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ISSN 1005-3093
CN 21-1328/TG
创刊于 1987 年 (月刊)
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  2015年, 第29卷, 第6期 刊出日期:2015-06-20 上一期    下一期
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锻造态316LN不锈钢在高温高压水中的短期氧化行为*
郭跃岭,韩恩厚,王俭秋
材料研究学报. 2015, 29 (6): 401-409.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.401
摘要   HTML   PDF (5563KB)

用电子背散射衍射技术(EBSD)研究了锻造以及锻后固溶处理处理对核级316LN奥氏体不锈钢 (316LNss) 的晶粒尺寸、残余应变和晶粒取向分布的影响, 并分析了原始态(即未锻造态)和锻造且固溶处理态316LNss在核电高温高压水中短期氧化 (190 h) 后表面氧化膜的形貌和成分。结果表明, 锻造和锻后的固溶处理能减小晶粒尺寸和降低残余应变, 同时消除了原始态316LNss内部的织构。在高温高压水中316LNss表面生成的氧化膜具有双层特征, 外层氧化膜由氢氧化物和富Fe尖晶石结构氧化物组成, 内层氧化膜主要由富Cr尖晶石结构氧化物组成; 与原始态316LNss相比, 锻造且固溶处理态316LNss的氧化膜较薄且Cr含量较高, 氧化速率较小。最后讨论了316LNss在高温高压水中的氧化机理。

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Nb/NbCr2合金表面硅化物涂层的高温抗氧化性能*
乔彦强,李懋源,郭喜平
材料研究学报. 2015, 29 (6): 410-416.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.548
摘要   HTML   PDF (5944KB)

用扩散渗法在Nb/NbCr2合金表面制备硅化物涂层, 研究了基体合金和涂层在1250℃的氧化行为。结果表明:在Nb/NbCr2合金表面渗Si所得硅化物涂层由(Nb, Cr)Si2和(Cr, Nb)Si2两相组成, 过渡层为(Nb, Cr)5Si3, 涂层的生长动力学服从抛物线规律。基体合金在1250℃氧化形成的氧化膜为Nb2O5和CrNbO4交替分布的疏松组织, 与基体有剥离现象。渗Si涂层在1250℃氧化形成的氧化膜较为致密完整, 与残留涂层结合良好, 为SiO2和CrNbO4混合氧化膜, 改善了合金的高温抗氧化性能。

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Ti种子层对Cu薄膜的微观织构和表面形貌的影响*
李玮,陈冷
材料研究学报. 2015, 29 (6): 417-421.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.654
摘要   HTML   PDF (2277KB)

用磁控溅射法制备无种子层的Cu薄膜和加入Ti作为种子层的Ti/Cu薄膜, 用电子背散射衍射技术(EBSD)研究了无种子层的Cu薄膜及有Ti种子层的Ti/Cu薄膜的微观织构, 并用原子力显微镜(AFM)观察了两种薄膜的表面形貌。结果表明, 加入Ti作为种子层增强了Cu薄膜的{111}纤维织构, 对薄膜生长有很好的外延作用。同时, 加入Ti种子层可降低退火处理后薄膜内退火孪晶的产生几率, 但是在退火过程中使孔洞出现。

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热处理工艺对中碳低合金钢力学性能的影响*
潘伟,李祖来,山泉,蒋业华,冯志扬,周荣
材料研究学报. 2015, 29 (6): 422-428.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.752
摘要   HTML   PDF (4797KB)

用水冷+盐浴等温淬火、空冷+盐浴等温淬火和直接盐浴等温淬火等方式对中碳低合金钢进行热处理, 借助彩色金相技术和XRD分析方法研究了热处理方式对合金钢组织、力学性能的影响, 并探索了性能与组织的关联性。结果表明, 对中碳低合金钢进行空冷+盐浴等温淬火和水冷+盐浴等温淬火热处理, 可得到不同下贝氏体含量的贝氏体/马氏体复相组织, 材料的性能比铸态有大幅度地提高, 冲击韧性提高92%-183%、硬度提高31%-55%。对材料进行空冷+盐浴等温淬火热处理, 随着空冷时间的增加复相组织中下贝氏体含量逐渐降低、马氏体含量逐渐升高, 而硬度和冲击韧性分别呈增加和降低趋势。中碳低合金钢的性能与各组织的含量密切相关, 当下贝氏体含量为30%-40%、马氏体含量50%-60%时, 贝氏体/马氏体复相组织强韧性匹配较好, 材料具有较高的综合性能。

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(Y0.08Sr0.92)1-xTi0.6Fe0.4O3-δ混合导体材料的电子-离子阻抗特性*
单科,郭兴敏
材料研究学报. 2015, 29 (6): 429-433.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.674
摘要   HTML   PDF (1752KB)

