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  • 材料工程
      2012年, 第0卷, 第10期 刊出日期:2012-10-20 上一期    下一期
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    《材料工程》2012年第10期目次
    2012, 0 (10): 0-0.  
    摘要 ( 261 )   HTML( PDF (343KB) ( 242 )   引文文本
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    论文
    冷却方式对热连轧GH4169合金组织与蠕变行为的影响
    田素贵, 李振荣, 赵忠刚, 陈礼清, 刘相华
    2012, 0 (10): 1-7.  
    摘要 ( 569 )   HTML( PDF (3403KB) ( 527 )   引文文本
    通过对不同方式冷却的热连轧GH4169合金进行直接时效处理、蠕变性能测试和组织形貌观察,研究了冷却方式对热连轧GH4169合金的组织结构与蠕变行为的影响。结果表明:"水冷"HCR-GH4169合金经直接时效后,其组织由细小晶粒组成,大量细小γ',γ″相在晶内弥散析出,可提高合金蠕变抗力,而"空冷"热连轧合金晶粒尺寸较大,且在基体中析出的γ',γ″两相的数量明显减少;在实验条件下,"水冷"热连轧合金经直接时效后具有较好的蠕变抗力和较长的蠕变寿命;热连轧及直接时效合金在蠕变期间的变形机制是位错在基体中发生单、双取向滑移和孪晶变形,在蠕变后期,裂纹在晶界处萌生和扩展,并发生沿晶断裂是合金的蠕变断裂机制。
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    定向凝固过程中温度参数对含Re镍基单晶高温合金铸态组织的影响
    曹腊梅, 杨曦桥, 薛明, 蔡启舟
    2012, 0 (10): 8-11.  
    摘要 ( 648 )   HTML( PDF (1252KB) ( 416 )   引文文本
    研究了一种含Re为4.0%~5.5%(质量分数)的实验型镍基单晶高温合金在不同定向凝固结晶条件下铸态的宏微观组织特征,分析了凝固结晶温度参数对单晶完整性、显微疏松与共晶含量、枝晶偏析等的影响。结果表明:高的熔体过热处理温度不仅促进合金元素分布的均匀化,同时降低了高Re和高难熔元素含量的单晶合金结晶缺陷的倾向性,提高了单晶完整性。合金熔体过热温度、铸型温度/浇注温度的适度提高有利于枝晶间的补缩,并减少显微疏松。
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    MHZ常数在耐热钢持久性能预测中的应用
    刘春慧, 程从前, 赵杰, 祝志超, 马海涛
    2012, 0 (10): 12-16.  
    摘要 ( 672 )   HTML( PDF (1854KB) ( 304 )   引文文本
    本研究提出选用MHZ常数关联耐热钢持久性能数据,以HP40和Super304钢为例比较了基于MHZ常数和标准推荐L-M常数的持久性能曲线与实验数据之间的相关性;并对工业中常用的十七种耐热钢实验数据进行分析,对比了MHZ常数和L-M常数在持久性能预测精度上的差异。结果表明不同的L-M常数对数据拟合结果有较大影响,工程应用中为保证较高预测精度需选用优化的L-M常数,否则会导致构件应用时偏危险;对所分析的大部分钢新选用的MHZ常数不仅具有更高预测精度和更优拟合效果,而且能更直观比较不同耐热钢之间的持久性能,故可以作为耐热钢的TTP参数。
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    超级13Cr马氏体不锈钢在入井流体与产出流体环境中的腐蚀行为研究
    刘亚娟, 吕祥鸿, 赵国仙, 陈长风, 薛艳
    2012, 0 (10): 17-21,47.  
