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刊 号:ISSN 1009-6264
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邮发代号:82-591
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材料研究

  • ZnAl2O4纳米颗粒的制备与光学性能

    师继文;魏智强;武晓娟;武美荣;姜金龙;

    以硝酸锌和硝酸铝为原料,以CTAB为表面活性剂,通过水热法成功制备了尖晶石型ZnAl_2O_4纳米晶。并利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)和选区电子衍射(SAED)、X射线能量色散分析谱仪(XEDS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和紫外可见吸收光谱(UV-vis)等测试技术对样品的晶体结构、化学成分、形貌和光学性能进行表征。实验结果表明:本方法所制备的ZnAl_2O_4为单相的尖晶石结构,晶化程度良好,晶格点阵发生了膨胀;样品形貌为颗粒状结构,颗粒尺寸在20 nm左右,颗粒形状规则且大小均匀,分散性较好。ZnAl_2O_4纳米晶具有较强的紫外吸收能力,UV-vis光谱发现样品的光学带隙减小,可能是由纳米颗粒的表面效应引起的。

    2016年09期 v.37;No.195 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 269K]
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  • 水热温度对MnO2纳米线结构和电容性能的影响

    沈丁;杨绍斌;张琴;孔旭博;

    以KMn O4和Mn SO4为原料,采用水热法合成超级电容器电极材料纳米MnO_2,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积测试、循环伏安、恒流充放电和电化学阻抗等方法测试MnO_2的结构和电容性能。结果表明,采用水热法可以合成直径为10~90 nm,长度为1~3 cm的α-MnO_2纳米线;水热温度对MnO_2纳米线的晶粒和形貌影响显著,但不改变MnO_2的晶型;随水热温度升高,MnO_2纳米线的晶粒逐渐长大,同时变长变粗,导致比表面逐渐降低;MnO_2纳米线的比电容随水热温度升高呈先增大后减小,当水热温度为140℃时比电容最大,为227 F/g,同时表现出良好的倍率性能。

    2016年09期 v.37;No.195 6-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 439K]
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  • 反应时间对Bi2MoO6晶体形貌和可见光催化性能的影响

    高俊杰;郭鹏瑶;高文皓;杨长秀;王敏;唐红阳;

    应用水热法,以钼酸铵、硝酸铋为原料,研究水热反应时间对制得的Bi_2MoO_6晶体的光催化效果影响。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积分析仪(BET)、X射线光电子能谱仪(XPS)和紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)对制得的样品进行表征。结果表明:反应时间对Bi_2MoO_6晶体的物相组成、形貌以及光催化性能均有影响。在可见光(λ≥420 nm)照射下,通过光催化降解罗丹明B(Rhodamine B,Rh B)的实验可以探知反应时间对制得的Bi_2MoO_6晶体的光催化活性的影响。当反应时间为16 h时,所制得的样品为纯相Bi_2MoO_6,其光催化效果也最好;在可见光照射下50 min后对初始浓度为5 mg·L-1的罗丹明B溶液的降解率为85%。

    2016年09期 v.37;No.195 11-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 325K]
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  • 退火温度对Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn合金组织与超弹性的影响

    龚永平;张德闯;高晓;林建国;

    研究了不同退火温度对Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn形状记忆合金的显微组织和超弹性能影响律,以及拉伸条件下合金的变形特性。利用X射线衍射仪、透射电镜、拉伸试验机等分别对600℃、700℃、800℃退火处理得到合金试样的显微组织和超弹性能进行表征测试,并通过数字图像相关法研究在拉伸条件下的变形特性。结果表明,Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn合金中α→β相变温度在700℃与800℃之间,α相含量随着退火温度的升高而逐渐减少,800℃时α相含量为零。700℃和800℃处理后的合在金室温下表现出超弹性能。由于α相颗粒增强的作用700℃处理后得到的合金表现出更加优异的超弹性能。

    2016年09期 v.37;No.195 17-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 377K]
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  • 无模板法合成大孔Co3O4及其储锂性能(英文)

    文伟;梁栋;赖璐璐;吴进明;

