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ISSN 1005-3093
CN 21-1328/TG
创刊于 1987 年 (月刊)
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  2014年, 第28卷, 第9期 刊出日期:2014-09-20 上一期    下一期
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铌钛双稳定430不锈钢高温氧化行为研究
黄训增,杨弋涛
材料研究学报. 2014, 28 (9): 641-648.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.126
摘要   HTML   PDF (7822KB)

以铌钛双稳定430铁素体不锈钢(NTS430FSS)与SUS 430铁素体不锈钢(SUS430FSS)为实验材料, 研究了稳定化元素铌钛对其高温抗氧化性的影响。通过恒温氧化实验得到两种材料的氧化动力学行为曲线, 结合扫描电镜、能谱分析以及X射线衍射等分析方法探究高温氧化的微观机理。结果表明, 稳定化元素钛可以显著降低单位面积氧化增重, 使得氧化激活能由72.6 kJ/mol提高至121.6 kJ/mol。钛的氧化物镶嵌在氧化膜与基体之间, 提高了氧化膜与基体的附着力, 改善了材料的高温抗氧化性能。

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微量Sr和Mn对Mg-8Li-3Al变形合金力学性能的影响*
许天才,彭晓东,张宝,魏国兵,陈元芳,姜军伟
材料研究学报. 2014, 28 (9): 649-655.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.165
摘要   HTML   PDF (8154KB)

用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和电子万能试验机对比研究了微量添加Sr和Mn对Mg-8Li-3Al合金组织和力学性能的影响, 结果表明: 基础合金Mg-8Li-3Al主要由α-Mg, β-Li和Al12Mg17金属间化合物组成, Sr和Mn的加入使合金中形成了Al4Sr和Al2Mn3等金属间化合物。合金元素Sr和Mn对合金组织均有细化效果, Sr的细化效果优于Mn。添加Sr和Mn后合金的强度均有所提高, 其中挤压态Mg-8Li-3Al-0.5Sr-0.5Mn合金的σb = 242.15 MPa, σ0.2 = 206.96 MPa, δ = 22.43%, 比Mg-8Li-3Al镁合金的力学性能分别提高了14.98%, 28.11%和8.31%。

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HRS和LMC工艺对第三代镍基单晶高温合金DD33中显微孔洞的影响*
李相伟,王莉,刘心刚,王苏程,楼琅洪
材料研究学报. 2014, 28 (9): 656-662.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.172
摘要   HTML   PDF (3757KB)

采用高分辨透射X射线三维成像技术研究了传统高速凝固法(HRS)和液态金属冷却法(LMC)两种工艺制备的镍基单晶高温合金DD33中显微孔洞的三维尺寸信息, 结果表明: 与HRS相比, LMC工艺降低一次枝晶间距, 增加共晶体积分数, 使最后凝固阶段枝晶间的空隙尺寸变大, 压降降低, 最终降低了铸态孔的尺寸及体积分数。固溶处理后用两种工艺制备的合金中显微孔洞的体积分数都有所增加, 但是用LMC工艺制备的合金中较细的枝晶和较低的偏析程度, 使合金中固溶孔的体积分数显著低于用HRS工艺制备的合金。

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第二取向对镍基单晶高温合金DD33热疲劳性能的影响*
王莉,周忠娇,姜卫国,王迪,申健,楼琅洪
材料研究学报. 2014, 28 (9): 663-667.   DOI: 10.11901/1005.3093.2013.138
摘要   HTML   PDF (2149KB)

选用不同第二取向的第三代镍基单晶高温合金DD33板式试样进行热疲劳实验, 研究了第二取向对单晶高温合金热疲劳性能的影响和不同第二取向样品的热疲劳裂纹扩展动力学。结果表明: 第二取向严重影响合金的热疲劳性能。两种第二取向样品, 其热疲劳裂纹萌生位置和扩展方向明显不同。在第二取向[100]的样品中, 热疲劳裂纹在与定向凝固方向呈45°的孔壁处萌生并沿与定向凝固方向呈45°方向扩展; 而在第二取向为[110]的样品中, 热疲劳裂纹优先在与定向凝固方向垂直的孔壁处萌生并沿定向凝固方向扩展且裂纹萌生及扩展速度都明显快于第二取向[100]的样品。

