复合材料

• RuO₂-IrO₂-TiO₂/NbO_x-TiO₂/Ti复合阳极的制备及性能

  宋贺庆;杨海涛;俞小花;胡超权;

  以Ti/Nb的质量比为100、75、50、25和10配制了中间层溶液，以原子比Ir∶Ru∶Ti=1∶3∶3配制了活性层溶液，采用热分解法制备了钛基铌-钛中间层的涂层电极。对其在酸性析氧条件下的改性性能进行研究，并分析其失效机理。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析其失效前后的物相和形貌变化，通过强化电解寿命实验、电化学分析等研究了RuO_2-IrO_2-TiO_2/NbO_x-TiO_2/Ti电极在酸性体系中的性能。结果表明：在酸性体系下，电极失效主要是由活性层的溶解脱落以及电极表面生成不导电的钛氧化物造成的；中间层铌-钛比为1∶10的涂层电极寿命更佳，较未掺杂中间层的涂层阳极寿命提升明显，但电压增加；综合考虑能耗与服役时间，中间层铌-钛比为1∶25的电极更符合实际生产的需求。

  2024年10期 v.45;No.292 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 3702K]
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• 烧结温度对Ti-TiC/Ti层状复合材料组织与性能的影响

  蒋梦玲;龙文元;季松;陆一鸣;于春鑫;

  向钛合金中引入均匀分布的增强相可以提高其强度和刚度，但是不可避免地会引起塑性和韧性的下降。受自然界珍珠贝壳结构和组分的启发，以纯钛片作为金属层材料，钛粉与碳粉作为强性层材料，采用放电等离子烧结法成功制备出Ti-TiC/Ti层状复合材料，并探索了烧结温度对Ti-TiC/Ti层状复合材料力学性能的影响。结果表明：当强性层中的混料摩尔比为Ti∶C=1.1时，烧结温度不易控制；当混料摩尔比为Ti∶C=1.2,烧结温度为1100℃时，制备出的Ti-TiC/Ti层状复合材料组织均匀，层状结构保持良好，抗弯强度性能最佳，达到819.8 MPa,且强性层中的硬度分布均匀。烧结温度为1150℃时，复合材料的抗弯强度下降。

  2024年10期 v.45;No.292 10-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1256K]
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有色金属合金材料

• 固溶处理时间对Al-10SiM合金摩擦学性能的影响

  王英东;林祖香;邢旭;余大霜;王远;

  生物柴油应用引起发动机润滑环境的恶化，加速了活塞常用材料Al-10Si合金的腐蚀磨损，使其发生早期失效。因而，设计、铸造了一种Al10Si0.25Cu5Mg0.25Sn0.15Sc0.15Ti新型Al-Si系合金(简称Al-10SiM合金),随后在510℃下对其分别进行8、12、16和20 h的固溶处理，以研究不同时间的固溶处理对Al-10SiM合金物相结构、显微组织、维氏硬度和在模拟生物柴油发动机活塞运行工况下摩擦学性能的影响。结果表明：随固溶处理时间从8 h增至20 h, Al-10SiM合金中的Mg_2Si相消失，Al_3Sc与Mg_2Sn相形成后又消失，析出相尺寸先减小后长大，析出相分布弥散、均匀性先变好后变差；维氏硬度在16 h时达到最高值162.6 HV,在20 h时又降至130.8 HV。在法向载荷为10和15 N下，当固溶处理时间为8～16 h时，Al-10SiM合金的摩擦系数和磨损率降低，固溶处理时间为20 h时又上升，在固溶处理时间为16 h时获得最佳的减摩抗磨性能，且它们在摩擦中均发生了不同程度的粘着磨损、磨粒磨损和疲劳磨损。

  2024年10期 v.45;No.292 18-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1041K]
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• 固溶及时效温度对激光粉末床熔融WE43镁合金组织与力学性能的影响

  王亮;门正兴;陈雯;吉辰;廖若冰;马亚鑫;王秋林;汪晓龙;朱亮;李坤;

