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ISSN 1005-3093
CN 21-1328/TG
创刊于 1987 年 (月刊)
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  2025年, 第39卷, 第10期 刊出日期:2025-10-25 上一期   
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研究论文
GH4099粉末合金EBW接头的力学性能
冒桧萍, 杨姝, 杨嘉, 卢正冠, 徐磊
材料研究学报. 2025, 39 (10): 721-733.   DOI: 10.11901/1005.3093.2024.509
摘要   HTML   PDF (26723KB)

用等离子旋转电极雾化法制备洁净的GH4099预合金粉末并将其热等静压成粉末合金。这种粉末的粒度呈正态分布,球形度良好。用这种粉末制备的粉末合金其室温和高温拉伸性能达到同牌号锻件的水平。用电子束焊接连接粉末合金,用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和电子探针显微分析(EPMA)表征焊接态和热处理态接头的显微组织并测试接头的力学性能和残余应力分布。结果表明,热处理显著提高了焊接接头显微组织的均匀性、促进强化相的析出和元素的均匀分配,并降低了焊后残余应力集中。两种热处理制度都将接头的硬度和室温拉伸强度提高到接近母材水平,还显著提高了高温塑性。建立有限元模型预测了GH4099粉末合金电子束焊接头的残余应力演变,模拟结果与实测结果基本相同。

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Al-7.2Zn-3.8Mg合金热变形行为
李庆乾, 刘胜胆, 姜科达, 范世通, 赵寿荣
材料研究学报. 2025, 39 (10): 734-742.   DOI: 10.11901/1005.3093.2024.399
摘要   HTML   PDF (16184KB)

在变形温度为400~460 ℃、变形速率为0.01~0.1 s-1的条件(lnZ = 31.1~36.6)下进行Al-7.2Zn-3.8Mg合金的Gleeble热压缩实验,用电子背散射衍射分析其微观组织,研究其热变形、动态软化机制并构建了本构方程。结果表明,在给定的变形参数条件下这种合金的热变形激活能为217.702 kJ/mol,动态回复是其主要的动态软化机制;lnZ 34.3时出现动态再结晶,随着lnZ数值的增大再结晶分数降低;在此范围内动态再结晶的机制为连续动态再结晶和不连续动态再结晶,且随着lnZ的降低连续动态再结晶更为显著,在31.1 lnZ 32.1的条件下还发生了几何动态再结晶。

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热处理对双金属管道内衬管材Inconel 625耐晶间腐蚀性能的影响
苏锐, 单以银, 严伟, 刘庚, 任毅, 史显波
材料研究学报. 2025, 39 (10): 743-754.   DOI: 10.11901/1005.3093.2024.519
摘要   HTML   PDF (24130KB)

研究了热处理对双金属管道内衬管材Inconel 625耐晶间腐蚀性能的影响以及材料的微观组织和耐蚀性能与热处理参数的关系。结果表明,随着热处理温度的提高(从850 ℃到1000 ℃),Inconel 625的耐晶间腐蚀性能随之提高。Inconel 625合金在1000 ℃保温40 min后高速水冷通过合金敏化区间再经空冷的特殊热处理,其耐蚀性能最佳:这种试样的年腐蚀速率最低,表面只发生了轻微的晶间腐蚀。影响Inconel 625合金晶间腐蚀性能的关键因素是晶粒尺寸、低ΣCSL晶界比例和晶间敏化。合金的平均晶粒尺寸越大、晶界数密度越低,年腐蚀速率越低;高比例的低ΣCSL晶界能抑制腐蚀裂纹在基体中的扩展,从而使耐晶间腐蚀性能显著提高。晶界附近析出M23C6使晶界贫Cr从而降低晶界的抗腐蚀性能。

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菇娘果外皮衍生多孔碳的制备及其应用
王园园, 夏莹京, 董省身, 王雪芹, 柳艳修, 宋华, 刘社田
材料研究学报. 2025, 39 (10): 755-764.   DOI: 10.11901/1005.3093.2024.448
摘要   HTML   PDF (9808KB)

将菇娘果外皮(PLC)在400 ℃预碳化后用不同浓度的KOH溶液(活化剂)活化,制备出电极材料PLCPC-x (x为KOH与预碳化材料的质量比)。使用扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、比表面积分析仪、X射线衍射仪(XRD)、Raman光谱仪、能谱仪(EDS)以及X射线光电子能谱仪(XPS)等手段对其表征,研究了活化剂的添加量对PLCPC-x材料的形貌、孔道结构以及电化学性能的影响。结果表明,PLCPC-3具有发达的多孔级3D孔道结构,其比表面积高达2703.75 m2·g-1。在三电极体系中,电流密度为0.5 A·g-1时PLCPC-3的质量比电容为349.7 F·g-1 (6 mol·L-1 KOH),电流密度为20 A·g-1时电容保持率为78.9%。在两电极体系中构建的对称超级电容器(PLCPC-3//PLCPC-3)功率密度为250 W·kg-1时能量密度约为9.0 Wh·kg-1。经历12000次循环后,其比电容为初始值的96.7%。

