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ISSN 1005-3093
CN 21-1328/TG
创刊于 1987 年 (月刊)
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  2017年, 第31卷, 第11期 刊出日期:2017-11-30 上一期    下一期
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研究论文
基于修正C-J法和RVE模型的780 MPa级冷轧双相钢的应变硬化行为
王彦华, 黄兴民, 张雷, 郭远博, 楚珑晟, 戴光泽
材料研究学报. 2017, 31 (11): 801-808.   DOI: 10.11901/1005.3093.2016.733
摘要   HTML   PDF (4309KB)

针对经不同工艺热处理的780 MPa级冷轧双相钢板,采用修正的C-J(Crussard-Jaoul)法分析了应变硬化行为,并基于真实组织形貌的代表性体积单元(Representative volume element, RVE)模型模拟其形变行为。结果表明:不同状态的实验钢均表现出较高的初始应变硬化率。岛状和针状马氏体表现出两阶段应变硬化特征,依次对应铁素体塑性变形和铁素体/马氏体协同塑性变形;当马氏体为粗大块状呈现三阶段应变硬化特征,其中第三阶段主要发生马氏体塑性变形时应变硬化能力下降明显。模拟结果表明:当块状和针状马氏体的应变集中分布在铁素体和马氏体界面,岛状马氏体的应变集中分布在马氏体块的连接部位。

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退火对大变形异步-同步复合轧制超细晶TWIP钢组织与性能的影响
姚学峰, 付斌, 付立铭, 张道达, 尧登灿, 单爱党
材料研究学报. 2017, 31 (11): 809-817.   DOI: 10.11901/1005.3093.2016.718
摘要   HTML   PDF (8975KB)

研究了不同退火温度对大变形异步与同步复合冷轧制TWIP钢(Fe-0.5C-18.6Mn-1.5Al-0.5Si)的组织和性能的影响,结果表明:经96%大变形轧制后的材料组织明显细化,抗拉强度从593 MPa提升至2021 MPa;在500℃以下退火,大变形轧制超细晶TWIP钢未发生再结晶;在500~600℃发生部分再结晶;在600℃以上则发生完全再结晶。随着退火温度升高,材料强度降低,但塑性增加,大变形异步-同步轧制后经700℃退火获得了平均晶粒尺寸600 nm的超细晶TWIP钢,并表现出优秀的综合力学性能,其强度、塑性分别达到1114 MPa、59.4%。此外,制备的TWIP钢在500℃~600℃退火时,奥氏体基体中生成了大量细小弥散的硬质DO3结构的(Fe, Mn)3(Al, Si)型金属间化合物,显著提高了材料强度。

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装载8-羟基喹啉的纳米SiO2/环氧涂层的耐腐蚀机理研究
孙伟, 刘福春, 揭敢新, 柯伟, 韩恩厚, 王俊, 黄海军, 都郁
材料研究学报. 2017, 31 (11): 818-826.   DOI: 10.11901/1005.3093.2016.497
摘要   HTML   PDF (4282KB)

使用纳米SiO2作为载体、8-羟基喹啉作为客体制备纳米SiO2/8-羟基喹啉组合物,将其添加到环氧树脂中制备出装载8-羟基喹啉的纳米SiO2/环氧涂层。对其进行盐雾和电化学阻抗谱实验,研究了装载8-羟基喹啉的纳米SiO2/环氧涂层的耐腐蚀机理。结果表明,纳米SiO2/8-羟基喹啉组合物提高了环氧涂层的耐腐蚀性能,添加5%(质量分数)纳米SiO2/8-羟基喹啉组合物的环氧涂层的耐腐蚀性能较优。8-羟基喹啉从纳米SiO2孔道中释放并渗透到涂层与钢基材的界面形成含铁的铬合物膜,阻挡了腐蚀介质的渗入,使Q235钢基体的耐腐蚀性能提高。

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ЭП866耐热马氏体不锈钢的激光冲击温强化特性
张青来, 何袁圆, 张冰昕
材料研究学报. 2017, 31 (11): 827-832.   DOI: 10.11901/1005.3093.2016.561
摘要   HTML   PDF (5564KB)

使用钕玻璃脉冲激光器对航空发动机用耐热马氏体不锈钢进行ЭП866激光冲击温强化(WLSP)实验,使用X射线应力测定仪和透射电子显微镜分析了冲击表层的微观结构和性能。结果表明:与激光冲击强化(LSP)相比,WLSP有明显的温强化效应。动态应变时效(DSA)和动态析出(DP)结果表明:WLSP使不锈钢表层产生了更高幅值的残余压应力,析出了具有更高密度的位错结构和纳米级的析出相。

