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  • 材料工程
      2010年, 第0卷, 第9期 刊出日期:2010-09-20 上一期    下一期
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    论文
    ZL205A铝合金铸件偏析缺陷的断口形貌和化学成分
    陈邦峰, 贾泮江
    2010, 0 (9): 1-6,24.  
    摘要 ( 422 )   HTML PDF (2327KB) ( 462 )   引文文本
    以实际生产过程中铝铜系ZL205A铸件的偏析缺陷为研究对象,研究了偏析缺陷对铸件本体力学性能和断口形貌的影响,同时研究了偏析面积与试样性能的关系.结果表明:偏析缺陷对试样抗拉强度和伸长率影响较大,对试样屈服强度影响较小,且偏析缺陷试样伸长率均值为3.7%,略低于I级指标4%要求,而抗拉强度和屈服强度均值分别为391.3MPa和343.5MPa,均高于I级指标360MPa和280MPa要求;无缺陷试样断裂为韧性断裂,偏析缺陷试样断裂为沿晶脆性断裂,偏析相呈网络状并连成片均布在晶界上,其主要成分为Al2Cu低熔点共晶相;试样抗拉强度σb值与其偏析面积能较好地满足线性关系.
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    Ti对Fe-Ni膨胀合金凝固组织的影响
    杨晓华, 陈伟庆, 郝占全
    2010, 0 (9): 7-9,14.  
    摘要 ( 291 )   HTML PDF (869KB) ( 208 )   引文文本
    采用变质处理法和扫描电镜(SEM)研究了Ti对Fe-Ni膨胀合金凝固组织的影响.结果表明:经Ti变质处理后,Fe-Ni膨胀合金中形成了大量的Ti2O3-MnS高熔点复合夹杂物,尺寸约为2μm;Ti2O3复合夹杂物在凝固过程中作为非自发形核核心,使铸坯凝固组织细化.Ti在凝固组织的等轴晶和柱状晶晶界上以TiN,TiC,Ti(NC),Ti2O3形式存在,在一定程度上起到阻止晶粒长大的作用.
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    镁黄铜的组织与性能研究
    肖来荣, 张路怀, 刘彦, 张喜民, 胡加瑞
    2010, 0 (9): 10-14.  
    摘要 ( 397 )   HTML PDF (777KB) ( 610 )   引文文本
    采用熔铸、挤压的方法制备出了镁黄铜棒材.利用扫描电镜(SEM)、光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)和差热分析仪(DSC)等手段对镁黄铜的微观组织、物相组成和相转变特征、力学性能、切削性能以及腐蚀性能进行了研究.结果表明:合金物相由α相、β相和Cu2Mg相组成,以α相为主;镁黄铜的抗拉强度为494.39MPa,屈服强度为388.56MPa,伸长率为8.78%,布氏硬度为HV140.7,优于铅黄铜;切削性能达到铅黄铜性能的78.5%.研制的镁黄铜替代铅黄铜具有可行性.
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    燃气轮机隔热板GH22合金的组织和力学性能
    杨海青, 王钊勇, 肖程波, 唐定中
    2010, 0 (9): 15-19.  
    摘要 ( 306 )   HTML PDF (717KB) ( 307 )   引文文本
    采用真空感应熔炼的方法制备GH22母合金,然后真空感应重熔浇注成等轴晶成形试棒,测试其室温拉伸、高温拉伸和持久性能.利用熔模失蜡精密铸造技术生产了重型燃机GH22隔热板铸件,对隔热板不同部位进行了宏观晶粒度、光学金相、扫描电镜及能谱分析.从国产、进口隔热板底板分别取样加工成力学性能试样,进行了室温拉伸、高温拉伸和高温持久性能测试.结果表明:国产GH22母合金的成分和性能满足《GH22燃气轮机隔热板精密铸造技术条件》要求.国产铸件取样试样的宏观晶粒度、室温拉伸、高温拉伸性能与国外铸件相当.国产铸件具有更高的高温持久强度,这主要是由于国产GH22母合金中碳含量更高,合金组织中在枝晶间和晶界处析出更多的碳化物相.