用溶胶-凝胶法制备了(Y0.08Sr0.92)1-xTi0.6Fe0.4O3-δ(x = 0.05, 0.07, 0.10)混合导体材料, 用X射线衍射(XRD)分析该材料的物相, 用交流阻抗法和电子阻塞电极法分别测定材料的总电导率与离子电导率, 研究了A位缺位对(Y0.08Sr0.92)1-xTi0.6Fe0.4O3-δ混合导体材料的结构、电性能及阻抗行为的影响。结果表明, 所有试样都具有单一立方相钙钛矿结构; 在测试温度范围内(Y0.08Sr0.92)1-xTi0.6Fe0.4O3-δ (x = 0.05, 0.07, 0.10)的总电导率随着温度的升高先增大后减小, 表现为小极化子导电机理; 随着A位缺位量的增加, 总电导率降低。(Y0.08Sr0.92)1-xTi0.6Fe0.4O3-δ(x = 0.05, 0.07, 0.10)在800℃的总电导率为0.011-0.26 Scm-1。(Y0.08Sr0.92)1-xTi0.6Fe0.4O3-δ的总电导率阻抗谱只显示了高频斜线部分, 说明材料主要以电子电导为主; 离子传导的弛豫时间逐渐随着A位缺位量的增加而增大, 说明A位缺位不利于离子在晶界中的传导。

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煅烧温度对N掺杂TiO2中空介孔微球光催化性能的影响*
王如意,敖卫,陈苗,刘嘉宁,张高文
材料研究学报. 2015, 29 (6): 434-438.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.409
摘要   HTML   PDF (1753KB)

以三乙胺为氮源, 采用层层自组装和高温煅烧方法制备球形形貌良好的N掺杂TiO2中空介孔微球(N-THS), 使用XPS、XRD、UV-Vis DRS等手段研究了煅烧温度对其结构和光催化性能的影响。结果表明, N进入TiO2晶格内取代了部分O元素并改变了晶格中Ti和O的化学状态; 在400-600℃煅烧所得TiO2呈现锐钛矿相结构, 将煅烧温度提高到700℃则出现向金红石相的转变, 且TiO2的晶粒尺寸随着煅烧温度的提高而增大。N-THS在可见光区具有明显的吸收性能, 吸收光谱带也发生了明显红移, 对MO溶液均具有较好的降解效率; 而随着煅烧温度的降低, 可见光区吸收相应增强, 降解效率提高, 在400℃锻烧的N-THS经光照射80 min后其降解率达到93.5%。

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冷变形对GH3535合金的组织和力学行为的影响*
范金辉,陈克信,梁建平,李志军,李肖科
材料研究学报. 2015, 29 (6): 439-444.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.617
摘要   HTML   PDF (4110KB)

对GH3535合金进行不同变形量的拉伸, 研究了冷变形对GH3535合金力学性能的影响, 用OM、TEM对冷变形后的组织结构进行观察并结合真应力-真应变曲线分析了GH3535合金加工硬化的变形机制。结果表明, GH3535合金具有显著的加工硬化特性, 冷变形使其强度和硬度提高, 但是塑性降低; 随着变形量的增大晶粒沿着变形方向伸长, 孪晶变多且更粗大。GH3535合金的加工硬化规律遵循Ludwigson模型, 随着冷变形量的增大GH3535合金的加工硬化指数降低, 变形机制由单滑移和孪生逐渐变成交滑移和孪生。当变形量小于30%时加工硬化主要是位错的长程应力场和孪晶引起的, 当变形量大于30%时主要是位错的短程应力场和形变孪晶引起的。

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粉末Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金热变形能力的对比研究*
卢正冠,吴杰,徐磊,卢斌,雷家峰,杨锐
材料研究学报. 2015, 29 (6): 445-452.   DOI: 10.11901/1005.3093.2015.150
摘要   HTML   PDF (2957KB)

采用预合金粉末热等静压工艺制备名义成分为Ti-22Al-24Nb-0.5Mo(原子百分数)的粉末Ti2AlNb合金, 对粉末合金、经热处理的粉末合金和同种成分的熔铸Ti2AlNb合金进行了压缩实验。结果表明, 粉末Ti2AlNb合金具有与熔铸变形合金相当的变形能力, 热处理对粉末Ti2AlNb合金的变形能力没有明显的影响, 粉末合金在低温和高应变速率下的变形抗力更低, 不易开裂。采用典型粉末成型工艺制备粉末Ti2AlNb热变形坯料, 在两相区进行了不同变形量的墩粗和拔长热变形。结果表明, 粉末Ti2AlNb坯料变形后没有宏观裂纹, 变形均匀。拉伸实验结果表明, 变形后经热处理的粉末Ti2AlNb合金表现出更好的拉伸性能。