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T10钢的干滑动摩擦学行为与晶粒尺寸的关系
周路海, 韦习成, 王春燕, 鲁军, 王武荣
材料研究学报. 2017, 31 (11): 833-838.   DOI: 10.11901/1005.3093.2016.736
摘要   HTML   PDF (2791KB)

使用面面接触的盘-销试验机研究T10钢与涤纶配副的干滑动摩擦学性能,分析了钢的磨损行为与奥氏体晶粒尺寸的关系。结果表明,T10钢的奥氏体晶粒尺寸从1次淬火的32 μm减小到5次淬火的约5 μm,强度和韧性得到明显提高,而其应变硬化指数略有减小。晶粒细化基本上不影响T10钢与涤纶配副的干滑动摩擦系数,但是其耐磨性明显提高。具有较小应变硬化指数的细晶钢的磨损表面优良的摩擦诱发硬化特性,是其耐磨性提高的主要原因。T10钢的磨损机理,主要是犁削伴随的轻微接触疲劳磨损。

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粉煤灰掺量对磷酸钾镁水泥水化动力学的影响
赵思勰, 晏华, 汪宏涛, 李云涛, 戴丰乐
材料研究学报. 2017, 31 (11): 839-846.   DOI: 10.11901/1005.3093.2017.274
摘要   HTML   PDF (1226KB)

使用等温微量热仪测定了粉煤灰掺量分别为0、5%、10%、15%、20%和25%的磷酸钾镁水泥((Magnesium potassium phosphate cement, MKPC)在20℃的水化放热速率和放热量。根据Knudsen和Kondo水化动力学公式计算了MKPC水化最终放热量Q、各阶段的水化阻力N和反应速率常数K,研究了粉煤灰掺量对MKPC水化历程的影响机理。结果表明:对于不同粉煤灰掺量的MKPC最终放热量和动力学参数的计算,Knudsen和Kondo水化动力学公式都具有优异的适用性,拟合相关度很高。磷酸钾镁水泥的水化过程可分为6个阶段,水化反应始于第二阶段,水化进行至第四阶段时MKPC由结晶成核直接进入到扩散阶段。随着粉煤灰掺量从0提高到15%,MKPC体系中反应组分MgO和KH2PO4的含量减少,水化放热量降低,粉煤灰主要以物理填充作用参与MKPC水化,对磷酸镁水泥水化过程影响较小。当粉煤灰掺量为15%~25%、硼砂相对含量减少时,粉煤灰的火山灰效应显著,水化放热量增大, MKPC各水化阶段的NK值的变化较大。

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基于共凝聚PTFE/炭黑粒子复合材料的制备和性能
张识介, 李秋影, 车延超, 吴驰飞, 郭卫红
材料研究学报. 2017, 31 (11): 847-852.   DOI: 10.11901/1005.3093.2016.292
摘要   HTML   PDF (5091KB)

在不使用凝聚剂的情况下采用下压式机械搅拌方式使聚四氟乙烯(PTFE)乳液和炭黑(CB)共凝聚,得到颗粒大小均匀的PTFE/CB粒子,然后用冷压成型和高温烧结工艺制备PTFE/CB复合材料,研究了烧结温度和CB含量对PTFE/CB复合材料的力学性能、导电性能和结晶度的影响。结果表明,烧结温度为390oC时复合材料中形成了均匀分布的微纤结构,力学性能最好;CB的填充明显提高了PTFE的力学性能和导电性能,当CB含量(质量分数)为2%时复合材料的力学性能最佳,拉伸强度从19.1 MPa增加至27.3 MPa,断裂伸长率从420%增加到525%。CB含量提高到3 %的PTFE/CB复合材料结晶度最大,且CB在PTFE基体中形成了导电网络,电导率出现“逾渗”,PTFE/CB复合材料具有抗静电性能。

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均匀化态GH3625合金熔化和凝固过程中的相变
丁雨田, 豆正义, 高钰璧, 高鑫, 李海峰, 刘德学
材料研究学报. 2017, 31 (11): 853-859.   DOI: 10.11901/1005.3093.2016.624
摘要   HTML   PDF (3649KB)