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    工艺
    初始原料和球磨气氛对ODS铁素体钢机械合金化的影响
    何培, 周张健, 李明, 许迎利, 葛昌纯
    2010, 0 (9): 20-24.  
    摘要 ( 389 )   HTML PDF (646KB) ( 314 )   引文文本
    分别采用纯金属粉和氮气雾化预合金粉作为机械合金化的初始原料,对它在球磨过程中的合金化效果、粉末形貌、粒度分布和过量氧含量的影响进行对比.结果表明:当使用雾化合金粉作为初始原料,球磨后合金元素的分布比采用纯金属粉为原料更加均匀.使用高纯氩气作为保护气氛比真空球磨更能有效减少合金粉末中的过量氧含量.
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    不同连铸工艺生产电工钢的工艺技术比较
    吴开明
    2010, 0 (9): 25-28,32.  
    摘要 ( 343 )   HTML PDF (1036KB) ( 640 )   引文文本
    结合常规厚板坯工艺、中等厚度板坯工艺和薄板坯工艺生产电工钢的工艺技术特点、板坯铸态组织、析出物的分布和大小、铸坯表面质量等方面进行了工艺技术比较,为电工钢的生产工艺选择和铸坯质量控制提供技术参考.
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    Sn-Cu合金电沉积制备工艺及结构研究
    冯立明, 魏雪
    2010, 0 (9): 29-32.  
    摘要 ( 370 )   HTML PDF (433KB) ( 663 )   引文文本
    利用电沉积法在铜箔上制备了锂电池负极材料Sn-Cu合金,研究了镀液组成对镀层铜含量的影响规律;采用X射线衍射分析,研究了不同组成Sn-Cu合金镀层热处理前后的结构.结果表明:镀液中焦磷酸铜与焦磷酸钾浓度对镀层中铜含量影响显著,改变二者组成,铜含量可由20.18%(质量分数,下同)提高到58.05%;铜含量为20.18%,31.01%和58.05%的Sn-Cu合金镀层,镀态结构相同,均为Cu,Sn和-ηCu6Sn5;经过300℃以上热处理1h,Sn-Cu合金镀层发生相变,相对于镀态,析出电子化合物中铜含量增加;温度升高对铜含量为20.18%和58.05%的镀层结构影响较小,而对铜含量为31.01%的合金镀层,其组织结构向着铜含量降低的物相结构转变.
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    半连续铸造AZ31B镁合金连续热轧变形行为的数值模拟
    余琨, 蔡志勇, 王晓艳, 史褆, 黎文献
    2010, 0 (9): 33-39.  
    摘要 ( 427 )   HTML PDF (860KB) ( 252 )   引文文本
    在DEFORMTM软件平台上采用热/力耦合刚塑性有限元法,结合生产实际的压力加工工艺,对半连续铸造AZ31B镁合金11个道次的连续热轧变形过程中应力场、应变场与温度场的变化规律进行数值模拟.结果表明:变形过程中AZ31B镁合金变形体内的应力、应变和温度沿试样厚度方向分布不均匀.在该合金铸锭表面与轧辊接触的部位具有较高的应力,引起表面的应变增大,而铸锭中心部位的应力相对较小,应变也较小.在连续的每个道次的热轧过程中,轧辊与铸锭刚接触时接触部位的应力最大,轧制中期,应力变化不大,轧制后期应力明显减小;第9道次变形后,等效应变沿试样厚度方向分布变得较均匀;随着轧制道次的增加,变形区域内的应力逐渐增大.对比AZ31B合金样品多道次热轧行为的实验模拟和数值分析可知,实验结果与数值模拟结果能较好吻合,在较低应变速率(0.01,0.1s-1)条件下,合金的塑性变形流变应力随着道次的增加逐渐增大并出现一个稳态阶段;在较高应变速率(5,10s-1)条件下,变形的前3道次的加工硬化严重,随后有一个明显的道次间的退火软化阶段.
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    800MPa冷轧热镀锌双相钢组织性能及其织构演变
    金光灿, 赵爱民, 赵征志, 唐荻, 刘利, 周建
    2010, 0 (9): 40-44.  
