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• 2009年, 0卷, 第8期
  刊出日期：2009-08-20

    

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  低合金船用结构钢抗高速破片能力研究

  王晓强, 朱锡, 梅志远, 李伟

  2009, 0(8): 1-5.

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  王晓强, 朱锡, 梅志远, 李伟. 低合金船用结构钢抗高速破片能力研究[J]. 材料工程, 2009, 0(8): 1-5.
  WANG Xiao-qiang, ZHU Xi, MEI Zhi-yuan, LI Wei. Experimental Investigation into Anti-penetrating Capacity of Low Alloy Ship Hull Steel Structures to High Velocity Steel Fargment[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(8): 1-5.

  利用14.7mm口径滑膛弹道枪试验研究10g高速破片模拟弹侵彻不同厚度的低合金船用结构钢.根据弹道试验得到的剩余速度、单位面密度吸能值,分析得到钢板的单位面密度吸能量S、高速破片剩余速度v_r与初始速度v₀、厚度h的计算关系式.经试验验证,证明经验公式的预测结果与弹道试验结果有较好的吻合.
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  B添加对TiC/Ti6Al4V复合材料组织和耐磨性能的影响

  林新志, 马旭梁

  2009, 0(8): 6-9.

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  林新志, 马旭梁. B添加对TiC/Ti6Al4V复合材料组织和耐磨性能的影响[J]. 材料工程, 2009, 0(8): 6-9.
  LIN Xin-zhi, MA Xu-liang. Effect of B Addition on Microstructure and Abrasive Property of TiC/Ti6Al4V Composites[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(8): 6-9.

  用熔铸法制备原位自生钛合金基复合材料,研究B元素的添加对TiC/Ti6Al4V复合材料显微组织和耐磨性能的影响.结果表明:当B的加入量小于0.06%(质量分数,下同)时,随B加入量的增加,复合材料中的枝晶状增强相TiC的尺寸显著减小,由粗大的树枝状逐渐减小为细小的树枝状,甚至链条状和颗粒状,但是复合材料的耐磨性下降;当B添加量从0.1%增加到0.6%时,枝晶状TiC细化不明显,TiC周围伴有纤维状的TiB出现,复合材料的耐磨性能得到明显提高.B对TiC枝晶的细化是凝固前沿成分过冷区形核率的提高和TiC生长率降低的综合作用结果.耐磨性能的改善主要是生成的大量纤维状TiB共同参与了磨损所致.
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  强磁场对Fe-0.28%C-3.0%Mo合金中退化铁素体转变的影响

  周珍妮, 张晶晶, 吴开明

  2009, 0(8): 10-14.

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  周珍妮, 张晶晶, 吴开明. 强磁场对Fe-0.28%C-3.0%Mo合金中退化铁素体转变的影响[J]. 材料工程, 2009, 0(8): 10-14.
  ZHOU Zhen-ni, ZHANG Jing-jing, WU Kai-ming. Effect of High Magnetic Field on Ferrite Transformation in Fe-0.28%C-3.0%Mo Alloy[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(8): 10-14.

  采用等温热处理时外加12T强磁场对Fe-0.28%(质量分数,下同)C-3.0%Mo合金中退化铁素体的转变进行研究.在有、无强磁场条件下,港湾温度附近及以下都得到了退化铁素体.强磁场加速了退化铁素体的转变,升高了退化铁素体转变TTT(temperature-time-transformation)曲线的港湾温度.没有磁场时的港湾温度大概为610℃左右,外加强磁场后港湾温度为640℃左右,这主要是由于强磁场降低了退化铁素体的自由能.
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  论文

  X70管线钢在湿H₂S环境中的应力腐蚀行为研究

  毕凤琴, 张旭昀, 王勇, 孙丽丽, 汪洋

  2009, 0(8): 15-18,23.

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  毕凤琴, 张旭昀, 王勇, 孙丽丽, 汪洋. X70管线钢在湿H₂S环境中的应力腐蚀行为研究[J]. 材料工程, 2009, 0(8): 15-18,23.
  BI Feng-qin, ZHANG Xu-yun, WANG Yong, SUN Li-li, WANG Yang. Research on Stress Corrosion Behavior of X70 Pipeline Steel in H₂S Environment[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(8): 15-18,23.