    摘要 ( 768 )   HTML( PDF (2896KB) ( 367 )   引文文本
    通过模拟油田超深超高压高温油气井腐蚀环境,研究超级13Cr马氏体不锈钢管材抗均匀腐蚀、点蚀、应力腐蚀开裂(SCC)及酸化液腐蚀的性能。研究结果表明:随着井深的增加,超级13Cr马氏体不锈钢的均匀腐蚀速率逐渐增大,且气相的均匀腐蚀速率要大于液相的腐蚀速率,但不论在液相还是在气相腐蚀条件下,均匀腐蚀速率均远小于0.1mm/a;由于超级13Cr马氏体不锈钢有较高的Mo,Ni含量,在模拟腐蚀环境中未出现明显点蚀现象,且具有良好的抗SCC性能;循环酸化腐蚀试验后试样管体和接箍部分没有出现点蚀、缝隙腐蚀等局部腐蚀迹象。
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    Zn2+含量对纳米Ni-Zn铁氧体结构和磁性能的影响
    王金香, 高岩, 杨洋, 钱潜, 刘银
    2012, 0 (10): 22-24,34.  
    摘要 ( 550 )   HTML( PDF (1190KB) ( 507 )   引文文本
    采用喷射-沉淀法成功地制备了纳米晶Ni1-xZnxFe2O4 (0≤x≤1.0)铁氧体粉料。通过TG-DSC,XRD,TEM等测试手段分析了其微观结构和形貌,用振动样品磁强计测量其室温下磁性能。结果表明:喷射-共沉淀法制备的粉料颗粒细小均匀、形状完整。600℃下煅烧1.5h,样品晶粒尺寸为30nm左右,平均颗粒尺寸小于100nm。随着Zn2+含量的增加,Ni-Zn铁氧体的晶胞参数逐渐增大。室温下,样品比饱和磁化强度随Zn2+含量增加而增加,当x=0.5mol时,最大比饱和磁化强度Ms为66.8A·m2·kg-1
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    测试与表征
    含氟硅油改性聚氨酯的结构与应用性能
    雷海波, 罗运军, 王胜鹏, 李卓昕, 王宝义
    2012, 0 (10): 25-29.  
    摘要 ( 589 )   HTML( PDF (1138KB) ( 389 )   引文文本
    为了研究水性含氟硅油改性聚氨酯(WFSPU)的结构与应用性能之间的关系,用动态力学分析仪、正电子湮灭寿命谱及X射线光电子能谱仪分别测试了WFSPU膜的微相分离特征、自由体积及膜表面元素组成;采用织物强力仪、抗渗水性测定仪、织物透湿量测定仪、接触角测定仪、折皱回复角测定仪等测试了涂层织物的黏结强度、静水压、透湿量、接触角、折皱回复角等应用性能。研究结果表明:用含氟硅油(AFS)改性聚氨酯,聚氨酯膜具有微相分离结构,聚氨酯膜的自由体积空洞半径和自由体积分数均增大,F,Si元素向膜表面迁移;随AFS含量的增加,涂层织物的透湿性量呈先增后降趋势,静水压逐渐降低,涂层织物的拒水性提高,回弹性呈先增后降趋势,综合考虑,AFS质量分数为6%时,WFSPU的性能较好。
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    溶剂型丙烯酸酯压敏胶的流变性能研究
    张晓雯, 丁宇婷, 张官理, 厉蕾, 颜悦
    2012, 0 (10): 30-34.  
    摘要 ( 637 )   HTML( PDF (1284KB) ( 449 )   引文文本
    针对分子量不同的溶剂型丙烯酸酯共聚物压敏胶的流变性能进行研究,通过频率扫描、振幅扫描两种不同模式进行流变性能测试,并对其蠕变性能进行了测试,通过测试,分析了分子量对流变性能的影响。结果表明,分子量增大,区分频率值(f*)变小,零剪切黏度(η0)变大,样品的弹性变好;在振幅扫描模式下,随着分子量变大,样品的线性黏弹区域变大,弹性模量(G')与黏性模量(G″)均变大,但弹性模量增大的幅度大于黏性模量,因此,随着分子量变大,样品逐渐从G'<G″变为G'=G″最终G'>G″,样品由黏弹性液体流变行为逐渐向黏弹性固体流变行为转变;蠕变测试说明分子量增大,有利于改善样品的抗剪切变形能力与蠕变回复能力,蠕变回复时间也随之变大。
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    苯基硅橡胶的动态力学性能研究
    郝敏, 黄艳华, 苏正涛, 王景鹤
    2012, 0 (10): 35-38,53.  