使用差示扫描量热仪(DSC)、共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)、扫描电镜(SEM)、和能谱分析仪(EDS)等手段研究了均匀化态GH3625合金在熔化和凝固过程中的组织演变以及主要相的溶解和析出。结果表明:定制的二段式均匀化工艺基本上消除了GH3625合金中的低熔点laves相和微观元素偏析;均匀化态GH3625合金的初熔温度明显提高,熔化先发生在晶界、表面、缩孔及碳化物(NbC)区域;GH3625合金的凝固过程分为三个阶段,主要发生了L→γ、L→γ+MC和L→γ+laves的结晶反应;γ相的形核属于非均匀形核,使溶质原子易偏聚于晶界,从而在枝晶间不可避免的形成了元素偏析和相偏析,其中低熔点laves相的析出类型主要与冷却速率有关。

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激光熔覆TiC/FeAl原位复合涂层
赵龙志, 杨海超, 赵明娟, 谢玉江
材料研究学报. 2017, 31 (11): 860-866.   DOI: 10.11901/1005.3093.2017.148
摘要   HTML   PDF (5510KB)

用激光熔覆法制备了TiC/FeAl原位复合涂层,使用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察了熔覆层的微观结构,使用能谱分析仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析了涂层的化学成分和物相,研究了熔覆层的显微硬度和耐磨性。结果表明:沿着熔池深度的方向从熔池底部到熔池顶部,FeAl基体从粗大的树枝晶渐渐转变为细小的等轴晶。原位TiC越过熔池界面进入基板表层,大部分TiC颗粒存在FeAl晶粒内部,熔池顶部的TiC颗粒含量较多。沿着熔池深度的方向从涂层顶部到基板,涂层的硬度呈阶梯形分布,熔池顶部涂层的硬度最高,涂层的硬度和耐磨性分别比基板高6倍和52倍。涂层的磨损机理为典型的磨粒磨损。

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海泡石对补强三元乙丙橡胶热氧稳定性的影响
赵志刚, 汤庆国, 曾召刚, 杨爽, 孙剑锋, 梁金生
材料研究学报. 2017, 31 (11): 867-873.   DOI: 10.11901/1005.3093.2016.645
摘要   HTML   PDF (832KB)

以表面改性后的海泡石(OSP)作为三元乙丙橡胶(EPDM)的补强填料进行4因素3水平正交试验(L9(34)),研究了各因素对改性海泡石补强EPDM复合橡胶(OSP/EPDM)热氧稳定性能的影响。用热重-差热分析(TG-DTA)测定了OSP/EPDM氧化峰的峰值温度的变化,根据OSP/EPDM硫化胶的氧化反应和氧化反应动力学计算求得氧化反应表观活化能ΔE和反应速率常数KT,用Doyle氧化诱导期公式计算了氧化诱导期(OIT),并与橡胶在老化箱中的热老化实验结果比较。结果表明:求得的氧化诱导期t70与反应速率常数K70的结果十分吻合,与橡胶老化箱老化试验实测的老化系数变化的趋势相一致,证明根据t70能很好地评价OSP/EPDM的热氧稳定性。

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氧化石墨烯接枝聚乙烯醇/热塑性聚氨酯复合材料的制备和性能
周醒, 胡斌, 肖文强, 姜豪, 张莉君, 王正君, 蔺海兰, 卞军, 赵新为
材料研究学报. 2017, 31 (11): 874-880.   DOI: 10.11901/1005.3093.2016.636
摘要   HTML   PDF (1096KB)

以热塑性聚氨酯(TPU)为基体、以经聚乙烯醇(PVA)功能化接枝改性的氧化石墨烯(Graphene Oxide)为填料,用熔融共混法制备GO-g-PVA/TPU复合材料,使用FTIR,DSC, DMA和拉伸性能测试等手段表征了填料和复合材料的结构与性能。结果表明,加入GO-g-PVA提高了TPU的结晶温度,当GO-g-PVA含量(质量分数,下同)为4%时GO-g-PVA/TPU的结晶峰温度比纯TPU提高了28.8℃。当GO-g-PVA的含量超过1%后GO-g-PVA/TPU复合材料的定伸应力随着GO-g-PVA含量的增而增大,表明GO-g-PVA的加入改善了TPU的拉伸性能。GO-g-PVA的加入显著改善了复合材料的储能模量与损耗模量,提高了形状固定率(Rf)。GO-g-PVA含量为4%时Rf为87.5%,比纯TPU提高了20%;随着GO-g-PVA的加入50℃时GO-g-PVA/TPU复合材料的形状回复率(Rr)呈下降趋势,但是在较高温度下比较低温度有更高的Rr值。

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