  激光粉末床熔融(LPBF)制备WE43镁合金材料，虽然可以快速成形复杂形状零件，但不均匀的残余应力和孔隙率，限制了LPBF镁合金的力学性能。后期热处理是解决该问题的有效方法之一。研究了两种热处理工艺对LPBF制备的WE43镁合金力学性能和微观组织的影响。结果表明：经425和525℃固溶和200和250℃时效处理后，六方晶粒织构的基面开始趋于平行沉积平面，取向开始显现。随着固溶与时效温度的升高，合金的晶粒开始重组、尺寸增大，室温抗拉强度降低，200℃原位拉伸时的抗拉强度更低，塑性逐渐增强。合金的室温拉伸断口形貌呈现脆性与韧性混合断裂特征，200℃原位拉伸断口呈现韧性断裂特征。

  2024年10期 v.45;No.292 25-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 4408K]
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• 铸态GWK镁合金的腐蚀行为及其与组织的关联性

  窦志伟;郭锋;康裕;闫晨曦;蔡会生;

  分析了Gd、Y元素含量对Mg-Gd-Y-Zr(GWK)合金铸态微观组织和腐蚀性能的影响，并研究了合金的腐蚀行为及其与组织的关联性。结果表明：合金的组织主要由α-Mg固溶体和位于晶界的Mg_5(Gd, Y)化合物组成，α-Mg包括晶内初生α-Mg和晶界附近的共晶α-Mg两部分，共晶α-Mg中含有更高含量的Gd、Y元素。Mg_5(Gd, Y)与共晶α-Mg构成主要的腐蚀微电偶，Mg_5(Gd, Y)作为阳极被优先腐蚀并沿晶界向内部发展，合金由此发生腐蚀并在腐蚀初期形成晶间腐蚀的形貌特征。随着Gd、Y元素含量的增加，Mg_5(Gd, Y)化合物的数量增多，共晶α-Mg的腐蚀电位正移，导致腐蚀微电偶的电极面积和电动势相应增大，合金的电偶腐蚀程度加剧，耐腐蚀性降低。

  2024年10期 v.45;No.292 34-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1647K]
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• 铸态Ti-6Al-xMo合金的微观组织和力学性能

  郭依航;景然;刘以柔;吴倩;刘禹驰;李江华;炊鹏飞;

  通过非自耗真空电弧熔炼炉制备了铸态Ti-6Al-xMo(x=0、4、8、12、16和20 mass%)合金，采用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、硬度测试和压缩实验等研究了不同Mo元素含量的Ti-6Al-xMo合金的微观组织和力学性能。结果表明：随着Mo元素含量的增加，合金发生了α→α′+β→α″+β→β的相变过程。Ti-6Al合金显微组织由分布不均匀的片状α相组成。当Mo元素含量为4 mass%时，合金中出现明显的β晶界和细针状的α′马氏体相；当Mo元素含量增加至12 mass%时，合金中出现细针状的α″马氏体相和不连续的亚晶界；当Mo元素含量增加至16 mass%以上时，合金组织由粗大等轴β晶粒组成。铸态Ti-6Al合金的应力-应变曲线呈现“PLC效应”;Ti-6Al-16Mo和Ti-6Al-20Mo合金的压缩塑性超过50%仍未断裂，表现出良好的塑性；断口形貌表明添加Mo元素后所有合金均为韧性断裂。

  2024年10期 v.45;No.292 42-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1698K]
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• β相区固溶处理对新型TB17钛合金晶粒尺寸及均匀性的影响

  丁伟杰;崔霞;姜建飞;贾洪涛;范浩;欧阳德来;李鑫;张可竹;曾祥;

  首先对新型TB17钛合金进行了β相区(900～1050℃)保温不同时间(30～120 min)的固溶处理，并对固溶处理后合金晶粒尺寸进行了统计分析，研究了合金在β相区的晶粒生长行为及均匀性，计算了合金β相生长指数n和生长激活能Q,并建立了β相变点以上的β晶粒生长模型。结果表明，随保温时间的延长，合金β相的晶粒尺寸的变化趋势为先快速增加，后增加速率趋于缓慢。在较低加热温度(900～950℃)下，β晶粒缓慢增长，超过1000℃后，β晶粒快速增长。合金β相区晶粒平均生长指数为0.248,β相区晶粒生长激活能为51.9 kJ/mol;在晶粒尺寸均匀性方面，随保温时间的增加，β晶粒尺寸均匀性增加。保温时间低于60 min时，β晶粒尺寸均匀性差。β晶粒尺寸与保温时间存在幂函数关系。建立了β相变点以上的β晶粒生长模型D_n-D_0=13494×t~(0.248)exp(-71903/RT),模型计算值与实验数据的平均误差为5.5%。

