物通过MC+γ→M_(23)C_6+γ′反应逐渐分解，在晶界处形成γ′相膜，包裹着MC型碳化物和M_(23)C_6型碳化物。高温拉伸实验结果表明，随热暴露时间的延长，合金的屈服强度和抗拉强度先减小后基本不变，伸长率和断面收缩率先增大后减小再增大，在热暴露5000 h后，屈服强度和抗拉强度分别减小了164和76 MPa,而在热暴露5000～24000 h时，屈服强度和抗拉强度分别稳定在750和950 MPa。

  2024年07期 v.45;No.289 79-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 941K]
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• 二次固溶加时效对K4648镍基高温合金组织与性能的影响

  黄军剑;满卫芳;高双;何博;

  采用扫描电镜、能谱仪和拉伸试验等研究了二次固溶加时效对K4648镍基高温合金组织与性能的影响。结果表明：二次固溶加时效处理后，合金中析出了尺寸更大的针状α相，M_(23)C_6碳化物的尺寸变小；随着二次固溶温度的升高，针状α相逐渐粗化，M_(23)C_6数量增多且大部分在晶界处连续分布。经过二次固溶加时效处理，合金抗拉强度显著提高，塑性略有下降。K4648合金的最佳二次固溶温度为1200℃,此时合金的抗拉强度达到810 MPa,相比一次固溶加时效提高了约39%,伸长率略微下降，从17.2%降为15.3%。

  2024年07期 v.45;No.289 87-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1627K]
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• 冷轧和再结晶退火对Ta-2.5W合金组织和力学性能的影响

  刘宁;徐潇敏;刘爱军;吴玉程;

  采用电子束熔炼法制备了Ta-2.5W合金，研究了18.8%、48.5%和75.8%不同冷轧变形量对Ta-2.5W合金显微组织和力学性能的影响，并研究了退火对冷轧Ta-2.5W合金显微组织、性能及织构的影响。结果表明：随着变形量的增加，合金的晶粒不断压扁拉长，变形量75.8%时已经形成明显的纤维组织，合金的硬度和强度随着变形量的增加不断提高，原因是加工硬化。开始变形时合金组织中形成{111}<110>、{111}<121>织构，随着变形量增加，开始出现{100}<110>织构，{111}<121>织构逐渐消失，当变形量达75.8%时主要为{100}<110>织构，只剩下较少的{111}<110>织构；随着退火温度的升高，合金的纤维状组织开始逐渐消失，出现大量的等轴晶粒，发生了再结晶，晶粒尺寸、分布更为均匀，织构强度逐渐降低；1450℃退火保温1 h后，合金再结晶比例达到95.7%,已基本完成再结晶，此时合金中的织构强度大幅降低，约为冷轧态时的50%;退火后合金的强度降低，但塑性显著增加，有利于其后续变形加工。

  2024年07期 v.45;No.289 96-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 1200K]
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• AlCrCuFeNb_xNiTi高熵合金的摩擦磨损及高温氧化性能

  徐思民;阴艳丽;邝海;何文;赵海博;

  采用真空电弧熔炼方法制备了AlCrCuFeNb_xNiTi高熵合金，并研究了铸态合金的组织、摩擦磨损性能和高温氧化性能。结果表明：Nb元素的添加促进了Laves相的形成，使AlCrCuFeNiTi合金的相结构由L2_1相、BCC相和FCC相转变为AlCrCuFeNb_(0.5)NiTi合金的L2_1相、Laves相和FCC相。Nb元素的添加会降低AlCrCuFeNiTi合金的耐磨性能，磨损速率从AlCrCuFeNiTi合金的1.572×10~(-5) mm~3/(N·m)提高到AlCrCuFeNb_(0.5)NiTi合金的4.483×10~(-5) mm~3/(N·m),合金的室温磨损机制均为粘着磨损。合金的氧化动力学遵循抛物线速率定律，Nb元素对AlCrCuFeNb_xNiTi合金高温氧化性能的影响随着温度的改变而改变，800和900℃时能提高其高温氧化性能，但1000℃时Laves相的内氧化现象严重导致其高温氧化性能恶化。