    摘要 ( 371 )   HTML PDF (1551KB) ( 602 )   引文文本
    对800MPa级热镀锌双相钢热轧、冷轧及退火后的显微组织进行了观察,分析比较了热轧和退火后的力学性能,并考察了其织构演变过程.结果表明:实验用钢经820℃保温140s热镀锌退火后,可获得抗拉强度819MPa,伸长率为17%的铁素体+马氏体双相钢,铁素体晶粒尺寸在1.5~4μm之间,马氏体体积分数为34%左右;热轧织构密度较弱,但已呈现出γ织构的雏形;冷轧后α织构和γ织构密度显著增长;热镀锌退火后α织构变化不大,不利织构{001}<110>织构密度有较大程度地攀升,γ织构取向密度值波动很大,最大织构组分为{112}<110>织构;快冷过程中形成的马氏体阻碍了有利织构{111}的发展,使得不利织构{001}<110>得到一定程度的发展.
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    焊接参数对铝合金激光填丝焊缝成形的影响
    许飞, 杨璟, 巩水利, 陈俐, 李晓延
    2010, 0 (9): 45-48.  
    摘要 ( 309 )   HTML PDF (657KB) ( 446 )   引文文本
    采用ER5356焊丝对1.2mm厚5A06铝合金和3mm厚5A90铝锂合金进行激光填丝焊接实验,探讨了焊接参数包括光丝间距、送丝速率、激光功率和焊接速率等对焊缝成形的影响.结果表明:光丝间距必须控制在一定范围内才能获得成形较好的焊缝,且其优化范围受焊接速率的影响显著;母材板厚较小有利于激光填丝焊优化送丝速率的提高及其范围的扩大;焊接速率对焊缝成形的影响较大,随着焊接速率的增加,激光功率应随之增加与其匹配;激光填丝焊时在保证熔透性且较好成形的基础上,应尽量采用较小的焊接热输入.
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    测试与表征
    添加Al2O3对CuW70合金阴极斑点运动特性的影响
    曹伟产, 梁淑华, 马德强, 王献辉, 杨晓红
    2010, 0 (9): 49-53,57.  
    摘要 ( 388 )   HTML PDF (854KB) ( 357 )   引文文本
    采用熔渗法制备了不同Al2O3添加量的CuW70合金,研究了Al2O3对CuW70合金组织和真空击穿性能的影响,利用高速摄影观察了CuW70合金表面阴极斑点运动规律.结果表明:未添加Al2O3的CuW70合金烧蚀主要集中在Cu聚集区;在放电过程中,阴极斑点运动表现为原地重复的燃烧,合金表面烧蚀严重.添加Al2O3后,CuW70首击穿相发生转移,集中在Al2O3颗粒上,阴极斑点更为分散,合金主烧蚀区面积明显减少;Al2O3的添加延长了电弧寿命,降低了截流值.
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    初始宽度对AZ31轧制板材组织与性能的影响
    张丁非, 戴庆伟, 张钧萍, 方霖, 胡耀波, 王小红, 兰伟
    2010, 0 (9): 54-57.  
    摘要 ( 262 )   HTML PDF (829KB) ( 217 )   引文文本
    在相同条件下轧制了不同初始宽度的AZ31板坯,通过对轧后板材的组织观察、硬度测试、XRD和SEM实验,研究了初始宽度对AZ31板材轧制组织和性能的影响.结果表明:初始宽度对AZ31镁合金轧制板材有一定影响;随着板坯宽度增加,轧后板材边部的硬度有所增加,再结晶晶粒比例增大,(0002)基面取向有所增加;板材中间部分的动态再结晶进行得更加完全,硬度比边部低,(0002)基面取向显著增加.
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    Nomex/氰酸酯树脂夹层复合材料耐湿热性研究
    胡建平, 蔡吉喆, 肇研, 刘建华
    2010, 0 (9): 58-61.  
    摘要 ( 363 )   HTML PDF (919KB) ( 434 )   引文文本
    在70℃,85%湿度的环境下对Nomex/氰酸酯树脂夹层复合材料进行了湿热处理,并对其吸湿特性进行了研究.然后,对老化前后的试样进行了力学性能以及介电性能的测试.结果表明:Nomex/氰酸酯树脂夹层复合材料经湿热处理后,其介电性能的保持率很高,具有很好的介电性能与耐湿热性.夹层材料力学性能保持率很高,主要是由于其面板基体树脂为氰酸酯树脂,其更好的耐湿热性给整个夹层结构提供更好的保护.