  运用均匀设计方法,通过改变H₂S浓度、Cl^-浓度、pH值和温度等溶液介质参数,对X70管线钢在湿H₂S环境中进行慢应变速率拉伸应力腐蚀试验.研究各参数对X70管线钢应力腐蚀开裂的影响规律,通过扫描电镜分析试样断口的微观形貌,确定其应力腐蚀敏感性,并根据试验结果计算在各试验环境下的应力腐蚀敏感性指数,运用回归分析软件,建立X70管线钢应力腐蚀敏感指数与试验介质参数之间关系的交互型数学模型.
表面工程
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  表面工程

  金属磁记忆技术表征应力集中、残余应力及缺陷的探讨

  董丽虹, 徐滨士, 董世运, 宋丽, 陈群志, 石常亮

  2009, 0(8): 19-23.

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  董丽虹, 徐滨士, 董世运, 宋丽, 陈群志, 石常亮. 金属磁记忆技术表征应力集中、残余应力及缺陷的探讨[J]. 材料工程, 2009, 0(8): 19-23.
  DONG Li-hong, XU Bin-shi, DONG Shi-yun, SONG Li, CHEN Qun-zhi, SHI Chang-liang. Discussion on Characterizing Stress Concentration,Residual Stress and Defect by Metal Magnetic Memory Testing[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(8): 19-23.

  对应力集中、残余应力及缺陷三者之间的关系进行讨论,举例分析磁记忆信号对不同应力集中程度、疲劳裂纹及残余应力的反映.结果表明:金属磁记忆技术适宜表征铁磁材料存在磁导率急剧变化的位置;磁记忆信号能否表征残余应力还需要进一步的深入研究.
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  表面工程

  铬含量对铁基涂层抗高温氧化性能的影响

  贺定勇, 王晓芳, 崔丽, 蒋建敏, 李晓延

  2009, 0(8): 24-27.

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  贺定勇, 王晓芳, 崔丽, 蒋建敏, 李晓延. 铬含量对铁基涂层抗高温氧化性能的影响[J]. 材料工程, 2009, 0(8): 24-27.
  HE Ding-yong, WANG Xiao-fang, CUI Li, JIANG Jian-min, LI Xiao-yan. Investigation of Chromium Content on Elevated Oxidation Resistance of Iron-based Coating[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(8): 24-27.

  采用电弧喷涂技术制备四种铁基抗高温氧化涂层.将涂层加热到800℃进行240h高温氧化实验.采用扫描电镜、X射线衍射仪对涂层氧化产物的形貌、成分和相组成进行分析.结果表明:铬含量对铁基合金涂层的抗高温氧化性能有显著的影响,当铬含量大于40%(质量分数,下同)时,涂层表面生成了连续的Cr₂O₃保护膜,涂层具有良好的抗高温氧化性能.铬含量(<30%)较低的涂层,涂层表面只能生成少量尖晶石结构的氧化物FeCr₂O₄,对基体有一定的保护,但其氧化产物大部分是Fe₂O₃,组织结构疏松,容易脱落,保护性能较差.
测试与表征
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  测试与表征

  P110钢抗冲刷腐蚀行为研究

  朱世东, 白真权, 尹成先, 林冠发, 尹志福

  2009, 0(8): 28-32.

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  朱世东, 白真权, 尹成先, 林冠发, 尹志福. P110钢抗冲刷腐蚀行为研究[J]. 材料工程, 2009, 0(8): 28-32.
  ZHU Shi-dong, BAI Zhen-quan, YIN Cheng-xian, LIN Guan-fa, YIN Zhi-fu. Behavior Investigate of Counter Erosion-corrosion of P110 Steel[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(8): 28-32.

  采用高温高压釜,利用扫描电子显微镜(SEM)、能散X射线谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)技术,并辅以失重法对油套管钢P110在不同条件下的CO₂腐蚀速率和行为进行了研究,探讨了在流动介质中多种因素对油套管钢腐蚀造成的影响,并以此提出了P110钢抗冲刷腐蚀的机理.
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  测试与表征

  金属磁记忆检测技术定量评估构件疲劳损伤研究

  刘昌奎, 陶春虎, 陈星, 张兵, 董世运

  2009, 0(8): 33-37.

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  刘昌奎, 陶春虎, 陈星, 张兵, 董世运. 金属磁记忆检测技术定量评估构件疲劳损伤研究[J]. 材料工程, 2009, 0(8): 33-37.
  LIU Chang-kui, TAO Chun-hu, CHEN Xing, ZHANG Bin, DONG Shi-yun. Research on Quantitative Assessment of Fatigue Damage by Metal Magnetic Memory Methods[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(8): 33-37.