    介绍了一种通过快速分解/燃烧反应结合后续空气气氛中热处理制备大孔Co_3O_4的简便方法。采用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱、元素分析、压汞法、N2吸附脱附测试等技术详细研究了大孔Co_3O_4产物。结果表明,所制备的大孔Co_3O_4粉体具有"蠕虫状"的网络结构,主要暴露晶面为(111)面;粉末比表面积约为2 m2/g,大孔尺寸分布范围为50~350 nm,峰值孔径为120 nm。由于其大孔结构和(111)主暴露晶面,大孔Co_3O_4作为锂离子电池负极时表现出优异的电化学性能。

    2016年09期 v.37;No.195 22-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 435K]
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  • 镍掺杂碲酸盐透明微晶玻璃的制备及性能

    郑健;成茵;吴钟晴;彭伟;

    采用传统熔融法制备了Te O2-Zn O-Bi2O3系统玻璃,用原位析晶法获得了透明碲酸盐微晶玻璃;利用差热分析、X射线衍射、扫描电镜与紫外可见分光光度计等检测技术,研究了Ni O对碲酸盐玻璃析晶性能及显微结构的影响。结果表明:在Te O2-Zn OBi2O3系统玻璃中掺杂少于1 mol%的Ni O时,可降低玻璃的热稳定性,提高玻璃的析晶能力;掺杂量多于1 mol%时,随Ni O含量的增加,玻璃热稳定性增强。Ni2+离子掺杂改变了晶体的定向生长趋势。不同含量的Ni O在碲酸盐玻璃及微晶玻璃中均以[Ni O6]与[Ni O4]两种结构共存,Ni O掺杂量为1 mol%时,可增加[Ni O6]结构,其微晶玻璃的Dq值达844 cm-1,Ni2+离子周围有序性增强。

    2016年09期 v.37;No.195 29-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1727K]
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组织性能

  • 热处理对锆合金在360℃ LiOH水溶液中腐蚀吸氢行为的影响

    姚美意;段文荣;吴晓彤;黄娇;周邦新;

    选用Zr-4、N18和N36锆合金,分别采用不同的热处理工艺获得析出相种类、尺寸和数量不同的样品,研究其在360℃/18.6 MPa/0.01 mol/L Li OH水溶液中的腐蚀吸氢行为。结果表明:吸氢与耐腐蚀性能之间并没有直接的对应关系,而是与析出相的种类、尺寸和数量有关。含Cr的N18合金和Zr-4合金的吸氢分数高于不含Cr的N36合金,热处理对Zr-4合金腐蚀吸氢行为的影响比N18和N36合金的大。用锆合金的腐蚀吸氢行为与析出相可逆吸放氢能力相关的吸氢模型可合理解释本实验结果。

    2016年09期 v.37;No.195 34-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 348K]
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  • 时效处理对Al-7.2Zn-2.5Mg-1.5Cu-0.08Zr-0.12Sc合金组织与性能的影响

    冷利;陈立佳;车欣;李锋;

    通过进行透射电镜分析和拉伸试验研究了不同时效处理制度对Al-7.2Zn-2.5Mg-1.5Cu-0.08Zr-0.12Sc合金的显微组织及拉伸性能的影响。透射电镜分析结果表明:合金在时效过程中,晶内析出大量弥散分布的Mg Zn2相与Al3(Sc,Zr)相。单级时效状态下,晶内析出相细小,晶界析出断续分布的平衡相,并存在晶界无沉淀区;双级时效状态下,晶内及晶界析出相均长大,晶间无析出带宽化;回归再时效处理状态下,晶内析出相较单级时效略有长大,晶界处组织与双级时效相似。拉伸试验结果表明:单级时效状态下的合金具有较高的强度,但断裂伸长率较小;双级时效状态下的合金强度较单级时效明显降低,但有较大的断裂伸长率;经回归再时效的合金既保证了单级时效的强度,也具有双级时效的伸长率。

    2016年09期 v.37;No.195 41-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 371K]
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  • 连续轧制AZ31镁合金板材退火组织织构和力学性能

    朱涛;黄光杰;何真丽;赵飞;

    通过光学显微镜、背散射电子衍射分析(EBSD)和室温拉伸试验研究了多道次连续轧制AZ31镁合金板材经200~400℃不同温度退火1 h后晶粒尺寸和微观织构的演化及其与力学性能的关系。结果表明:轧制板材经250℃×1 h退火后,静态再结晶几乎完成,晶粒细小均匀,平均晶粒尺寸约5.5μm,综合力学性能良好,抗拉强度和断后伸长率分别达到261 MPa和26.7%;当退火温度不高于350℃时,退火态板材基面织构较轧态低且差别较小。随退火温度升高,晶粒缓慢长大,晶界取向角分布由<10°和30°双峰连续分布转变为30°单峰连续分布。此时,抗拉强度主要与晶粒尺寸有关。当退火温度达到400℃时,再结晶晶粒发生异常长大,基面织构急剧增强,晶界取向角呈离散分布,导致抗拉强度增加,而伸长率显著降低。