  2024年10期 v.45;No.292 50-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 1581K]
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• 添加La对Ti-6Al-4V-1.5Mn合金组织与性能的影响

  崔云峰;刘冀尧;王丽娟;刘正红;王文焱;谢敬佩;郭清远;

  采用粉末冶金法制备了Ti-6Al-4V-1.5Mn-xLa (x=1、1.5、2和2.5,mass%)合金，利用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和电子万能试验机等研究了合金经固溶时效处理后的微观组织和性能。结果表明：添加稀土元素La后，Ti-6Al-4V-1.5Mn合金的组织出现了明显的细化现象，组织中存在弥散分布的稀土氧化物La_2O_3,对基体起到弥散强化的作用。随稀土元素La含量的增加，合金的抗拉强度和伸长率先增加后降低，当La元素含量为2%时，合金的抗拉强度和伸长率最佳，拉伸断口为准解理断裂。

  2024年10期 v.45;No.292 58-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1958K]
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• 时效温度对Ti-35Nb-5Ta-7Zr合金α相特征及力学性能和腐蚀行为的影响

  王浩楠;和正华;张思倩;庞雯露;周舸;张浩宇;朱晓飞;陈立佳;

  利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、纳米压痕以及电化学测试等研究了时效温度对Ti-35Nb-5Ta-7Zr合金α相的数量、尺寸与分布特征以及力学性能和腐蚀行为的影响。结果表明：在400～450℃时效处理后，大量针状α相优先在晶界位置析出，并随温度升高呈网状结构；在超过500℃时效处理后，α相进一步长大，呈三角特征且分布均匀。合金的强度与弹性模量随时效温度升高呈现先升高再降低的趋势，在450℃时达到峰值，断后伸长率随时效温度升高逐渐提高。由此可见，合金强度、塑性与弹性模量随时效温度的变化与α相数量、尺寸和分布特征密切相关。随着时效温度的升高，Ti-35Nb-5Ta-7Zr合金在模拟体液中的耐蚀性呈现先降低后升高的趋势。分析可知，400～450℃时效时，富Ti而少Nb、Zr的针状α相在晶界与晶内析出，因其与基体存在电位差形成原电池，故针状α相数量增加导致耐蚀性降低；时效温度超过500℃时，α相在晶界与晶内均匀析出，降低了局部腐蚀倾向，促进均匀钝化膜的形成而提升耐蚀性。

  2024年10期 v.45;No.292 68-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 3002K]
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• 一次γ′相对GH4151合金高温变形特性及动态再结晶行为的影响

  黄彬;黄科杰;张麦仓;吕少敏;曲敬龙;

  以锻态GH4151合金作为研究对象，分析了不同热处理温度及保温时间对一次γ′相析出回溶规律的影响，确定进一步循环热处理的参数；进而，通过循环热处理改变一次γ′相的形态及分布，并对经循环热处理后的试样进行热压缩试验，采用电子背散射衍射(EBSD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等分析一次γ′相对GH4151合金的高温变形特性及动态再结晶行为的影响。结果表明：1130℃保温15 min, GH4151合金的γ′相回溶现象比较明显，晶界处的一次γ′相分布较均匀，因此选定1130℃保温15 min作为进一步循环热处理的基本参数；随着循环热处理次数的增加，钉扎于晶界处的一次γ′相更加细小弥散圆润，在高应变速率下，合金流变应力提升显著；晶界一次γ′相的存在，使得GH4151合金在热变形过程中动态再结晶机制主要为γ′相诱导动态再结晶及连续动态再结晶。

  2024年10期 v.45;No.292 80-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 3232K]
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• 选区激光熔化制造Inconel 718合金的氢脆行为

  曾强;吴颖;夏林;朱绍维;