  2024年07期 v.45;No.289 106-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 1853K]
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• Co₃₆Ni_37-x)Cr₂₀Al₃Ti₂Nb_x中熵合金的微观组织和力学性能

  娄照坤;刘继文;林雅婷;王君阳;张璐;

  采用真空电弧熔炼炉制备了Co_(36)Ni_((37-x))Cr_(20)Al_3Ti_2Nb_x(x=2、3和4,原子分数，%)中熵合金，利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电镜(TEM)及拉伸试验机等研究了合金的微观组织、力学性能、强化机制及变形机制。结果表明：随着Nb含量的增加，合金晶粒的平均尺寸增大，且晶界处析出相的成分和形状也发生改变。当Nb含量为2%和3%时，析出相为富Al、Nb的片状析出相，当Nb含量提升至4%时，出现了富Ti、Nb的块状析出相。随Nb含量的增加，合金的强度提高，伸长率下降。Nb含量由2%提升到4%,合金的屈服强度由940 MPa提升至1177 MPa,极限抗拉强度由1246 MPa提升至1271 MPa,伸长率由13.67%下降至3.75%。合金强度提升的原因是Nb元素的加入增强了固溶强化和沉淀强化。合金形变初期主要依靠层错诱导形变实现，合金变形后期主要依靠位错运动实现。

  2024年07期 v.45;No.289 117-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 1308K]
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黑色金属合金材料

• 一种高强耐热轴承钢的微观组织及力学性能

  信振飞;迟宏宵;于杰;周健;谷金波;

  利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、拉伸试验和洛氏硬度计等研究了一种新型成分优化的超高强度轴承钢经不同工艺热处理后的微观组织及力学性能。结果表明，在1040～1080℃范围内，随着固溶温度的升高，试验钢的抗拉强度逐渐升高，屈服强度逐渐降低。试验钢经1060℃固溶1 h后油淬及两次(-73℃冷处理2 h+540℃回火2 h)处理后，抗拉强度达到1997 MPa,屈服强度达到1600 MPa,断后伸长率达到12%,断面收缩率为55%,具有优异的强韧性能；随固溶温度的升高，试验钢的原始奥氏体晶粒尺寸逐渐增大，从19μm增加到50.9μm,未溶碳化物含量明显减少，残留奥氏体含量逐渐增多，其中，残留奥氏体含量增多是导致屈服强度逐渐降低的主要原因；试验钢中大量存在M_6C和Laves两种不同种类的析出相，其中M_6C碳化物在固溶阶段起到细化晶粒作用，Laves相在回火过程弥散析出，是试验钢获得超高强度的主要强化机制。

  2024年07期 v.45;No.289 127-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 1392K]
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• 载流条件下导电润滑脂轴承的摩擦学性能

  郭新毅;张向军;张斌;胡志红;王宇;王哲;

  选用碳纳米管、纳米导电炭黑作为添加剂，制备了两种导电润滑脂，对两种导电润滑脂进行了滴点、热重、抗氧化性能等理化性能测试，并基于自主研发的轴承载流摩擦试验台进行轴承台架试验，观察并研究了轴承的载流摩擦学特性，探索润滑脂性能对轴承抗电蚀性能的影响。结果表明：加入碳纳米管的润滑脂，滴点并未下降，且热分解温度提高，氧化诱导期延长约44%,摩擦系数及磨斑直径变化不大，磨损体积减小约50%;加入纳米导电炭黑的润滑脂，滴点降低约40℃,热分解温度降低约3℃,氧化诱导期延长约4%,摩擦系数及磨斑直径变化不大，磨损体积减小约90%。两种润滑脂均可有效减小轴承的电蚀程度。