    2016年09期 v.37;No.195 45-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 2416K]
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  • 时效热处理对冷变形Co-Ni合金强度的影响

    陈雨来;杨东艳;李静媛;

    以自制Co-Ni合金(31%Co-42%Ni-18Cr-9%Mo)为研究对象,在83.7%总变形量冷轧后进行了400~700℃、1~10 h的时效热处理。对不同状态的试样进行强度、硬度和伸长率检测,并通过XRD、SEM和TEM对实验合金的拉伸断口和微观组织进行分析。结果表明:该Co-Ni合金在500℃等温时效4 h后抗拉强度最高,达2220.19 MPa,比冷轧状态提高21.63%,同时其显微维氏硬度也达到极值650 HV,比冷轧状态提高28.6%。显微组织分析发现,新生的纳米级片层状孪晶起到主要的强化作用;在冷轧过程中应变诱导产生的Co(Cr,Mo)颗粒在时效过程中重新溶入基体,对合金的强度无明显作用;当时效温度高于600℃时,合金强度大大降低,塑性明显提高。

    2016年09期 v.37;No.195 50-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 581K]
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  • 锻造工艺对TC17钛合金的显微组织和力学性能的影响

    田伟;伏宇;钟燕;曾卫东;张赛飞;李祚军;白云瑞;

    研究了α+β锻造、近β锻造和β锻造对TC17钛合金盘件的显微组织和主要力学性能的影响规律。结果表明:α+β锻造后的合金为等轴组织,近β锻造的合金为双态组织,β锻造的合金为网篮组织,3种工艺获得的显微组织较为典型;3种锻造组织的力学性能差异显著,等轴组织的室温拉伸强度较双态组织稍低,塑性最好,疲劳强度最高,但断裂韧性和蠕变性能相对较差;双态组织的拉伸强度最高,塑性较等轴组织稍有降低,蠕变性能相对等轴组织有较大提高,但其断裂韧性和疲劳强度相对较低;网篮组织的拉伸强度和塑性相对较低,但断裂韧性和蠕变性能均高于另外两种锻造组织。

    2016年09期 v.37;No.195 57-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1673K]
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  • 镍基Nimonic105合金的热处理工艺优化

    王鲁;杨钢;刘正东;杨志强;汪力;

    研究了Nimonic105镍基合金的热处理工艺对合金室、高温力学性能的影响,发现只采用固溶处理(单固溶或双固溶)可有效提升Nimonic105合金的室温冲击韧性,且固溶处理后,冷速越快对合金韧性的提升越大。本文推荐Nimonic105合金的优化热处理工艺为1150℃×4 h,水冷+1065℃×2 h,水冷。结合力学性能和相分析结果可知,Nimonic105合金的γ'相可提高室、高温屈服强度;M23C6相仅能提高Nimonic105合金的高温抗拉强度和高温塑性,对Nimonic105合金的室温抗拉强度和室、高温屈服强度的影响不大,而且晶界大量析出的M23C6相是Nimonic105合金冲击韧性下降的主要原因。只进行双固溶处理后可获得12%的γ'相和2.5%的M23C6相,使得Nimonic105合金具有较好的室、高温强度和塑性,同时保证了其冲击韧性仍处于较高的水平。

    2016年09期 v.37;No.195 62-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 2793K]
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  • 连续纤维晶纯铜高温与低温退火的对比研究

    陈彦旭;张鸿;钟江伟;吴恒;吕佳峰;

    采用电子背散射衍射技术对比研究了经大变形冷拔后的连续纤维晶纯铜线材860℃×30 s高温短时退火与400℃×1 h低温长时退火其微观组织、织构和晶界特征分布以及力学性能和导电性能的变化规律。结果表明:经860℃退火30 s后铜样品基本完成再结晶,其晶粒平均直径为20μm与400℃×1 h退火结果 25μm相差不大,且两者的织构均为较明显的<100>丝织构;860℃退火30 s后其重合位置点阵(Coincidence Site Lattice,CSL)晶界量可达51%明显高于400℃退火处理结果 35%。高温退火后的抗拉强度和导电率与低温大致相当,高温退火和低温退火后铜线的导电率均达到较高水平分别为103.29%IACS和101.50%IACS。因此,连续纤维晶纯铜线材经860℃高温短时退火后获得的力学性能和导电性能不低于低温退火。