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二次插层蒙脱土的制备及其对环氧涂层耐蚀性的影响*
刘明明,尹桂来,刘福春,唐囡,韩恩厚,万军彪,邓静伟
材料研究学报. 2014, 28 (9): 668-674.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.163
摘要   HTML   PDF (1574KB)

使用两步插层方法制备了插层蒙脱土, 用红外光谱(IR)和X射线衍射(XRD)图谱对插层效果进行了表征。结果表明, 十八烷基胺以及8-羟基喹啉已进入蒙脱土层间, 蒙脱土层间距分别由1.17 nm增加到1.57 nm和1.82 nm。EIS结果显示插层蒙脱土显著提高了环氧涂层的耐蚀性。

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30Cr2Ni4MoV钢铸态加热过程中奥氏体晶粒的长大行为*
党淑娥,宿展宁,刘志龙,何艳,赵禛,刘燕
材料研究学报. 2014, 28 (9): 675-681.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.024
摘要   HTML   PDF (0KB)

采用KBF1400箱式电阻炉模拟大锻件的实际加热速度, 研究了30Cr2Ni4MoV钢铸态组织在重新加热过程中奥氏体晶粒的长大行为。结果表明: 保温时间一定, 奥氏体的平均晶粒尺寸随着温度的升高呈指数增大; 加热温度一定, 奥氏体的平均晶粒尺寸随着保温时间的延长呈近似抛物线变化; 当温度升高到1100℃时晶粒急剧长大; 得到了描述30Cr2Ni4MoV铸态组织在加热过程中奥氏体的平均晶粒尺寸与保温时间关系的Beck方程, 并建立了在等温条件及非等温条件下的晶粒长大模型。

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变形温度对应变强化深冷容器用S30408不锈钢组织结构演化的影响*
张颖,高晓哲,张滨,宋竹满,郑津洋,张广平
材料研究学报. 2014, 28 (9): 682-688.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.204
摘要   HTML   PDF (3177KB)

对经9%预变形、在不同低温条件下拉伸变形后的深冷容器用应变强化S30408奥氏体不锈钢进行一系列的微观组织结构表征, 研究了变形温度对其组织结构演变的影响。结果表明: 9%预变形后在1.0×10-3/s应变速率下在-60℃和-196℃的拉伸变形促进了S30408不锈钢发生从γ奥氏体向α'-马氏体的转变, 拉伸温度越低转变量越多、板条越细; 同时, 随着拉伸温度的降低S30408不锈钢的显微硬度值升高。低温拉伸形变诱发S30408奥氏体不锈钢马氏体相变, 其α'-马氏体与基体γ奥氏体的位向关系为{111}γ∥{011}α', <101>γ∥<111>α', 符合K-S关系。

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低碳钢焊缝中心凝固相组织的元胞自动机法模拟*
张敏,徐蔼彦,汪强,李露露
材料研究学报. 2014, 28 (9): 689-696.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.216
摘要   HTML   PDF (4698KB)

基于元胞自动机法扩展了现有的焊接熔池凝固过程形核、生长及溶质扩散模拟模型, 模拟了Fe-0.05%C二元合金焊接过程中枝晶的生长形态和结晶过程中溶质的分布及扩散过程。同时, 以Fe-C二元相图为基点, 根据溶质浓度不同相组织不同原理模拟计算了焊接熔池凝固后相组织的分布, 建立了α+P和P+Fe3C两种组织比例值与溶质浓度、冷却速度和形核基底数等参数的数学模型。结果表明: 模拟得到的低碳钢焊缝组织分布与试验结果相符; 基于溶质浓度变化的相组织控制模型能预测实际低碳钢的焊后焊缝组织。溶质浓度、冷却速度和形核基底数对α+P和P+Fe3C两种组织比例的影响都较为明显, 影响效果相对独立; 回归分析得到的组织控制方程高度显著, 为焊缝的组织控制提供了一定的数据支持。