  后热处理可以有效改善选区激光熔化(SLM)制造的Inconel 718合金的强塑性匹配，但其氢脆断裂行为目前还尚不明确。为此，对SLM制造的Inconel 718合金进行了高温固溶+单级时效热处理，并采用扫描电镜的电子背散射衍射(EBSD)和背散射电子(BSE)成像对其显微组织进行了分析，通过预充氢前后的拉伸实验对合金的氢脆敏感性进行了评估，并采用EBSD和BSE对拉伸试样的断口表面形貌和裂纹扩展路径进行了分析。结果表明：热处理后，SLM制造的Inconel 718合金的抗拉强度可达1341 MPa,并保持24.5%的断后伸长率，但也具有较高的氢脆敏感性，充氢96 h后合金的强度损伤和塑性损失分别达到18.5%和52.3%。拉伸过程中晶界上由于δ相以及滑移带引起的应力集中促进了晶界上氢的局部富集，从而诱发沿晶氢脆裂纹的萌生及扩展。

  2024年10期 v.45;No.292 88-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 2578K]
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• 800℃下GH4169和GH4586高温合金的疲劳性能

  刘昕杰;陈雨;周根树;张权明;华小明;詹腾;陈昆宇;

  为了为两种我国广泛运用于航天发动机各部件的GH4169和GH4586镍基高温合金在面临苛刻服役条件下的安全使用提供依据，采用高频疲劳试验机测试了两种合金在800℃下的疲劳性能并绘制了S-N曲线，采用扫描电镜对它们的疲劳断口形貌进行了观察，结合显微组织观察分析了800℃下两种合金的疲劳断裂特征。结果表明：在800℃下，GH4169合金中长径比较大的针状δ相会引发应力集中，影响其疲劳性能；GH4586合金晶界处稳定的颗粒状TiN对蠕变的抑制及其与细小碳化物第二相强化的共同作用可提高合金的疲劳性能。GH4169和GH4586合金在800℃下的平均疲劳强度极限分别为363.33和490.00 MPa。

  2024年10期 v.45;No.292 95-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 1750K]
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• 时效对NiW中/重合金组织和力学性能的影响

  吴博;王万年;曹国鑫;周珉旭;陆杰波;王晓红;陈占兴;马腾飞;

  采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、MT370电子万能试验机和维氏显微硬度仪等研究了不同时效处理条件下Ni-42W-10Co-1Mo中/重合金的微观组织和力学性能。结果表明：合金的初始锻态组织为条带状组织，存在明显的细晶和析出相条带；在600～900℃时效温度范围内，随着温度的升高，合金部分晶粒发生再结晶，相对锻态组织更加均匀，σ析出相由锻态合金中的颗粒状逐步转变为针状和块状μ相(900℃)。经700℃时效，合金的屈服强度和抗拉强度分别由锻态的845.2和1187.3 MPa提高至924.8和1228.8 MPa,但塑性有所降低。而经更高温度(800和900℃)的时效处理，合金强度和塑性均呈明显下降趋势。合金的断裂方式随着时效温度的升高由韧性断裂逐渐变为混合型断裂方式，这主要是由于块状与针状μ相导致的。

  2024年10期 v.45;No.292 102-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 4686K]
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• Ca元素对Zn-1.5Cu-1.2Mg锌合金组织与性能的影响

  张宇轩;王红星;白允强;顾沈逸;王文鑫;徐道翔;史艳慈;周涛;皮峰瑜;

  采用金属型铸造法制备了Zn-1.5Cu-1.2Mg-xCa(x=0、0.1、0.25和0.5, mass%)锌合金，研究了Ca元素添加量对其微观组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明：未添加Ca时，合金的初生相为η-Zn,强化相为Mg_2Zn_(11)。随着Ca添加量的增加，合金组织中的Mg_2Zn_(11)相和Ca的化合物增加，粗大的枝晶细化，并出现了新相。随着Ca添加量的增加，合金的显微硬度增加，而拉伸强度呈先下降后升高的趋势。添加0.5 mass%Ca时，合金的硬度达到最大，为203 HV,未添加Ca时，合金的拉伸强度达到最大，为199 MPa。当Ca添加量达0.1 mass%时，合金的耐腐蚀性能最佳，腐蚀速率为92.1μm/y。

  2024年10期 v.45;No.292 110-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 1926K]
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黑色金属合金材料

• EH47止裂钢过冷奥氏体等温相变行为

  胡文莉;侯娅丽;邹宗晏;赵金华;黄志权;马立峰;