  对18CrNi4A钢缺口试件在三级应力水平下进行疲劳试验和磁记忆信号检测,研究金属磁记忆信号在疲劳过程中的变化规律和磁记忆检测技术对构件疲劳损伤的定量估评.结果表明:在稳定循环阶段,磁信号随疲劳循环周次增加无显著改变,疲劳裂纹萌生后,磁信号逐渐增加,并在断裂后发生激变;磁信号特征参量K_max,H_p(y)_max,H_p(y)_min和H_p(y)_sub值与应力水平和疲劳损伤程度存在强烈的相关性,特征参量绝对值随应力水平或疲劳损伤程度的增加而逐渐增加;磁信号特征参量K_max平均值法可较准确地定量评估构件疲劳损伤,该方法判据为:当m(m=K_max/K_max^AV)>1,试件存在严重的疲劳损伤.
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  测试与表征

  纳米结构强化的新型Sn-Ag基无铅复合钎料

  刘彬, 邰枫, 郭福, 夏志东, 史耀武

  2009, 0(8): 38-42,48.

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  刘彬, 邰枫, 郭福, 夏志东, 史耀武. 纳米结构强化的新型Sn-Ag基无铅复合钎料[J]. 材料工程, 2009, 0(8): 38-42,48.
  LIU Bin, TAI Feng, GUO Fu, XIA Zhi-dong, SHI Yao-wu. Research of New Sn-Ag Based Lead-free Composite Solders Containing Nano-structured Reinforcements[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(8): 38-42,48.

  通过外加法向Sn-3.5Ag钎料中加入质量分数为1%,2%和3%的纳米级多面齐聚倍半硅氧烷(polyhedral oligomeric silsesquioxanes,POSS)颗粒制备无铅复合钎料.系统研究POSS颗粒的显微组织,钎料的熔化特性、润湿性能和力学性能.结果表明:POSS颗粒的加入并没有改变Sn-Ag基复合钎料熔化温度.复合钎料的铺展面积均有所增加,润湿角有所下降,表现了良好的润湿性.POSS颗粒的加入显著提高钎料钎焊接头的剪切强度.
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  测试与表征

  共注射RTM成型一体化复合材料的热传导分析

  尹昌平, 肖加余, 曾竟成, 江大志, 刘钧, 代晓青

  2009, 0(8): 43-48.

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  尹昌平, 肖加余, 曾竟成, 江大志, 刘钧, 代晓青. 共注射RTM成型一体化复合材料的热传导分析[J]. 材料工程, 2009, 0(8): 43-48.
  YIN Chang-ping, XIAO Jia-yu, ZENG Jing-cheng, JIANG Da-zhi, LIU Jun, DAI Xiao-qing. Heat Transfer Analysis of Integral Composites Fabricated by Co-injection RTM[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(8): 43-48.

  依据已制备的碳环氧/泡沫/碳酚醛一体化复合材料结构,通过合理简化,建立了一体化复合材料结构热传导有限元模型.计算了指定热载荷条件下一体化复合材料结构内部温度分布,讨论了防热层厚度、隔热层厚度、隔热层热导率对一体化复合材料温度分布的影响.选用气凝胶复合材料为夹芯材料,计算得到了满足指定热载荷条件的隔热层的最小厚度,为以气凝胶复合材料为夹芯材料一体化复合材料热设计提供了依据.
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  测试与表征

  两步法由高炉瓦斯泥制备纳米级零价铁

  许莹, 王伟, 王娟

  2009, 0(8): 49-52.

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  许莹, 王伟, 王娟. 两步法由高炉瓦斯泥制备纳米级零价铁[J]. 材料工程, 2009, 0(8): 49-52.
  XU Ying, WANG Wei, WANG Juan. Preparation of Nanometer Fe from Blast Furnace Wet Dust by Two-step Method[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(8): 49-52.

  以高炉瓦斯泥为原料,经两步法制备出纳米铁颗粒.研究物质微观结构的变化规律及微观结构与性能表征之间的关系.用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微境(SEM)、光电子能谱(XPS)和振动样品磁强计(VSM)对制得的产物进行结构及性能表征.结果表明:产物为纳米级α-Fe颗粒,平均粒径为74nm,外层有Ni的氧化物包覆,其饱和磁化强度Ms=60.85A·m²·kg^-1,剩余磁化强度Mr=12.226A·m²·kg^-1,矫顽力Hc=21.41kA·m^-1.
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  测试与表征

  碳纳米材料空气动力学性能的实验研究

  宋仔标, 刘代志, 王红霞

  2009, 0(8): 53-56,62.

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  宋仔标, 刘代志, 王红霞. 碳纳米材料空气动力学性能的实验研究[J]. 材料工程, 2009, 0(8): 53-56,62.
  SONG Zi-biao, LIU Dai-zhi, WANG Hong-xia. Experimental Studies on Aerodynamics Properties of Carbon Nanomaterials[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(8): 53-56,62.