  2024年07期 v.45;No.289 137-146页 [查看摘要][在线阅读][下载 953K]
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• 贝氏体等温时间对两相区轧制舰船用钢组织和性能的影响

  田亚强;姚硕;张明山;李红斌;胡宝佳;陈连生;

  采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和电子万能试验机等研究了两相区轧制后贝氏体等温处理时间对舰船用钢组织性能的影响。结果表明：当在450℃等温处理10 min到1 h时，试验钢的显微组织由马奥岛(M/A岛)、少量粒状贝氏体和铁素体组成；随着等温时间的延长，M/A岛逐渐减少，粒状贝氏体增多；当等温时间达到5 h时，显微组织由粒状贝氏体和少量铁素体组成。随着等温时间的继续延长，粒状贝氏体不断长大，残留奥氏体分解为碳化物，试验钢的屈服强度为1116～1150 MPa,抗拉强度为1121～1156 MPa。随着等温时间的延长，试验钢的断后伸长率和冲击吸收能量均呈先升高后降低趋势，在等温5 h时，伸长率和冲击吸收能量均达到最大值，分别为15.6%和81.2 J。

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• 回火温度对55CrVNb弹簧钢组织与性能的影响

  谭玄;关富禧;宋新莉;尤学文;邱元元;

  采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪和万能拉伸试验机等研究了不同温度回火对55CrVNb弹簧钢组织演变与力学性能影响。结果表明：55CrVNb弹簧钢淬火后的组织主要是板条与针状马氏体；在250～550℃回火50 min时，随着回火温度的升高，马氏体板条模糊并逐渐消失，碳化物沿马氏体边界析出，数量增多尺寸也在增大，位错密度逐渐降低，固溶强化，位错强化、析出强化作用减弱，导致55CrVNb弹簧钢的强度降低，抗拉强度从2119.7 MPa下降至1228.0 MPa,屈服强度从1918.8 MPa下降至1188.9 MPa;随着回火温度升高，55CrVNb弹簧钢的伸长率呈现先升高后降低趋势，断裂类型由脆性断裂向韧性断裂转变；实验钢最佳的热处理工艺参数为：860℃奥氏体化30 min, 450℃回火50 min。

  2024年07期 v.45;No.289 154-162页 [查看摘要][在线阅读][下载 2665K]
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材料表面改性

• 30CrMnSiA结构钢表面多功能改性层的性能分析

  刘泉利;王朝琳;刘瑞良;陈秋宇;米南;谢晓东;刘梓航;

  首先采用不同技术在30CrMnSiA钢表面制备了6种黑色多功能改性层，分别是采用电镀技术制备了纯Cr镀层、纯Ni镀层、纯Zn镀层和Zn-Ni复合镀层，采用低温渗氮+氧化(LTN+O)复合技术制备了LTN+O复合层，以及采用物理气相沉积(PVD)技术制备了PVD涂层，随后利用X射线衍射仪、扫描电镜等对黑色多功能改性层的组织结构进行表征，以及通过显微硬度仪、球-盘摩擦磨损试验机和电化学工作站对其力学性能和耐蚀性能进行测试。结果表明：采用电镀、低温渗氮+氧化复合以及PVD沉积等技术均可在30CrMnSiA钢表面成功制备黑色多功能改性层；在硬度方面，PVD涂层硬度最高，达到1610 HV0.05;在摩擦磨损性能方面，相比30CrMnSiA钢基体，黑色多功能改性层的摩擦系数均略有升高，除纯Ni镀层外，其他改性层的耐磨性能均优于30CrMnSiA钢基体；在结合力方面，PVD涂层和纯Ni镀层的结合力最好，压痕边缘位置无裂纹；在耐蚀性方面，相比30CrMnSiA钢基体，Zn-Ni复合镀层和LTN+O复合层耐蚀性有所提高，其他改性层的耐蚀性有所降低。

  2024年07期 v.45;No.289 163-172页 [查看摘要][在线阅读][下载 2535K]
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• 镀铜石墨对铜基制动闸片组织及性能的影响