    2016年09期 v.37;No.195 69-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1913K]
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  • 退火Cu-0.1Ag合金组织性能及再结晶特征

    李继林;常丽丽;李胜利;尚兴军;

    采用光学显微镜、硬度和电导率测试等方法研究了不同变形量Cu-0.1Ag铜银合金不同温度退火下的组织性能变化规律及再结晶特征。结果表明:随变形量增加,再结晶后晶粒更加细小;硬度在回复阶段几乎不变或略有上升,在再结晶阶段直线下降,再结晶完成后硬度趋于定值。退火温度越高,硬度下降较快,再结晶速率较快。电导率在回复与再结晶过程中显著上升,再结晶完成后电导率趋于定值。室温拉拔变形量26%及50%Cu-0.1Ag合金的再结晶激活能分别为82 k J/mol及69.6 k J/mol,在400~500℃范围内完成再结晶所需时间与温度函数关系分别为lnt=8.2×104/RT-7.56和lnt=6.96×104/RT-6.04。

    2016年09期 v.37;No.195 74-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 308K]
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  • 激光选区熔化成形TC4合金的β转变温度

    杨晶晶;喻寒琛;韩婕;殷杰;王泽敏;曾晓雁;

    分别借助计算法和差热分析法,测量了激光选区熔化(SLM)成形TC4合金的α+β/β相转变温度,最后通过热处理验证了转变温度的准确性。结果表明:SLM成形的TC4合金由原柱状β晶粒和与生长方向呈大约±45°的针状马氏体组成。它的α+β/β相转变温度约为980℃,与铸造和锻造TC4钛合金的β转变温度相近。证明了TC4合金的α+β/β转变温度只与成分相关,与成形工艺和显微组织状态无关。

    2016年09期 v.37;No.195 80-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 3764K]
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  • Cu-Zr-Nd合金的时效强化和析出动力学

    孙慧丽;张毅;柴哲;田保红;刘勇;许倩倩;

    对Cu-Zr-Nd固溶合金进行不同程度的冷变形和时效处理工艺,研究了变形量、温度和时效时间对合金导电率和硬度的影响。结果表明,时效前对合金进行冷变形加工可以大大加快析出相的析出,有效提高合金的导电率和硬度。当合金经60%变形后,在500℃时效1 h后,其显微硬度和导电率可以达到141 HV和91.2%IACS。同时,在500℃时效时,通过导电率的变化,计算出了时效过程中新相的转变率f,并建立了该合金的相变动力学方程和导电率方程。

    2016年09期 v.37;No.195 86-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 277K]
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  • 新型耐热合金TG700C热变形及动态再结晶行为

    方旭东;李阳;夏焱;韩培德;

    利用等温热压缩实验,研究了TG700C合金变形温度为1050~1250℃、应变速率为1~20 s-1、变形量为60%变形条件下的热变形及动态再结晶行为。对材料高应变速率下的变形热效应进行了温升修正,获得了该合金的流变曲线和热变形本构方程,热变形过程的表观激活能为Q=624.762 k J/mol。该合金经过温升修正后的流变曲线呈现稳态的流变应力,不同变形温度和应变速率下合金的流变应力存在差异。合金的动态再结晶形核方式为应变诱导晶界迁移形核,在高温低应变速率下,动态再结晶形核容易发生,再结晶的比例随着温度的升高和应变速率的降低而提高。

    2016年09期 v.37;No.195 92-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 4897K]
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  • 超细晶钢热轧板表面开裂型缺陷成因探析及其表征与控制

    李新城;唐永春;朱伟兴;王晓莉;刘杰;张晟维;刘旭东;

    超细晶钢热轧板一度出现表面开裂型缺陷,其宏观特征为夹杂物与表面裂纹交织。利用电子探针微区分析等手段,分析了发生率较高且又难以消除的Fe O夹杂物及其共生裂纹的本质及形成原因。针对此类开裂型缺陷的形态特征,提出了能够对其进行数值化表征的全新方法及其系列特征参数,通过对线性形态系数、缺陷当量及缺陷率等特征参数的定量计算与分析,实现了对开裂型缺陷的自动测量与数值化表征。继而可根据缺陷表征结果,提出相应的有效控制措施。结果表明,采用这些措施改进的生产工艺后,超细晶钢热轧板表面质量合格率高达100%。