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    几种典型材料的动态硬度研究
    王扬卫, 马壮, 于晓东, 王富耻, 胡欣
    2010, 0 (9): 62-65,70.  
    摘要 ( 470 )   HTML PDF (1098KB) ( 283 )   引文文本
    通过在金刚石维氏压头上施加单次压缩脉冲,压头动态压入材料获得动态压痕,建立动态硬度测试系统;测试了2A12铝合金、45钢、AZ31镁合金、AD95氧化铝陶瓷等典型材料的动、静态硬度.结果表明:所测试材料的动态硬度均高于静态硬度,在高应变率加载条件下,材料具有更高的压入变形抗力.金属材料动态硬度较静态硬度提高的幅度与材料的晶体结构类型有关,反映了被测材料的应变率硬化能力;而陶瓷压痕区材料受到周向材料惯性约束作用,裂纹形核和生长被抑制,动态硬度较静态硬度大幅提高.动态硬度可以有效表征材料的动态力学性能.
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    焊接热输入对X80焊管焊缝组织与性能的影响
    张骁勇, 高惠临, 毕宗岳, 徐学利, 张莉莉
    2010, 0 (9): 66-70.  
    摘要 ( 323 )   HTML PDF (1158KB) ( 375 )   引文文本
    针对双面螺旋埋弧焊管所具有的先内焊后外焊的焊接顺序特点,以实际焊缝为研究对象,采用焊接热循环理论,利用焊接热模拟技术、现代材料力学性能检测技术和显微分析方法,对X80管线钢内焊缝在不同热输入下的韧性分布规律以及组织特征进行了研究.结果表明:当焊接线能量为17~35kJ/cm时,X80管线钢焊缝粗晶热影响区(WCGHAZ)可获得较好的韧性水平,其中线能量为20kJ/cm时,WCGHAZ可获得最佳韧性水平.当焊接线能量小于17kJ/cm和大于35kJ/cm时,X80管线钢WCGHAZ的韧性水平都有所下降.因此可将17~35kJ/cm的线能量作为X80管线钢外焊缝的推荐焊接工艺规范.
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    不同腐蚀环境对7475-T7351铝合金疲劳性能及裂纹扩展速率的影响
    宫玉辉, 刘铭, 张坤, 黄敏, 伊琳娜, 戴圣龙
    2010, 0 (9): 71-73.  
    摘要 ( 394 )   HTML PDF (482KB) ( 460 )   引文文本
    采用轴向加载疲劳和疲劳裂纹扩展速率性能测试方法,研究了不同腐蚀环境对7475-T7351铝合金厚板疲劳及裂纹扩展性能的影响.结果表明:腐蚀环境对7475铝合金的疲劳性能有较大影响,油箱积水和3.5%(质量分数,下同)NaCl溶液中光滑试样的疲劳强度较室温下降约68%,油箱积水和3.5%NaCl溶液环境对材料疲劳强度的影响程度基本相同;不同环境腐蚀(空气和3.5%NaCl)和不同温度(室温和125℃)对材料的低周疲劳性能影响不大;腐蚀环境对裂纹扩展有较明显的加速作用,油箱积水和3.5%NaCl溶液环境对裂纹扩展的加速规律基本一致.
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    表面工程
    饱和Ca(OH)2溶液pH值对热镀锌钢表面锌酸钙覆盖层的影响
    孔纲, 陈九龙, 卢锦堂
    2010, 0 (9): 74-79.  