  周亚军;张鑫;张永振;张玉娟;申凯;

  采用化学镀的方式在鳞片状石墨表面镀铜来改善铜基制动闸片中石墨和铜基体的界面结合，制定了化学镀铜配方及工艺，并研究了4种不同镀液温度对镀铜效果的影响。对镀铜后的石墨进行显微组织观察和能谱分析可知：随镀液温度的升高，镀铜效果先升后降，最好的施镀温度为50℃。用热压烧结法制备出镀铜石墨/铜基制动闸片(FM1)与非镀铜石墨/铜基制动闸片(FM0),并对其进行力学性能、物理性能测试以及制动测试，并采用扫描电镜和能谱仪对制动闸片在制动前后的表面形貌进行观察及分析。结果表明：与FM0相比，FM1中石墨分布更细小均匀，因此样品的致密度较高，硬度、抗压强度和热导率也随之增大。在不同制动初速度下，随制动初速度的提高，两种闸片的摩擦系数均出现先略微增高、后平稳，然后显著降低的趋势，但FM1的摩擦系数总体比FM0的摩擦系数更高且稳定，线磨损率也相对较小。在350 km/h高速制动条件下，由于摩擦热引起的材料表面软化，两种制动闸片的摩擦系数差别不大，都呈现显著下降趋势。

  2024年07期 v.45;No.289 173-183页 [查看摘要][在线阅读][下载 2439K]
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• 热浸镀锡电子铜带材回流焊过程中镀锡层的微观结构及缺陷分析

  欧阳豫鲁;张国赏;柳亚辉;朱倩倩;宋克兴;皇涛;张彦敏;刘栋;

  热浸镀锡电子铜带材是高端连接器和PCB(Printed circuit board)所需的关键导体材料，该材料在回流焊过程中产生的缺陷严重影响其服役性能。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)对热浸镀锡铜带材回流焊过程中缺陷组织类型及分布形态进行表征，并对回流焊锡珠样品、回流焊非正常样品和回流焊正常样品的表层形貌进行对比。结果表明：回流焊过程中，样品镀层中均产生了不同程度的孔洞缺陷，孔洞尺寸在0.2～36μm,孔洞的产生与基体合金类型、基体合金厚度和镀层厚度无明显关联；孔洞形态并不一致，发现了孔洞边缘呈现出立体网状结构、边缘参差不齐、孔洞中存在小颗粒的现象。回流焊过程中，镀锡层中Cu、Sn元素发生了重新分布，不同缺陷所造成的元素分布情况并不相同。镀层结构中，化合物层、多相界面间高低起伏与镀层表面高度起伏无明显关联。

  2024年07期 v.45;No.289 184-193页 [查看摘要][在线阅读][下载 2568K]
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材料模拟计算

• 不同道次应变分配下TA15钛合金双道次热压缩静态软化行为

  赵丽娟;魏科;黄骏;董显娟;黄龙;涂泽立;

  在变形温度为910～970℃、应变速率为0.01 s~(-1)、道次保温时间为1000 s、总应变为0.9条件下，对TA15钛合金进行了双道次热压缩实验，研究了第一道次应变为0.25、0.45、0.65时对合金热变形过程中静态软化行为的影响。结果表明：在不同第一道次应变分配下，除变形温度为910℃且应变为0.25时，合金在道次保温间隔后均出现了静态软化现象，即第二道次流动应力峰值均低于第一道次卸载应力；第一道次应变分配较高时，由于累积畸变能较多，软化程度更为明显；变形温度越接近相变点，第一道次应变对静态软化影响程度越大；微观组织分析表明，道次保温间隔后比保温前的初生α相体积分数明显减少，减小程度与静态软化程度呈正相关性。

  2024年07期 v.45;No.289 194-200页 [查看摘要][在线阅读][下载 1187K]
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• 18Cr2Ni4W钢的热变形行为及热加工图