    2016年09期 v.37;No.195 100-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 1551K]
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  • 溶解氧对P92钢超临界水环境中应力腐蚀开裂的影响

    张振;胡正飞;张乐福;

    在600℃/25 MPa超临界水(SCW)环境下采用慢拉伸试验(SSRT)与断口形貌分析技术研究了溶解氧(DO)对国产P92钢应力腐蚀开裂的影响规律。SSRT结果表明,P92钢在0~500μg/L溶氧溶度范围具有应力腐蚀开裂敏感性,且随溶氧溶度升高敏感性增强。通过扫描电镜(SEM)对试样断口截面及侧面形貌进行分析,结果表明随着溶氧溶度的升高,材料表面氧化层厚度增大,裂纹扩展速率增大;断口扩展区在高溶解氧含量下出现沿氧化物颗粒边界扩展的二次裂纹,其形成可能由氧化层内部萌生的微裂纹扩展至表面所致。

    2016年09期 v.37;No.195 105-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 4314K]
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  • 连续退火工艺对TRIP780钢组织与性能的影响

    余万华;陈家龙;陈苏冬;夏强强;

    在实验室模拟研究了连续退火工艺对TRIP780钢组织性能的影响。结果表明:缓冷温度的升高会导致抗拉强度的增加,断后伸长率和屈服强度则变化不大;在其它工艺条件一致的情况下,缓冷温度为700℃时强塑积最高,达到了21.4 GPa·%;时效温度在375~425℃之间,随着温度的上升,抗拉强度不断下降,断后伸长率上升;当温度继续上升到450℃时,抗拉强度和断后伸长率变化规律则相反,强塑积和残留奥氏体碳含量达到最低值;时效温度为400℃时,实验用钢能获得最佳的综合力学性能。

    2016年09期 v.37;No.195 112-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 3190K]
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  • 20钢在CO2/水溶液气液两相流液相中的腐蚀行为

    宋文明;杨贵荣;冯萍萍;马颖;郝远;

    利用SEM,XRD,EDS等研究了20钢在CO2/水溶液气液两相分层流液相中的腐蚀速率、腐蚀形貌以及腐蚀产物膜层的成分,并初步分析了其腐蚀行为机制。结果表明:随着时间的延长20钢腐蚀速率呈现不规则齿状规律变化,在4 h和8 h分别出现腐蚀速率峰值,腐蚀速率分别为2.27 mm/a,1.66 mm/a,5 h和12 h时出现腐蚀速率的谷值为1.02 mm/a,在8 h时腐蚀产物膜层由厚度为6μm左右致密的内层膜和厚度为9μm左右疏松的外层膜组成,腐蚀产物的主要组成元素为Fe、C、O,内层产物膜中Fe、C与O原子比稳定,而外层产物膜层的Fe、C与O原子比在膜层厚度方向上变化较大。

    2016年09期 v.37;No.195 118-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 888K]
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  • 不同贝氏体区等温温度下TRIP钢的组织和性能

    陈斌;赵征志;闫远;梁江涛;李枫;唐荻;

    为开发具有良好强塑配合的超高强汽车用TRIP钢,设计本试验钢。利用CCT-AY-Ⅱ型连续退火模拟机研究了不同贝氏体区等温温度对试验钢组织和性能的影响。通过DIL 805A型热膨胀仪测定了试验钢的Ac1、Ac3及Ms、Mf点。使用拉伸试验机测定了试验钢的力学性能,通过SEM、EBSD及XRD等技术观察了试验钢的组织及残留奥氏体量。结果表明:试验TRIP钢两相区保温温度为800℃,贝氏体区等温温度为410℃时,综合力学性能最佳,抗拉强度与屈服强度分别达到1114 MPa和485 MPa,伸长率可达20%。试验钢的屈服强度主要由铁素体决定,抗拉强度和伸长率则主要与贝氏体、残留奥氏体及其碳含量有关。

    2016年09期 v.37;No.195 124-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 2304K]
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  • 弹簧钢52CrMoV4连续冷却相变的组织变化