    摘要 ( 787 )   HTML( PDF (1567KB) ( 511 )   引文文本
    用橡胶加工分析仪(RPA2000)表征了SE系列苯基硅橡胶在不同应变、温度、频率下的动态力学性能。结果表明:在不同应变下,SE系列硫化胶随应变的增大弹性模量G'减小,损耗因子tanδ略有上升,混炼胶的黏性扭矩S″增大;在不同温度下,损耗因子tanδ随温度的升高而降低;在不同频率下,混炼胶的损耗因子tanδ随频率的升高而降低,硫化胶的损耗因子tanδ随频率的升高而升高,混炼胶的损耗因子比硫化胶的损耗因子大得多。
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    工艺
    TC11钛合金线性摩擦焊界面微观组织演变
    郎波, 张田仓, 陶军, 孙成彬
    2012, 0 (10): 39-43.  
    摘要 ( 628 )   HTML( PDF (4631KB) ( 349 )   引文文本
    为了探明TC11钛合金线性摩擦焊过程中界面金属微观组织演变规律,采用光学显微镜和扫描电镜来研究飞边与接头的微观组织。结果表明,线性摩擦焊界面演变过程可依次分为摩擦磨损、黏着剪切、界面金属形成金属键连接并发生大变形、动态再结晶四个阶段。当摩擦时间足够长时,整个摩擦界面温度趋于均匀,在界面上将形成一层厚度均匀的塑性金属层,α相完全转变为β相,并且初生β相晶粒将发生动态再结晶过程。随着摩擦时间的延长,界面温度升高,初生β相动态再结晶晶粒尺寸增大。
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    HGB/PLA复合材料的制备及性能研究
    杨继年, 许爱琴, 丁国新
    2012, 0 (10): 44-47.  
    摘要 ( 552 )   HTML( PDF (1510KB) ( 262 )   引文文本
    采用熔融共混与模压成型工艺制备了HGB填充改性PLA复合材料,考察了HGB的含量对复合材料的微观形貌、力学性能和熔体流动速率的影响。结果表明,经过硅烷偶联剂表面包覆改性的HGB在基体中分散均匀,且与PLA间具有较好的界面结合;随着HGB含量的增加,HGB/PLA复合材料的比抗拉性强度和断裂伸长率先增大而后降低,而比弹性模量持续上升;HGB的引入总体上降低了共混体系的比冲击强度,但却显著提高了其熔体流动速率。
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    基于CA-FE的双辊连铸纯铝凝固组织模拟
    陈守东, 陈敬超, 吕连灏
    2012, 0 (10): 48-53.  
    摘要 ( 656 )   HTML( PDF (1497KB) ( 305 )   引文文本
    鉴于双辊薄带连铸等轴晶区半固态铸轧组织对产品性能的重要性,应用Procast软件中的CA-FE方法对工业纯铝在水冷钢辊连续铸轧中的凝固过程进行了模拟,建立了宏观温度场、浓度场和微观生长过程耦合的凝固组织模拟模型。以 CA(Cellular Automaton)模型为基础,建立了晶粒生长过程的局部演变规则,在晶粒尺度上模拟了其凝固过程。应用建立的微观组织模型,研究了工艺参数对凝固组织的影响。模拟结果与实验结果基本吻合,检验了模型的正确性与适用条件。
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    真空导入工艺参数对复合材料孔隙含量的影响
    郭明恩, 孙祖莉, 边文凤, 宋小然, 栾桂卿
    2012, 0 (10): 54-57,62.  
    摘要 ( 729 )   HTML( PDF (1672KB) ( 336 )   引文文本
    以舰船构件为对象,通过玻璃纤维/乙烯基酯树脂复合材料的真空导入成型实验, 研究了真空度、树脂温度参数对制件孔隙含量的影响规律。结果表明:真空度大小对孔隙率含量有显著影响,当真空度为80~90kPa时孔隙含量较低;低于20℃时,温度对孔隙含量有明显的影响,温度高于20℃时孔隙含量变化不大;沿树脂流动方向,试件孔隙含量由低到高变化;沿试件从上到下的厚度方向,孔隙含量也呈由低到高增加的趋势。
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    聚磷腈微纳球的可控化制备及疏水性能研究
    蔡丹, 王岩, 姜振华, 牟建新
    2012, 0 (10): 58-62.  