  采用高分辨热膨胀相变仪研究了EH47止裂钢过冷奥氏体等温冷却条件下的相变行为，利用扫描电镜(SEM)对试验钢在不同相变条件下的微观组织特征进行表征，基于获得的膨胀量曲线变化规律及微观组织特征，讨论了试验钢在不同等温相变条件下过冷奥氏体的演变规律。结果表明：在40℃/s冷却速率下，试验钢的相变开始温度为628～636℃;当等温相变温度介于630～570℃时，试验钢过冷奥氏体在等温转变过程中出现相变不完全现象；当等温温度为600和570℃时，试验钢的相变产物为由针状铁素体(AF)、贝氏体铁素体(BF)、粒状贝氏体(GB)及马氏体(M)组成的复相组织；当等温温度为540、510和480℃时，试验钢相变产物为由AF、贝氏体(B)及GB组成的复相组织，M消失。对于试验用EH47止裂钢而言，为了获得由AF、BF及GB构成的复相组织，需保证等温温度介于540～480℃,等温时间不少于10 min,以避免相变产物中出现M等组织。

  2024年10期 v.45;No.292 117-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 3277K]
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• 一种Cr-Ni-Mo-Ti-Al系高强度不锈钢的凝固偏析行为

  王晓辉;刘振宝;杜昌友;王林;梁剑雄;杨志勇;陈佳豪;王长军;孙永庆;田帅;潘彦丰;

  采用差示扫描量热分析、高温共聚焦显微镜原位观察和定向凝固的方法研究了冷却速率对一种Cr-Ni-Mo-Ti-Al系高强度不锈钢元素偏析的影响规律。结果表明：试验钢的凝固顺序为：L→L+δ→L+δ+γ→L+δ+γ+TiN→δ+γ+TiN→γ+TiN;随着冷却速率的提高，凝固组织的二次枝晶间距逐渐降低，枝晶组织得到细化，二次枝晶间距与冷却速率之间的函数关系为λ_2=86.7(G_LR)~(-1/3);铸态组织中Mo、Ni、Al和Ti元素属于正偏析，Cr元素属于负偏析，其中Ni和Ti元素偏析程度较大，主要富集于枝晶间，Mo、Cr和Al元素偏析程度较轻，在铸锭中分布较均匀。凝固末期残余液相中Ti元素的富集导致形成AlN夹杂的倾向增加。冷却速率增加，Ni和Ti等元素偏析现象显著降低。

  2024年10期 v.45;No.292 125-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 4766K]
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• 淬火温度对12Cr12Mo钢的组织、力学性能及低周疲劳性能的影响

  刘俊建;袁周亮;王万里;邵敏;占先强;汤文明;

  采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、布氏硬度计和电子万能试验机等研究了汽轮机叶片用12Cr12Mo钢经不同温度淬火及680℃回火处理后的显微组织及力学性能；并研究了其经不同工艺处理后的低周疲劳性能，建立了寿命预测模型。结果表明：随着淬火温度(940～1000℃)的升高，12Cr12Mo钢的奥氏体晶粒持续长大，马氏体板条宽度逐渐增大，更多的碳化物颗粒固溶于基体中，力学性能呈现先上升后下降的趋势；980℃淬火及680℃回火后12Cr12Mo钢的显微组织最好，进而其力学性能最佳、循环断裂次数最大、棘轮应变最小和低周疲劳性能最好；1000℃淬火及680℃回火后12Cr12Mo钢中含较多的δ-铁素体，导致其力学性能较差；当应力比R=0.1时，12Cr12Mo钢的低周疲劳寿命预测模型为：S_(eq)N_f~(0.0134)=495.5072。

  2024年10期 v.45;No.292 134-143页 [查看摘要][在线阅读][下载 3728K]
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材料表面改性

• TiN/DLC和NiN/DLC涂层的组织结构及摩擦磨损性能

  张树玲;武帅政;杨相栋;马兴华;郭峰;张波;