  测试八种碳纳米材料喷洒在烟幕箱内形成烟幕的质量浓度及对1.06μm激光的透过率,根据不同时间的采样浓度计算得到烟幕的沉降速度.结果表明:碳纳米材料烟幕具有良好的悬浮性能;直径在40nm以上,长度不大于15μm的纳米碳纤维材料形成的烟幕具有足够的质量浓度和良好的漂浮特性,比较适合作为电磁波干扰材料;纳米SiO₂可有效改善发烟剂的流动性和分散性、延长烟幕的留空时间,并能显著地降低烟幕粒子的沉降速度.
工艺
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  工艺

  厚板控冷过程中温度变化模拟及冷后组织与性能分析

  魏世同, 陆善平, 李殿中, 李依依

  2009, 0(8): 57-62.

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  魏世同, 陆善平, 李殿中, 李依依. 厚板控冷过程中温度变化模拟及冷后组织与性能分析[J]. 材料工程, 2009, 0(8): 57-62.
  WEI Shi-tong, LU Shan-ping, LI Dian-zhong, LI Yi-yi. Temperature Variation Simulation of Controlled Cooling Heavy Plate and Analysis of Its Microstructures and Mechanical Properties After Cooling[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(8): 57-62.

  建立了一个预测轧后控制冷却过程中钢板内部温度变化的数学模型,并将此模型应用于特定的厚板轧后控制冷却生产线,该控冷生产线采用管层流冷却方式.本模型考虑了辐射、自然对流、强制对流及稳态膜沸腾对冷却过程中钢板内部温度变化的影响,通过比较实测温度和计算温度确定了模型的准确性.对控冷后钢板厚度方向不同位置的组织和性能进行了详细分析.
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  工艺

  块体多孔金属镍的逐层扫描喷射电沉积制备

  宫凯, 黄因慧, 田宗军, 刘志东, 王桂峰

  2009, 0(8): 63-67.

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  宫凯, 黄因慧, 田宗军, 刘志东, 王桂峰. 块体多孔金属镍的逐层扫描喷射电沉积制备[J]. 材料工程, 2009, 0(8): 63-67.
  GONG Kai, HUANG Yin-hui, TIAN Zong-jun, LIU Zhi-dong, Wang Gui-feng. Research on Technological Process of Bulk Porous Nickel Prepared by Scanning Jet Electrodeposits[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(8): 63-67.

  介绍了基于喷射电沉积的逐层扫描法制备块状多孔金属镍的原理,利用该工艺在自行研制的试验装置上制备块状多孔金属镍.利用电子扫描显微镜(SEM)对多孔金属镍块状试样的表面形貌、微观组织结构及孔隙率进行检测,对表面显微硬度和压缩性能进行测试.结果表明:多孔金属镍样品的多孔层由向上生长的枝状晶围成三维连通孔隙,通孔分布均匀致密.经SEM分析铸层表面,可见枝状晶分支由菜花状的晶胞叠加生长形成.使用加工电流密度为900A/dm²时,制备的块状样品孔隙率为61.5%.表面的显微硬度HV为330.5.压缩性能的检测结果表明,多孔金属的抗压屈服极限为11.85MPa.应力曲线存在一个很宽的塑性平台,具有典型的塑性多孔材料特征.
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  工艺

  纯净化DZ125合金返回料研究

  张华霞, 吴昌新, 桂忠楼

  2009, 0(8): 68-70,75.

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  张华霞, 吴昌新, 桂忠楼. 纯净化DZ125合金返回料研究[J]. 材料工程, 2009, 0(8): 68-70,75.
  ZHANG Hua-xia, WU Chang-xin, GUI Zhong-lou. Study on Purified DZ125 Superalloy Revert[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(8): 68-70,75.

  在工业化生产型真空感应炉中,对定向高温合金DZ125返回料净化技术进行研究,用电子束纽扣法测定夹杂数量,并对净化后的100%返回料锭和常规工艺生产的100%新料锭在纯净度、化学成分、力学性能和铸造性能方面进行对比.结果表明:净化技术显著降低返回料中的氧化夹杂含量,净化后的100%返回料锭和100%新料锭相比,氧化夹杂数量稍有降低,持久性能略有提高,化学成分、室温拉伸性能和铸造性能均相当.
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  工艺

  对高Al镁合金挤压变形影响因素的研究

  李静媛, 陈雨来, 陈长江, 曹亮

  2009, 0(8): 71-75.