  蔡述巧;王勇帆;陈克鑫;纪宏志;谷大鹏;刘鑫刚;

  在变形温度为850～1200℃,应变速率为0.005～0.5 s~(-1)及真应变为0.8的条件下，采用Gleeble-3800型热模拟试验机对18Cr2Ni4W钢进行热压缩试验，分析其真实应力-应变曲线，基于双曲正弦函数，建立了18Cr2Ni4W钢的热变形本构方程；采用动态材料模型(DMM),建立了18Cr2Ni4W钢在真应变为0.8时的热加工图。结果表明：18Cr2Ni4W钢在热加工过程中发生了动态再结晶，流变应力随着变形温度的升高而降低，随着应变速率的增加而增加；峰值应力随应变速率的降低和变形温度的升高而降低。失稳区主要集中分布于变形温度为860～950℃、应变速率为0.03～0.5 s~(-1)的范围内，其显微组织为沿变形方向拉长的带状组织，并存在局部流动性，对应的功率耗散η值较低，小于0.2;安全区的显微组织是典型动态再结晶组织，功率耗散η值较高，在0.28～0.49之间。在真应变为0.8时，18Cr2Ni4W钢最佳的热加工工艺为：变形温度为975～1050℃、应变速率为0.01～0.14 s~(-1)以及变形温度为1050～1200℃、应变速率为0.01～0.5 s~(-1)。

  2024年07期 v.45;No.289 201-211页 [查看摘要][在线阅读][下载 1369K]
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其他

• 超薄壁黄铜散热器扁管高频感应焊接接头的组织和性能

  周雷;蔡琰;叶枫;张炎雨;谢志雄;董仕节;解剑英;

  采用高频感应焊接技术对0.13 mm壁厚的H65黄铜扁管进行焊接，利用光学显微镜、扫描电镜、电子探针、电子背散射衍射、显微硬度仪以及拉伸实验对焊接接头的微观组织和力学性能进行了研究。结果表明：高频感应焊接H65黄铜扁管的焊接接头无裂纹、气孔等缺陷，焊缝区没有出现Zn的大量蒸发。焊接接头的抗拉强度达到400 MPa,达到母材的94%,伸长率为33.89%,与母材接近；焊接接头的显微硬度呈W型分布，熔合区最高，母材区次之，热影响区最小。焊接过程的挤压作用导致焊缝位错密度增加，产生加工硬化，是影响焊接接头硬度分布的主要原因；与母材相比，焊接接头的显微组织得到明显的细化，平均晶粒尺寸为1μm,是母材的50%,小角度晶界增加到了72%,大角度晶界下降到了28%,其中孪晶界下降到2%,进一步提高了焊接接头的力学性能。

  2024年07期 v.45;No.289 212-220页 [查看摘要][在线阅读][下载 1703K]
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• 微热压成形石墨件的快速碳化工艺

  吴海华;曾世渝;李思维;郝佳欢;魏恒;刘明敏;龚亮;吴正佳;

  针对石墨件在碳化过程中易开裂的问题，基于多材料组装技术原理，提出在石墨粉末微热压成形过程中构造烧蚀性二维有机物网络以形成排气通道、避免开裂的方法。研究了碳化速率、石墨件径向尺寸及网络结构、分布方式对石墨件成形质量和力学性能的影响。结果表明：较快的碳化速率会加剧有机物热解，开裂的现象越明显，较大径向尺寸的石墨件气体逸出阻力越大；提高有机物网络密集度有助于改善排气效果，但对石墨件力学性能产生不利影响；在有机物网络沿成形高度方向的布置中，当间距为10 mm时，石墨件不出现裂纹。采用优化的工艺制备的石墨件结构完整，经过浸渍增强后其抗压强度达到15.8 MPa,Z轴导热系数仅为1.894 W/(m·K),综合性能与水玻璃型砂相当，在铸造行业有广泛应用前景。

  2024年07期 v.45;No.289 221-230页 [查看摘要][在线阅读][下载 1286K]
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