    摘要 ( 569 )   HTML( PDF (3639KB) ( 342 )   引文文本
    构建具有特殊微观几何形状的粗糙结构及对其表面进行低表面能物质的修饰一直是疏水领域的研究重点。利用简单有效的方法构筑粗糙结构,从而获得性能优异持久的疏水性材料。聚膦腈主链具有极好的柔顺性和良好的分子可设计性,是制备疏水表面较好的材料之一。本研究采用苯侧基含氟双酚单体与六氯环三磷腈进行沉淀聚合反应,制备具有尺寸可控的新型含氟环交联型聚磷腈微纳球,并深入研究聚磷腈微纳球的疏水性能。
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    初始状态对2124铝合金蠕变时效行为与力学性能的影响
    赵建华, 陈泽宇, 李思宇, 杨金龙, 邓运来
    2012, 0 (10): 63-67,72.  
    摘要 ( 559 )   HTML( PDF (2171KB) ( 366 )   引文文本
    通过光学、透射电子显微、蠕变与室温拉伸实验研究了2124铝合金板的蠕变时效行为与力学性能。结果表明:185℃/150MPa条件下,经固溶-淬火处理(QCA)板材的蠕变机制从位错增殖发展为位错增殖-消毁平衡,其蠕变曲线第一阶段与第二阶段分界点较为明显;而经固溶-淬火-预压缩处理(PCA)板材的蠕变机制主要为预压缩引入的位错消毁,蠕变曲线第一阶段特征并不明显。蠕变时效过程中,S'相的析出总是伴随着位错线形核,其析出方位受位错运动机制的影响,PCA处理初期,经预压缩引入的位错缠结使S'相可以在互相垂直的{210}面上析出,从而抑制了S'相的位向效应。PCA处理试样的力学性能优于该合金的T6和T87状态的,且各向异性小于QCA处理的。
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    Mg处理石油储罐用钢大线能量焊接性能研究
    梁国俐, 武会宾, 杨善武, 刘学利
    2012, 0 (10): 68-72.  
    摘要 ( 524 )   HTML( PDF (1780KB) ( 268 )   引文文本
    采用Gleeble对不同焊接线能量下微量Mg处理石油储罐用钢粗晶热影响区(CGHAZ)的低温韧性进行了研究,并结合SEM,TEM等技术对CGHAZ进行了微观分析。结果表明:经微镁处理690MPa级石油储罐用钢,改变了钢中夹杂物的形态和分布状态,使钢中原有的氧化铝和硫化物夹杂物变成细小的弥散分布的含镁夹杂物,提高母材与焊接热影响区性能; 随着线能量的增加,微镁处理690MPa级石油储罐钢CGHAZ的M-A组元均随着线能量的升高而粗化, M-A组元面积百分数随线能量的升高而降低,导致其低温冲击韧性降低。
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    水热法制备Mo掺杂WO3纳米材料及其光致变色性质的研究
    周妍, 张然, 王东生, 杨斌
    2012, 0 (10): 73-79,83.  
    摘要 ( 661 )   HTML( PDF (3910KB) ( 285 )   引文文本
    WO3是一种多功能半导体材料,光致变色是其重要性质之一。利用单质W和Mo与双氧水之间的反应,加入Na2SO4作为矿化剂,通过水热合成制备出具有新颖结构的六方相Mo掺杂WO3纳米材料。应用SEM,XRD,HRTEM,XPS等检测手段分别对掺杂纳米材料的形貌和尺寸、物相、掺杂成分等进行研究,证明了产物为纯六方相的MoxW1-xO3,并确认了掺杂的成功。通过与纯WO3纳米线对比,所制备的MoxW1-xO3材料所具有的由掺杂导致的带隙改变及其独特的复合纳米结构,都有利于提高电子传递效率,从而使光致变色性能明显提高。
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    X80热煨弯管热处理工艺对组织及性能的影响
    王卫国, 李彦民, 魏秦文, 姚登樽, 尹长华
    2012, 0 (10): 80-83.  