    侯环宇;黄艳新;田志强;陈红卫;刘艳丽;安治国;

    采用DIL805L型膨胀仪研究了弹簧钢52Cr Mo V4连续冷却相变组织变化规律,分析了合金元素和冷却速度对CCT曲线、相变组织和显微硬度的影响。结果表明:Cr、Mo、V、Mn等元素的加入使得弹簧钢52Cr Mo V4珠光体和贝氏体转变曲线完全分离,可以在较宽的冷却速度范围内得到马氏体+贝氏体组织,当冷却速度大于等于5℃/s时,连续冷却转变获得单一的马氏体组织。冷却速度增加,促使了连续冷却转变后的组织细化,显微硬度增大。

    2016年09期 v.37;No.195 129-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 2375K]
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  • 铝含量对Fe-12Cr-1.5B-Al合金凝固组织和硬度的影响

    鞠江;符寒光;程美洁;符定梅;雷永平;

    用真空感应炉熔炼含0-8.0%Al的Fe-12Cr-1.5B-Al合金。采用光学显微镜、扫描电镜、XRD、洛氏、维氏硬度计,研究了铝含量对Fe-12Cr-1.5B-Al合金凝固组织和硬度的变化规律。结果表明:无铝Fe-Cr-B合金凝固组织由基体和硬质相组成。基体主要是马氏体和少量奥氏体组织。硬质相有M2(B,C)、M7(C,B)3和M23(C,B)6。铝的加入使Fe-12Cr-1.5B-Al合金基体转变为珠光体和铁素体组织,而对硬质相类型无明显影响。当铝含量超过6.0%时,部分铝元素与铁结合形成铁铝金属间化合物。Cr元素主要存在于硬质相中,基体中也含有一定量的Cr元素。Al元素主要存在于基体和铁铝金属间化合物中。B元素主要存在于M2(B,C)相中。无铝Fe-Cr-B合金洛氏硬度达到61.1 HRC,随着铝含量的增加,Fe-12Cr-1.5B-Al合金的洛氏硬度以及维氏硬度呈现先急剧下降后缓慢升高的趋势。

    2016年09期 v.37;No.195 133-138页 [查看摘要][在线阅读][下载 616K]
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  • 高速钢过回火合金碳化物演变行为

    周雪峰;朱旺龙;江红兵;方峰;涂益友;吴建忠;

    采用TEM、EDS、碳萃取复型等手段,研究了高速钢回火组织与性能演变规律,重点分析了过回火阶段合金碳化物演变与元素分配行为。结果表明,550℃回火后,高速钢组织中析出大量与基体共格的纳米级合金碳化物MC和M2C,硬度达到峰值。过回火阶段,M2C碳化物尺寸粗化倾向明显,并且发生结构转变,形成M23C6和M6C,而MC碳化物则表现出较高的尺寸和结构稳定性,对高速钢保持高温性能稳定发挥主要作用。随回火温度升高,碳化物中Fe含量明显下降、强碳化物形成元素含量上升,对碳化物析出和粗化行为产生重要影响。

    2016年09期 v.37;No.195 139-143页 [查看摘要][在线阅读][下载 2259K]
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  • 65MnCr耐磨钢的连续冷却曲线和相变规律

    陈涛;赵爱民;樊红亮;李晓刚;姚舜;

    利用DIL805A热膨胀仪结合金相—硬度法,测得了低合金耐磨钢65Mn Cr的临界点温度Ac1,Ac3以及Ms;并绘制了该材料的过冷奥氏体连续冷却转变曲线(CCT曲线);研究了65Mn Cr过冷奥氏体连续冷却过程中组织转变规律;最后对65Mn Cr和65Mn的CCT曲线做了比较。结果表明:相比65Mn,65Mn Cr钢CCT曲线大大右移,淬透性大大增加;该钢的临界冷却速度为1~3℃/s;得到淬火最佳参数:淬火速度为3℃/s,堆冷温度为200~400℃。

    2016年09期 v.37;No.195 144-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 6271K]
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表面改性

  • 渗碳温度对Ti2AlNb合金摩擦磨损性能的影响

    任蓓蕾;缪强;梁文萍;潘晓扬;陆海峰;胡荣耀;夏金姣;