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不锈钢表面沉积DLC膜的结构和性能*
孙丽丽,张栋,陈仁德,柯培玲,许辉,汪爱英
材料研究学报. 2014, 28 (9): 697-702.   DOI: 10.11901/1005.3093.2013.958
摘要   HTML   PDF (5304KB)

应用线性离子束复合磁控溅射技术在不锈钢和硅片基体上制备DLC膜, 研究了基体偏压和过渡层的厚度和结构对DLC薄膜结构和性能的影响。结果表明, 在过渡层相同偏压为-200 V的条件下, 薄膜中的sp3键含量更低, 但是薄膜结构致密性的提高使其硬度和膜基结合力反而提高; 在偏压为-200 V的条件下, 随着过渡层厚度及层数的增加DLC薄膜中sp3含量均降低, 同时过渡层和多层薄膜的硬度减小; 在偏压为-100 V条件下, 过渡层厚度和层数对DLC薄膜sp3的含量没有明显的影响。当过渡层厚度为1.7 μm、结构为Cr/CrC时, 在11Cr17不锈钢基体上可制备出厚度为4.92 μm、硬度为29.4 GPa、摩擦系数小于0.1、结合力高于70 N综合性能最佳的DLC薄膜。

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镁合金表面电化学沉积氢氧化镁薄膜及其耐蚀性能*
吴凤霞,李维学,梁军
材料研究学报. 2014, 28 (9): 703-709.   DOI: 10.11901/1005.3093.2013.131
摘要   HTML   PDF (3149KB)

在室温条件下将AZ91D镁合金置于Mg(NO3)2 溶液中, 分别采用阴极恒电位和恒电位脉冲两种模式电化学沉积制备Mg(OH)2薄膜。用扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射(XRD)对薄膜进行微观形貌观察和物相结构分析, 用动电位极化方法研究了Mg(OH)2薄膜在3.5% NaCl溶液中的耐腐蚀性能。结果表明, 在两种条件下制备的Mg(OH)2薄膜表面均匀致密、没有明显的缺陷; 与用阴极恒电位沉积的Mg(OH)2薄膜相比, 用恒电位脉冲沉积的Mg(OH)2薄膜更均匀致密, 耐腐蚀性能更高。

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以硅酸钠为前驱物用间隔自组装法制备等级介孔二氧化硅*
吴南,王伟,潘浩,茹红强
材料研究学报. 2014, 28 (9): 710-714.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.149
摘要   HTML   PDF (3363KB)

以硅酸钠为前驱物, 以三嵌段共聚物(P123)为模板剂, 用间隔自组装法(即PCSA法)制备了具有等级孔结构的介孔二氧化硅。结果表明: 间隔条件等级孔结构的形成起到了关键作用, 在加入量合适和间隔时间条件下间隔法允许在不使用添加剂、复合模板剂及特殊的制备条件下使用较廉价的硅酸钠制备有序的等级介孔二氧化硅。等级介孔二氧化硅的第一级介孔孔径约9 nm, 第二级大孔径分布较宽, 介于20-200 nm。而在特定的间隔条件下(SS6-4h-4.5与SS3-4h-7.5), 可制备出第一级有序的等级介孔二氧化硅。

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新型环氧树脂芳胺固化剂的合成及其固化性能*
熊需海,刘思扬,陈平,卢放,任荣
材料研究学报. 2014, 28 (9): 715-720.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.031
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以酚酞型双马来酰亚胺(PBMI)和芳香二胺(DDE)为原料, 经迈克尔加成反应制备出新型环氧树脂芳胺固化剂(PBMI-DDE), 红外光谱和核磁共振等分析方法证实了新型固化剂的分子结构。用动态差示扫描量热法(DSC)确定了该固化剂和环氧树脂的固化工艺并对固化动力学进行了研究。采用Kissinger方程、FWO方程计算出固化反应活化能分别为 46.7 kJ/mol, 49.1 kJ/mol, 并结合Crane方程计算出反应级数为0.88。动态热机械分析表明, 完全固化的树脂体系玻璃化转变温度为153℃; 热失重研究结果显示, 新型环氧树脂体系具有优异的热稳定性。

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