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  李静媛, 陈雨来, 陈长江, 曹亮. 对高Al镁合金挤压变形影响因素的研究[J]. 材料工程, 2009, 0(8): 71-75.
  LI Jing-yuan, CHEN Yu-lai, CHEN Chang-jiang, CAO Liang. Effect Factors of Extrusion Deforming of High Al Content Magnesium Alloy[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(8): 71-75.

  以AZ91-D镁合金成分范围为基础设计四种不同Al,Zn,Mn元素含量的高强度镁合金,在650t挤压机上进行不同挤压模具、预处理条件下的热挤压成形.结果表明:合金元素Al,Zn对挤压成形性有较大影响,但未见Mn有明显作用.均质化预处理可以在一定程度上提高材料的塑性.流线型模具较平模、锥模可显著地改善材料的流动性.挤压后合金的强度和塑性同时得到大幅度提高,挤压后晶粒被细化至平均20μm,棒材抗拉强度可达到340MPa,延伸率超过12%.
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  工艺

  C/C刹车盘用短纤维预制体组成及工艺研究

  姜海, 李东生, 吴凤秋, 邓海金

  2009, 0(8): 76-79.

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  姜海, 李东生, 吴凤秋, 邓海金. C/C刹车盘用短纤维预制体组成及工艺研究[J]. 材料工程, 2009, 0(8): 76-79.
  JIANG Hai, LI Dong-sheng, WU Feng-qiu, DENG Hai-jin. Study on Composition and Processing of C/C Composite Brake Disc with Random Fiber Preform[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(8): 76-79.

  通过对短纤维预浸料模压工艺过程中的加压温度及压制压力工艺参数研究,探讨短纤维预制体的制造工艺.结果表明:在加压温度为130℃及10MPa的压制压力下,制备的MD-90飞机刹车盘用预制体为最佳.采用正压CVD工艺将不同组成的预制体,增密至1.65g/cm³进行力学性能测试,结果表明:组成为无捻T700-12K炭纤维、酚醛树脂含量为35%(质量分数)、长度为40mm的预制体,力学性能最佳.
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  工艺

  高温热处理对聚酰亚胺前驱体凝胶膜性能的影响

  俞娟, 蒋远媛, 王晓东, 黄培

  2009, 0(8): 80-83.

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  俞娟, 蒋远媛, 王晓东, 黄培. 高温热处理对聚酰亚胺前驱体凝胶膜性能的影响[J]. 材料工程, 2009, 0(8): 80-83.
  YU Juan, JIANG Yuan-yuan, WANG Xiao-dong, HUANG Pei. Effect of High Temperature Treatment on Properties of Sol Film for Polyimide Precursor[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(8): 80-83.

  考察不同温度处理的聚酰亚胺前驱体凝胶膜的热稳定性和力学性能,以及不同升温速率对薄膜亚胺化程度的影响.结果表明:随着升温速率的增大,薄膜的亚胺化程度略有下降,但随着处理温度的升高,其热稳定性能和力学性能都有明显的提高,拉伸强度、弹性模量增大到107MPa和2770MPa.
综述
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  综述

  高温钛合金中杂质元素Fe的扩散行为及其对蠕变抗力的损害作用

  蔡建明, 马济民, 黄旭, 曹春晓

  2009, 0(8): 84-88.

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  蔡建明, 马济民, 黄旭, 曹春晓. 高温钛合金中杂质元素Fe的扩散行为及其对蠕变抗力的损害作用[J]. 材料工程, 2009, 0(8): 84-88.
  CAI Jian-ming, MA Ji-min, HUANG Xu, CAO Chun-xiao. Diffusion Behavior of Impurity Iron in High Temperature Titanium Alloys and Its Detrimental Effect on Creep Resistance[J]. Journal of Materials Engineering, 2009, 0(8): 84-88.

  高温钛合金是先进航空发动机压气机应用的理想材料,代替钢或镍基高温合金,可以显著提高发动机的推重比和服役性能.随着钛合金使用温度的提高,高温蠕变抗力越来越成为影响其使用温度和使用寿命最关键的力学性能.在400~600℃的温度范围内,钛合金的蠕变变形一般受位错攀移机制所控制,蠕变激活能近似等于有效扩散激活能,因此,扩散是影响钛合金高温蠕变抗力的最主要因素.杂质元素Fe在钛合金中具有反常大的扩散能力,是Ti自扩散系数的10³~10⁵倍,在Ti中的扩散可能受离解扩散机制所控制.钛合金中的微量Fe同时会显著促进Ti的自扩散,提高位错攀移速率,从而降低蠕变抗力.为了改善高温钛合金的蠕变性能,需要严格控制原材料如海绵钛和中间合金中杂质Fe的含量.