  采用磁控溅射沉积技术在316L不锈钢基体上分别沉积了以TiN和NiN为过渡层的类金刚石(Diamond-like carbon, DLC)涂层。采用扫描电镜、拉曼光谱仪、纳米压痕仪、划痕测试仪和摩擦磨损试验机分析了DLC涂层的表面质量、组织结构和摩擦磨损性能。结果表明：NiN/DLC涂层表面颗粒及孔洞等沉积缺陷数量多，Ni和N共同沉积作为中间过渡层时，Ni多以金属单质的形式存在于DLC和基体之间，而由于金属基体结构及Ni的存在，提高了基体和过渡层间的界面匹配性，使得NiN/DLC涂层膜基结合强度高，接合力达到14.91 N;但Ti与N共同沉积作为过渡层时，Ti和C结合形成金属碳化物存在于DLC和基体之间，这有利于涂层密度(1.929 g/cm~3)和硬度的提高；而且高硬度金属碳化物的形成也有利于涂层变形能力的改善，并利于DLC结构的非晶化及促进sp~3-C键的形成。磨擦磨损分析则表明，无论是在干摩擦、去离子水中还是弱酸(pH=5.6的HCl溶液)工况下，NiN/DLC涂层由于硬度低、组织密度低导致涂层的抗摩擦磨损能力和耐腐蚀能力差；而TiN/DLC涂层具有更低的磨擦系数和磨损量，耐磨、抗磨和耐蚀性能优异。以上实验分析说明具有更高硬度的Ti的氮化物和碳化物作为过渡层能够更好地改善DLC涂层结构和摩擦磨损性能，而Ni为过渡层能够有效提高NiN/DLC涂层的膜基结合强度，但涂层磨擦过程中容易脱落失效。

  2024年10期 v.45;No.292 144-153页 [查看摘要][在线阅读][下载 3297K]
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• 机械研磨辅助电镀制备Ni镀层的耐腐蚀性能

  任超;高琦;薛彦鹏;王兰花;

  采用机械研磨辅助直流电镀法，在碳钢表面制备出了连续致密的镍镀层。利用场发射扫描电镜、透射电镜、能谱仪、X射线衍射仪、原子力显微镜等研究了镀层的形貌、微观结构和粗糙度；利用维氏硬度计和摩擦磨损仪测试镀层的硬度和摩擦系数；采用Tafel动态极化曲线和电化学阻抗测试比较机械研磨辅助镀层和未施加机械研磨镀层的耐蚀性。结果表明：与传统电镀镀层相比，机械研磨辅助制备的Ni镀层为纳米级的细晶结构，表面更光滑，且具有更高的硬度和更低的摩擦系数，较传统镀层分别提高了1倍和降低了11.8%;极化曲线和电化学阻抗谱图表明，纳米晶态Ni镀层具有较低的腐蚀电流密度，较大的容抗弧和较高的阻抗模量，表明MA辅助电镀镍镀层具有较高的耐腐蚀性能。

  2024年10期 v.45;No.292 154-159页 [查看摘要][在线阅读][下载 1721K]
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材料模拟计算

• 基于分子动力学模拟的Cu-Zr/Al复合材料的变形行为

  张飞扬;王文焱;谢敬佩;王爱琴;朱晓龙;崔云峰;

  采用分子动力学模拟方法研究了Zr含量对Cu/Al层状复合材料拉伸变形行为的影响，使用取代掺杂的方式用Zr取代Cu/Al层状复合材料中的Cu,取代比例分别为0.25%、0.45%、0.65%、0.85%和1.05%。结果表明：随着Zr取代比例的增加，Cu-Zr/Al复合材料的极限拉伸强度和最大拉伸应变呈现波动变化的趋势。当Zr的取代比例为0.85%时，复合材料的极限抗拉强度和最大拉伸应变最大，继续增加Zr的含量则会使极限拉伸强度和最大拉伸应变都减小。随着应变的增加，FCC结构、BCC结构以及HCP结构会发生相互转化，沿Y轴进行拉伸时，初始阶段相结构转变更加明显；随着Zr取代比例的增加，塑性变形过程中复合材料的晶型转变将会推迟进行，Shockley不全位错在塑性变形过程中起主导作用，且沿Y轴拉伸时的位错线长度大于沿Z轴拉伸时的位错线长度，同时由于Zr元素的加入，影响位错的扩散，导致复合材料的位错密度降低，从而提高其强度。

  2024年10期 v.45;No.292 160-169页 [查看摘要][在线阅读][下载 3236K]
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• GH738高温合金修正J-C本构关系模型和应变补偿Arrhenius本构关系模型的对比

  罗佰乐;鲁世强;王双见;周世鑫;杨家典;孙清;