    摘要 ( 667 )   HTML( PDF (2528KB) ( 278 )   引文文本
    研究了不同热处理工艺对热煨弯管母材及焊缝组织及性能的影响。通过对热煨弯管两种不同热处理工艺的研究,探讨了X80热煨弯管热加工工艺过程中热处理制度对母材及焊缝组织和性能的影响规律。结果表明,高温淬火(950℃)+高温回火(500℃)的工艺能够明显的改善焊缝及热影响区的组织,细化焊缝热影响区的组织,并能够有效地解决热煨弯管母材和焊缝的组织及性能匹配性,适宜于X80热煨弯管的加工。
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    碳化硼微孔喷嘴的注射成形工艺及其表面质量
    王长瑞, 卢振, 张凯锋, 王振龙
    2012, 0 (10): 84-88.  
    摘要 ( 683 )   HTML( PDF (1828KB) ( 309 )   引文文本
    利用粉末注射成形工艺制备碳化硼微孔喷嘴。研究了注射、脱脂和烧结工艺对碳化硼微孔喷嘴的微观形貌和成形质量的影响。结果表明,当模具温度为60℃、注射压力为100MPa、注射温度为175℃的情况下,微孔喷嘴得到良好的填充。脱脂后制品未发现裂纹和翘曲。随着烧结温度的升高,微孔喷嘴的致密度和线性收缩先增加后减小,表面粗糙度先减小后增加,在1950℃烧结后,微孔喷嘴的烧结性能和力学性能最好,致密度、线性收缩、维氏硬度和表面粗糙度值分别为97.1%,18.7%,3580HV和6.17μm。
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    表面工程
    热浸镀锌铝镁钢板镀层组织及腐蚀性能研究
    吕家舜, 李锋, 杨洪刚, 康永林
    2012, 0 (10): 89-93.  
    摘要 ( 894 )   HTML( PDF (4694KB) ( 731 )   引文文本
    锌铝镁镀层钢板比普通的镀锌钢板具有更加优异的耐腐蚀性能,本研究利用热镀锌模拟器在实验室制备了热浸镀锌铝镁合金镀层钢板,利用扫描电子显微镜SEM观察了镀层表面及截面的微观组织,利用能谱EDS进行了微区成分分析;利用电子探针EPMA对镀层的表面及截面进行了元素分布分析,利用盐雾试验方法对锌铝镁镀层钢板的耐腐蚀性能进行了研究,利用X射线衍射分析了镀层及镀层盐雾试验腐蚀产物的物相组成。结果表明,热浸镀锌铝镁镀层钢板比普通镀锌板具有更加细致的组织,镀层主要由MgZn2与含Al富锌相构成的共晶相和MgZn2组成,另外还存在一些粒状富铝相和块状富锌相,Zn-Al-Mg镀层比普通镀锌板具有更强的耐腐蚀性能,最后分析了锌铝镁镀层钢板的耐盐雾腐蚀机理。
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    水环境下等离子体处理聚乙烯木塑复合材料表面性质的演变
    陶岩, 王辉, 邸明伟
    2012, 0 (10): 94-98.  
    摘要 ( 635 )   HTML( PDF (1836KB) ( 306 )   引文文本
    利用等离子体处理技术,对木粉/聚乙烯复合材料进行表面处理以改善其胶接性能。为探究胶接接头在水环境下的耐久失效机制,采用水浸实验,利用FTIR和XPS分析手段,研究了水对等离子体处理后的木塑复合材料表面性质的影响。红外光谱分析结果表明,经等离子体处理后,复合材料表面有-OH,C-O和C=O基团生成;随着水浸时间的延长,材料表面-OH,C-O和C=O基团的含量又会发生先降低而后增加的变化。XPS分析结果表明,经等离子体处理后,复合材料表面氧元素的含量增加;随着水浸时间的延长,材料表面的元素含量又会发生新的变化,C元素相对含量先增加而后降低,O元素相对含量先降低而后增加,O/C值先下降而后升高。水环境下等离子体处理木塑复合材料表面化学基团和化学元素的变化对材料胶接接头的耐久性会产生较大的影响。
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