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新型水杨醛亚胺钛配合物的合成及催化乙烯聚合*
程正载,张卫星,龚凯,丛野,陈红祥,李文兵
材料研究学报. 2015, 29 (6): 453-462.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.641
摘要   HTML   PDF (2359KB)

以价廉的水杨醛和TiCl4为主要原料, 合成了四种水杨醛亚胺配体(5-8)及含(双苯氧基亚胺)配体的钛配合物[O-C6H4-ortho-CH=N-2, 6-(i-Pr)2-C6H3]2TiCl2(13), [O-(5-NO2)-C6H3-ortho-CH=N-2, 6-(i-Pr)2-C6 H3]2 TiCl2(14), [O-(3, 5-di-Br)-C6H2-ortho-CH=N-2, 6-(i-Pr)2-C6H3]2TiCl2(15)和[O-(3, 5-di-C(CH3)3)-C6H2-ortho-CH= N-2, 6-(i-Pr)2-C6H3]2TiCl2 (16)。用MS、1H- NMR和元素分析等手段表征了配体5-8分子结构, 用1H-NMR和元素分析表征了配合物13-16的分子结构。经MAO (甲基铝氧烷) 活化后, 钛配合物 (13-16) 在甲苯溶剂中能有效催化乙烯聚合。在60℃, 2.0 MPa及助催化剂与主催化剂摩尔比n(MAO)/n(cat)=1500∶1条件下钛配合物(14-16)催化乙烯聚合活性为1022.73-1302.27 gPE/(mmolTihMPa)), 远高于无取代水杨醛亚胺钛配合物(13)。所得聚乙烯粘均分子量(粘度法)为19266-44754, GPC测定分子量分布Mw /Mn为1.88-2.12。具有最高活性的催化剂15催化乙烯聚合得到的聚合物样品, 经13C-NMR和DSC的表征, 结果表明为线型结晶聚乙烯。

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冷却时间对TMCP890钢焊接热影响区组织和性能影响*
宋曰海,张元杰,张尚洲
材料研究学报. 2015, 29 (6): 463-468.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.693
摘要   HTML   PDF (5398KB)

使用Gleeble-3800热模拟试验机研究了在800-500℃冷却时间(t8/5)对TMCP890钢焊接热影响区(HAZ)粗晶区组织转变规律和性能的影响, 结果表明: 冷却时间t8/5为6-20 s时粗晶区组织为板条马氏体, 硬度值为334-328HV10; t8/5为20-60 s时粗晶区组织为板条马氏体+板条贝氏体, 硬度值为328-305 HV10, Bs点在490-510℃; t8/5为150-2000 s时粗晶区组织为板条贝氏体+粒状贝氏体, Bs点在530-570℃, 硬度值保持在270 HV10。稻垣道夫经验公式适用于TMCP890钢实际焊接过程中t8/5的计算, 热输入E在10-20 kJ/cm、T0在50-150℃变化时粗晶区的硬度值为318-335HV10, 硬度值的波动幅度较小, 性能稳定。

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激光冲击处理超细晶粒高碳钢的微观组织和力学性能*
熊毅,李鹏燕,陈路飞,路妍,王俊北,任凤章
材料研究学报. 2015, 29 (6): 469-474.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.694
摘要   HTML   PDF (3474KB)

借助扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、微力材料拉伸试验机和显微硬度计等手段, 研究了超细晶粒高碳钢多道次激光冲击强化(LSP)处理后的微观组织演变和力学性能的变化规律。结果表明, 强激光诱导冲击波超高应变率变形使超细晶粒高碳钢微复相组织中等轴铁素体晶粒的直径和球化完全的渗碳体颗粒的粒径分别由400 nm和150 nm进一步细化至200 nm和100 nm左右, 使力学性能指标和显微硬度得到明显提高, 塑性指标也有一定程度的改善, 但是断口形貌由韧性断裂特征向准解理和韧性混合型断裂转变。

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脉冲频率对锆薄膜表面形貌和结构的影响
刘伟,张晓红,刘锦华,梁建华,龙兴贵
材料研究学报. 2015, 29 (6): 475-480.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.466
摘要   HTML   PDF (3108KB)

用脉冲激光气相沉积法在金属钼基底上制备锆薄膜, 并用SEM, AFM, XRD等手段分析薄膜表面形貌和晶体结构, 研究了脉冲激光频率对薄膜表面形貌和晶体结构的影响。结果表明: 随着激光脉冲频率的提高锆薄膜表面液滴数目增加, 液滴尺寸增大, 薄膜的沉积速率显著降低。薄膜表面的平均纳米颗粒尺寸, 随着频率的提高呈现先增大后减小的规律。从XRD数据发现, 较高的脉冲频率极大地促进了薄膜的结晶性生长; 但是, 频率变化对Zr薄膜晶体结构、晶面择优生长的影响并不明显, 薄膜呈现典型的hcp结构且不随频率的变化改变。

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