    利用双辉等离子表面冶金技术,在不同温度下对Ti_2AlNb合金进行渗碳处理。研究不同渗碳温度对Ti_2AlNb合金微观组织、显微硬度及摩擦磨损性能的影响。结果表明:整个渗碳层包括石墨沉积层、硬质碳化物层和扩散层,其厚度随渗碳温度的增加而增加。从硬质碳化物层到基体,试样硬度呈梯度递减规律;且工艺温度越高,渗碳硬度曲线越平缓。在970、1050和1100℃制备的渗碳试样的比磨损率分别是基体的1/14.67,1/14.96和1/16.64,其平均摩擦因数均小于基体,表现出良好的减摩和耐磨性能,磨损机制为磨粒磨损。

    2016年09期 v.37;No.195 151-156页 [查看摘要][在线阅读][下载 733K]
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  • 氟锆酸钾对AZ31镁合金微弧氧化膜层的影响

    庄俊杰;宋仁国;项南;宋若希;熊缨;胡强;王超;

    在磷酸盐碱性电解液中加入氟锆酸钾(K_2ZrF_6),利用微弧氧化技术(MAO)在AZ31镁合金表面制备了陶瓷膜层,研究了电解液中K_2ZrF_6对MAO膜层的形貌、相组成和耐腐蚀性能等的影响。结果表明,电解液中添加K_2ZrF_6能使MAO膜层变得更加均匀,也降低了膜层的表面粗糙度,所形成的MAO膜层主要是由Mg O,Mg F2和Zr O2相组成。长时间浸泡和电化学测试结果表明,电解液中添加K_2ZrF_6提高了MAO膜层的耐蚀性。本实验电解液中添加2.5 g/L K_2ZrF_6时,所形成的MAO膜层的耐蚀性最好,而过高浓度K_2ZrF_6会对膜层的耐蚀性产生负作用。

    2016年09期 v.37;No.195 157-164页 [查看摘要][在线阅读][下载 3653K]
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  • TiB2增强Ni/Al冷喷涂层的组织结构

    陈枭;王洪涛;白小波;纪岗昌;黄硕文;

    在不同的冷喷温度条件下,采用冷喷涂技术制备含不同TiB_2陶瓷含量的Ni/Al-TiB_2涂层,其中Ni/Al-TiB_2喷涂粉末为机械混合制成。采用扫描电镜(SEM)表征Ni/Al-TiB_2粉末、冷喷涂层及热处理后涂层的形貌,通过X射线衍射技术(XRD)分析Ni/Al-TiB_2粉末和冷喷涂层物相结构,采用能谱分析仪对热处理后涂层成分元素进行分析。结果表明,冷喷涂层截面组织结构致密,孔隙率低,尤其是在冷喷温度为450℃条件下涂层孔隙率更低。冷喷涂层的物相与粉末相同,主要为TiB_2、Ni和Al三相。在650℃热处理10 h后涂层中孔隙率增加,涂层中原位生成了Ni Al3和Ni Al金属间化合物,并且涂层与基体界面之间生成了Fe Al3金属间化合物,从而提高了涂层与基体之间的结合力。

    2016年09期 v.37;No.195 165-171页 [查看摘要][在线阅读][下载 1353K]
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  • 电流密度对熔融盐电沉积Ni/W复合层的影响

    齐艳飞;王波;周景一;李运刚;田薇;

    采用熔盐电沉积法制备了Ni/W复合层,通过扫描电镜和电子背散射衍射技术对Ni/W复合层的微观形貌、晶粒尺寸及小角度晶界频率进行了表征。结果表明:当电流密度为70~100 m A/cm2时,Ni/W复合层的表面平整光滑;Ni/W复合层的断裂方式为解理断裂;随电流密度增加,复合层厚度逐渐增加,晶粒尺寸减小,小角度晶界的频率降低。为复合材料获得较好的综合性能提供了可能。

    2016年09期 v.37;No.195 172-177页 [查看摘要][在线阅读][下载 685K]
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  • 超音速电弧喷涂FeCrNi复合涂层的微观结构与性能

    吴燕明;赵坚;陈小明;伏利;毛鹏展;刘伟;

    采用超音速电弧喷涂(HV-ARC)技术在Q235钢表面制备FeCrNi复合涂层,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜、显微硬度计、摩擦磨损试验机、电化学工作站等手段研究了涂层的微观结构及性能。结果表明:超音速电弧的高能量、高粒子速度使得涂层具有极低的孔隙率,较高的结合强度;涂层中存在Cr、Ni的氧化相,这些氧化相对涂层的硬度及耐磨性能有着显著影响;超音速电弧FeCrNi复合涂层的耐磨性能较普通电弧涂层提高40%以上,较基体Q235钢提高4.5倍以上,耐腐蚀性能也有了大幅的提高。