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高温回火对低碳中锰钢微观组织和力学性能的影响
展之德, 刘琪琪, 董敬文, 祁震, 罗小兵, 柴锋, 师仲然
材料研究学报. 2025, 39 (10): 765-776.   DOI: 10.11901/1005.3093.2024.464
摘要   HTML   PDF (24295KB)

将低碳中锰钢Fe-4Mn-3.5Ni-2Cu-0.05C-0.018Nb-0.018Ti在860 ℃淬火1 h后水冷,再分别在600、640和670 ℃回火2 h,然后分别用JBN-300C摆锤冲击实验机和WE-300液压拉伸实验机进行冲击实验和拉伸实验。结果表明,在不同温度回火的实验钢,其微观组织均由回火马氏体/铁素体+逆转变奥氏体+新鲜马氏体构成。随着回火温度的提高实验钢的抗拉强度和加工硬化指数随之提高,屈服强度和低温冲击功降低。在600和640 ℃回火的实验钢,其抗拉强度的提高主要依赖相变诱导塑性效应生成的新鲜马氏体,其加工硬化性能随着回火温度的提高而改善。回火温度提高到670 ℃新鲜马氏体的含量显著提高,虽然加工硬化能力和抗拉强度进一步提高,但是实验钢变得硬而脆和颈缩提前,从而使其延伸率降低。低温冲击功降低的原因,一个是逆转变奥氏体机械稳定性降低和相变缓解应力集中的效果减弱,使裂纹形成功降低;另一个是孪晶和块状逆转变奥氏体数量的增多导致断裂模式转变为晶间断裂,裂纹易沿着孪晶界和原奥氏体晶界高速扩展而降低了裂纹扩展功。实验钢中Nb/TiC的析出,有助于晶粒细化。同时,回火温度的提高使富Cu相粗化,使实验钢的屈服强度显著降低。

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NH2-UiO-66/BiOBr异质结光催化剂的制备及其对氧氟沙星的降解性能
任学昌, 庞绪闯, 芦泽瑞, 陈泓锦, 俱鸿斌, 张官国, 李忠山
材料研究学报. 2025, 39 (10): 777-790.   DOI: 10.11901/1005.3093.2024.482
摘要   HTML   PDF (11494KB)

用溶剂热法制备NH2-UiO-66/BiOBr异质结光催化剂,使用XRD、SEM、TEM、FT-IR、XPS和UV-Vis等手段对其表征,研究了这种催化剂降解氧氟沙星(OFX)的性能。结果表明,这种催化剂中NH2-UiO-66与BiOBr之间的Z型异质结结构使其中的光生电子和空穴的分离和迁移效率大幅度提高。在模拟太阳光的照射下,NH2-UiO-66与BiOBr质量比为1∶1的催化剂NUB-1对OFX的降解率高达92.48%,显著优于单一组分催化剂的性能。这种催化剂对溶液pH值的适应范围较大、无机阴离子对其性能的影响较小。NUB-1的电荷分离和传输性能优异。这种催化剂中的主要活性物种空穴(h+)和超氧自由基(•O2-),对多种有机污染物的降解性能优异。5次循环使用后这种催化剂对OFX的降解率为82.11%,表明其可重复使用且性能的稳定性较高。

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热等静压SLM Ti-6Al-4V合金的缺口敏感性
臧涛, 杨朋飞, 赵元, 高英, 鄂世举, 刘洋, 齐山贺, 张烨, 张嘉振
材料研究学报. 2025, 39 (10): 791-800.   DOI: 10.11901/1005.3093.2024.463
摘要   HTML   PDF (29024KB)

研究了用激光选区熔化(SLM)制备的Ti-6Al-4V合金经热等静压(HIP)处理后在含缺口(应力集中系数Kt = 3)条件下的高周疲劳性能,并揭示了其对缺口的高敏感性机制。结果表明,虽然HIP处理的SLM Ti-6Al-4V合金静态拉伸强度和硬度都优于锻造态合金,但是在含缺口条件下其疲劳性能显著降低,疲劳极限从锻造态的250 MPa降低到150 MPa。SLM+HIP Ti-6Al-4V合金对缺口高度敏感的原因有:一是SLM+HIP合金的裂纹萌生区呈现准解理断裂的脆性形貌(显著不同于锻造态合金的典型韧性断裂形貌),使其发生脆性断裂的裂纹更易萌生;二是晶粒尺寸的影响,SLM+HIP合金的晶粒是特有的板条状,其晶粒尺寸(比锻造态合金的)较大。SLM+HIP合金在 X 方向和 Z 方向的平均晶粒尺寸分别为2.34和2.58 μm (显著高于锻造态合金的1.63 μm),较大的晶粒加剧了对缺口的敏感性,使其在疲劳过程中裂纹更易萌生和扩展。

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