  在变形温度为980～1100℃,应变速率为0.001～0.1 s~(-1)及高度压下率为60%的条件下对GH738高温合金进行了等温恒应变速率压缩实验，研究了合金的流动应力行为，并分别采用J-C模型和Arrhenius模型构建了合金的流动应力本构关系。结果表明，修正J-C模型和应变补偿Arrhenius模型均能较准确表征GH738高温合金的流动应力行为，能较好地预测合金的流动应力，其中修正J-C本构关系模型的相关系数r达0.99172,平均绝对相对误差AARE为7.86%;应变补偿Arrhenius本构关系模型的相关系数r为0.98815,平均绝对相对误差AARE约7.46%。两种本构关系模型具有大体相当的总体预测精度，但对不同变形条件下的预测精度存在一定差异。当应变速率较高、变形温度较低和应变较小时，宜选用修正J-C本构关系模型；反之，宜选用应变补偿Arrhenius本构关系模型。

  2024年10期 v.45;No.292 170-182页 [查看摘要][在线阅读][下载 3286K]
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• Mg-4Sm-3Gd-0.5Zr合金的热变形行为及热加工图

  常锴骞;王军用;张清;李萍;王莹;

  通过熔炼铸造制备了Mg-4Sm-3Gd-0.5Zr合金，经均匀化处理(525℃×6 h)后，随后在变形温度为360～480℃、应变速率为0.01～1 s~(-1)条件下对其进行了热压缩实验，确定了合金发生动态再结晶时峰值应变和临界应变的关系，计算了合金的热变形激活能，构建并分析了合金的热变形本构方程和热加工图。结果表明：在热变形过程中合金有明显动态再结晶行为，其发生动态再结晶的峰值应变几乎都是临界应变的2.21倍，且合金的流变应力随着应变速率的升高和变形温度的降低而升高；采用热变形本构方程计算的合金热变形激活能Q为240.039 kJ/mol;合金的最佳加工区间为变形温度为420～480℃、应变速率为0.01～0.049 s~(-1),该区间内的能量耗散率η>30%且不发生失稳。

  2024年10期 v.45;No.292 183-191页 [查看摘要][在线阅读][下载 1476K]
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其他

• 基于钛质铆钉的低碳钢/钛电阻单元焊接接头的组织与性能

  田浩楠;王楠楠;朱少航;石红信;邱然锋;

  以钛质铆钉作为单元件对2 mm厚的钛和Q235低碳钢板进行电阻单元焊。利用扫描电镜观察接头中各区域的微观组织结构，分析了焊接参数对接头抗剪载荷和十字抗拉载荷的影响。结果表明：低碳钢/钛电阻单元焊接接头的抗剪载荷与十字抗拉载荷随焊接电流、焊接时间的增加而呈现先增大后减小的趋势。当铆钉腿径为8 mm、焊接时间为300 ms、焊接电流为12 kA时，接头的抗剪载荷与十字抗拉载荷分别为11.26和7.39 kN。采用电阻单元焊焊接低碳钢/钛时，铆钉的腿径在4～8 mm范围内，所用铆钉的腿径越大，适焊窗口越宽。

  2024年10期 v.45;No.292 192-201页 [查看摘要][在线阅读][下载 1916K]
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• 基于非对称电极的镁/钛电阻点焊接头的组织与性能

  王景;崔东升;于卓立;石红信;邱然锋;朱锦洪;

  采用非对称电极对2 mm厚的AZ31B镁合金和TA2钛板进行了电阻点焊，研究了焊接电流和焊接时间对接头熔核直径和抗剪载荷的影响，分析了接头焊接区的微观组织。结果表明：随焊接电流的增大和焊接时间的延长，AZ31B/Ti接头的熔核直径增大，抗剪载荷呈先增大后稍微减小的变化趋势；当焊接时间为180 ms、焊接电流为16 kA和电极压力为3 kN时，接头的抗剪载荷最大，约为5.9 kN;在镁合金侧熔核内的靠近界面处形成了富Al的层状物，其内部形成了较多的结晶裂纹。基于非对称电极电阻点焊的AZ31B/Ti接头的形成过程是熔钎焊过程，熔核内靠近界面处的富Al层是制约接头性能的主要因素。

  2024年10期 v.45;No.292 202-210页 [查看摘要][在线阅读][下载 2959K]
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