    摘要 ( 450 )   HTML PDF (1505KB) ( 305 )   引文文本
    采用不同pH值(9.0~12.0)的饱和Ca(OH)2溶液模拟混凝土因碳化而导致pH值降低的混凝土孔隙液,研究在这些溶液中热镀锌钢筋表面锌酸钙覆盖层的变化和锌层的腐蚀行为,并对实验条件下锌酸钙的溶解转化机理进行了讨论.对浸泡30天后各试样的扫描电镜、能谱分析、X射线衍射、塔菲尔极化和电化学阻抗谱分析结果表明:随孔隙液pH降低和浸泡时间增加,锌层上锌酸钙减少而ZnO增加,当pH值为9时,覆盖层可全部转化为ZnO;随着锌酸钙减少和ZnO增加,极化电阻(Rp)、膜层电阻(Rc)、电荷转移电阻(Rct)和扩散阻抗(Ws)均降低,而自腐蚀电流密度icorr增大,但icorr仍接近钢筋钝化临界值10-1μA/cm2.
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    硅含量对铁铬锰硅四元合金耐锌液腐蚀行为的影响
    刘俊友, 张艺, 景旭冉, 许振华
    2010, 0 (9): 80-85.  
    摘要 ( 326 )   HTML PDF (1938KB) ( 251 )   引文文本
    研究了不同硅含量的铁铬锰硅四元合金在450℃锌液中的腐蚀行为,探讨了Si对铁锌反应的影响规律.结果表明:铁铬锰硅四元合金在锌液中的腐蚀产物均为铁锌化合物,腐蚀深度随腐蚀时间呈直线规律变化.当硅含量为0.5%(质量分数,下同)时,腐蚀行为主要受Mn的影响;当硅含量增加到1.5%时,Si与Mn结合,抵消了Mn不利因素,减慢铁锌反应速率,获得最厚的δ相层,表现出最好的耐锌腐蚀能力,其腐蚀速率为3.05×10-3g·cm-2·h-1;当硅含量为3%时,Si除了与Mn结合外,还有大量富余,导致出现疏松的δ+η的两相混合组织,使得锌液直接侵蚀δ相,加快了铁锌反应速率,表现出最差的耐锌腐蚀能力.
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    医用聚氨酯材料表面化学法镀银的前处理工艺研究
    李小兵, 刘莹
    2010, 0 (9): 86-90.  
    摘要 ( 334 )   HTML PDF (1815KB) ( 629 )   引文文本
    研究医用聚氨酯材料表面化学法镀银的粗化、敏化等前处理工艺及其参数优化.分别采用三氧化铬、高锰酸钾粗化,氯化亚锡敏化,硝酸银活化.结果表明:最优粗化工艺为粗化温度40℃、粗化时间10min、三氧化铬浓度80g/L、浓硫酸与三氧化铬混合比2:1;最优敏化工艺为氯化亚锡浓度10g/L.
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    两种炭材料的载流摩擦磨损性能比较
    贾利晓, 张永振, 孙乐民, 牛永平, 李健, 赵彦文
    2010, 0 (9): 91-94.  
    摘要 ( 368 )   HTML PDF (868KB) ( 315 )   引文文本
    以两种炭材料作为销试样,用铬青铜作为盘试样,在HST-100摩擦磨损实验机上比较了两种炭材料的载流摩擦磨损性能.结果表明:炭/炭复合材料的载流摩擦磨损性能受速率、载荷和电流的影响较小,而浸金属炭材料的载流摩擦磨损性能受速率、载荷和电流的影响较大.炭/炭复合材料的摩擦因数和磨损率显著低于浸金属炭材料,具有更优的载流摩擦磨损性能.
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    综述
    损伤容限钛合金的研究进展及应用现状
    房卫萍, 陈沦, 史耀武, 虞文军, 毛智勇, 唐振云
    2010, 0 (9): 95-98.  
    摘要 ( 395 )   HTML PDF (920KB) ( 609 )   引文文本
    本文综述了Ti-6Al-4V ELI,TC4-DT,TC21和TA15 ELI四种损伤容限钛合金的研究新进展及其应用.指出Ti-6Al-4V ELI损伤容限合金在国外已经成功应用于飞机制造中,而TC4-DT,TC21,TA15 ELI三种损伤容限钛合金在国内处于开发研究阶段.重点介绍了TC4-DT,TC21,TA15 ELI的断裂韧性、疲劳裂纹扩展速率等损伤容限性能及其影响因素,指出片层组织有利于损伤容限性能的提高.
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