    2016年09期 v.37;No.195 178-182页 [查看摘要][在线阅读][下载 3648K]
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  • 压痕对表面感应淬火中碳钢疲劳性能的影响

    高杰维;戴光泽;梁树林;李恒奎;赵君文;黄兴民;韩靖;

    对S38C中碳钢进行表面感应淬火+低温回火处理,对处理后的试样显微组织、截面硬度分布和抗拉强度进行表征,通过疲劳试验和断口形貌分析评价压痕对先压痕后淬火和先淬火后压痕两类试样疲劳性能的影响。结果表明,试样有效淬硬层厚度为700μm,淬硬层有未转变的铁素体存在,最大硬度480 HV0.2在亚表面200μm处。淬火试样抗拉强度比基体材料高140MPa,断裂伸长率只有基体的一半。当压痕较小时,两类试样的疲劳强度没有差异,当试样压痕较大时,淬火后压痕疲劳断面有微裂纹,造成这类试样疲劳强度迅速下降,表面强化材料表面冲击损伤不能简单的当作一般缺陷处理。

    2016年09期 v.37;No.195 183-189页 [查看摘要][在线阅读][下载 3825K]
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  • 20CrMnTi齿轮钢表面渗氮后的氧化处理工艺

    郑亚旭;王福明;王延露;张凯;李长荣;

    研究了渗氮后的氧化温度对20CrMnTi齿轮钢表面氧化层和磷化层的影响,并利用OM、SEM、EDS、XRD等对渗层附近的显微组织、氧化层和磷化层的形貌、氧化层厚度和物相组成进行了观察分析。结果表明,20CrMnTi钢渗氮后经300℃氧化后,形成的氧化层很薄且不连续;而经350℃氧化后形成的氧化层较厚且含Fe3O4较多,磷化后表面粗糙度较大。

    2016年09期 v.37;No.195 190-195页 [查看摘要][在线阅读][下载 3332K]
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  • 高速钢表面激光熔覆高硬涂层的组织性能

    张佳琪;董梁;鞠恒;林成新;

    为实现高硬焊丝激光熔覆修复高速钢刀具的目的,采用Nd:YAG脉冲激光器,利用966T高硬度焊丝在M2高速钢基材表面进行激光熔覆试验获得高硬涂层。采用光学显微镜、显微硬度计、洛氏硬度计和高速往复磨损摩擦试验机等试验设备,对熔覆涂层的成分、显微组织、显微硬度、常温硬度、红硬性和耐磨性能进行了研究。结果表明,熔覆涂层化学成分与基材的化学成分相近;熔覆涂层上层由等轴晶和树枝晶组成,下层以柱状树枝状晶为主,无晶粒粗大现象;熔覆涂层硬度在60 HRC以上、熔覆层涂层的耐磨性与基材相近,满足高速钢刀具的修复要求。

    2016年09期 v.37;No.195 196-200页 [查看摘要][在线阅读][下载 3346K]
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模拟计算

  • 浸入式水冷对高速线材性能的影响

    岳站峰;鲁怀敏;姜晓明;田国建;

    基于膜态沸腾传热的机理,针对工程中常用的Q235线材,以ANSYS为平台,建立合理的温度场模型,研究Q235线材在不同温度冷却水中的冷却过程,以实现对吐丝机后线材冷却工艺的优化。通过实验,观察在浸水冷却环境下,金属的力学性能相比于空冷条件下是否存在明显提高。数值模拟表明:在100℃冷却水中,直径为8 mm的Q235线材从950℃冷却至400℃的需要的冷却时间为26 s,而在80、60、40以及20℃的冷却水中,该时间分别为25、25、24和24 s。相比于空气自然冷却冷却,冷却时间的到得了大幅度缩减。在材料性能方面,通过拉伸试验可以发现,在水冷环境下,线材的均匀性、以及抗拉性能均得到了显著提高。当冷却水温度为80℃时,最有利于线材获得提高强度的组织结构,线材的屈服强度和抗拉强度达到最大值。

    2016年09期 v.37;No.195 201-206页 [查看摘要][在线阅读][下载 2754K]
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