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ISSN 1005-3093
CN 21-1328/TG
创刊于 1987 年 (月刊)
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  2019年, 第33卷, 第8期 刊出日期:2019-08-25 上一期    下一期
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研究论文
深冷处理对低碳高合金马氏体轴承钢力学性能及组织的影响
李东辉, 李志敏, 肖茂果, 李绍宏, 赵昆渝, 杨卯生
材料研究学报. 2019, 33 (8): 561-571.   DOI: 10.11901/1005.3093.2019.095
摘要   HTML   PDF (24885KB)

利用洛氏硬度计、X射线衍射仪、扫描电子显微镜及透射电子显微镜等研究了低碳高合金马氏体轴承钢深冷处理后的硬度变化及组织演化。结果表明:深冷处理促使部分残留奥氏体转变为马氏体,导致深冷处理后实验钢的硬度较淬火态硬度有所升高。经深冷处理后实验钢在0~100 h回火过程中的硬度均比未深冷处理实验钢的硬度高。深冷处理促使钢中碳原子偏聚并在回火过程中以碳化物的形式析出,与未经深冷处理的实验钢相比,经深冷处理的实验钢回火后马氏体基体中的含碳量更低,表明实验钢经深冷处理后在回火过程中析出更多的碳化物。透射电镜分析表明,实验钢在回火过程中析出的大量弥散分布的纳米级M2C和M6C型碳化物是实验钢长时间回火后保持高硬度的主要原因。

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粉末冶金TiVNbTa难熔高熵合金的组织和力学性能
高楠, 龙雁, 彭海燕, 张伟华, 彭亮
材料研究学报. 2019, 33 (8): 572-578.   DOI: 10.11901/1005.3093.2018.742
摘要   HTML   PDF (11404KB)

将机械合金化(MA)与放电等离子烧结(SPS)相结合制备了难熔TiVNbTa高熵合金,研究了这种合金的机械合金化过程、相组成和显微组织,以及烧结温度和O、N含量对其力学性能的影响。结果表明:机械合金化后高熵合金粉末为BCC结构,放电等离子烧结成的块体高熵合金由BCC基体和FCC析出相组成,其析出相为TiN+TiC+TiO的复合物。烧结温度为1100℃的高熵合金具有良好的综合力学性能,压缩屈服强度达到1506.3 MPa,塑性应变为33.2%。随着烧结温度的提高,合金发生了从准脆性到塑性再到脆性断裂的转变。O和N含量的提高对高熵合金强度的影响较小,但是使其塑性显著降低。

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Zn含量对Al-Zn-Mg-Cu合金挤压棒材耐剥落腐蚀性能的影响
杨臻珅, 刘胜胆, 唐建国, 叶凌英
材料研究学报. 2019, 33 (8): 579-587.   DOI: 10.11901/1005.3093.2018.740
摘要   HTML   PDF (14602KB)

通过剥落腐蚀浸泡实验和极化曲线测试,研究了Zn含量对Al-Zn-Mg-Cu合金挤压棒材耐剥落腐蚀性能的影响,结合金相显微镜、扫描电镜、扫描透射电镜等微观组织表征方法对影响机理进行了分析和讨论。结果表明:Zn含量(质量分数)由7.93%增至9.85%时,棒材剥落腐蚀抗力下降,剥落腐蚀等级由EA变成EC,最大腐蚀深度由334 μm增至579 μm。Zn含量增加,合金中粗大第二相数量增加,时效后晶界η相尺寸和间距变小、Zn和Mg含量增加,是耐剥落腐蚀性能下降的主要原因。

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铸态和T6热处理Al-Si-Cu-Ni-Ce-Cr铸造耐热铝合金的组织和力学性能
赵天佑, 郭二军, 冯义成, 赵思聪, 付原科, 王丽萍
材料研究学报. 2019, 33 (8): 588-596.   DOI: 10.11901/1005.3093.2018.693
摘要   HTML   PDF (30248KB)

使用OM、SEM观察、XRD物相分析和拉伸性能测试等手段研究了铸态、固溶态和时效Al-Si-Cu-Ni-Ce-Cr铸造耐热铝合金的组织和力学性能。结果表明:对Al-Si-Cu-Ni-Ce-Cr合金进行490℃×2 h+520℃×2 h双步固溶处理,不仅使θ-Al2Cu相完全固溶进基体中,还使更多的γ-Al7Cu4Ni相和δ-Al3CuNi相充分固溶进基体中,实现了更好的固溶效果;经过490℃×2 h+520℃×2 h和185℃×6 h热处理后,Al-Si-Cu-Ni-Ce-Cr合金的室温抗拉强度为336.8 MPa、高温(300℃)抗拉强度为153.3 MPa,比铸态分别提高了74%和19.3%。

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纳米贝氏体/马氏体钢的热稳定性
冯凡凡,武会宾,于新攀
材料研究学报. 2019, 33 (8): 597-602.   DOI: 10.11901/1005.3093.2018.637
摘要   HTML   PDF (16795KB)

将低温贝氏体相变前淬火得到由马氏体、贝氏体铁素体和残余奥氏体组成的纳米贝氏体钢,使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)等手段观察在不同温度回火的纳米贝氏体钢的显微组织和硬度变化,研究了预相变马氏体对纳米贝氏体钢热稳定性的影响。结果表明:含有马氏体的纳米贝氏体钢在中低温(473~773 K)回火后其硬度比回火前的高,回火温度高于823 K其硬度迅速下降到266.2HV(923 K)。预形成的马氏体在473~573 K回火后向附近的残余奥氏体排碳,后者的碳含量提高到峰值1.52%,提高了残余奥氏体的热稳定性,延迟后者在高温时的分解,从而提高了纳米贝氏体钢的高温热稳定性;回火温度高于723 K则残余奥氏体分解成碳化物,贝氏体铁素体粗化、回复形成新的铁素体晶粒。

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在盐湖地区暴露48个月纯锌的腐蚀行为
张丹,王振尧
材料研究学报. 2019, 33 (8): 603-613.   DOI: 10.11901/1005.3093.2018.492
摘要   HTML   PDF (28039KB)

采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、金相显微镜和电化学阻抗等手段研究了锌在青海盐湖大气环境(富盐干旱型大气环境)中的腐蚀行为。结果表明,在青海盐湖大气环境中锌的腐蚀规律遵循经验公式m=Atn。锌的向地面比向天面腐蚀严重,向天面暴晒48个月出现锈层脱落现象。两个表面的腐蚀产物均由Zn5(OH)8Cl2·H2O,Zn5(CO)3(OH)6和Zn4SO4(OH)6·3H2O组成,锈层均富含SiO2。电化学结果表明,随着暴晒时间的延长向地面的极化电阻Rp逐渐增大,而向天面的Rp逐渐增加,而暴晒48个月时减小。锈层有抑制基体腐蚀的作用,对两个表面锈层的保护性随暴晒时间的延长而增大,而向天面暴晒48个月时保护性减弱。

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新型Ru(Ⅱ)配合物的合成及其自组装膜的光电性能
杨丽,唐志远,李腾腾,段琪伟,胡佳丽,张素芳,郑照强
材料研究学报. 2019, 33 (8): 614-620.   DOI: 10.11901/1005.3093.2018.724
摘要   HTML   PDF (2330KB)

合成了含芘基的新型钌(Ⅱ)配合物Ru-1,用1H-NMR和MS表征了这种配合物的分子结构。TG-DSC测试结果表明,Ru-1在一个较宽的温度范围内具有良好的热稳定性。在HOPG、石墨烯基电极表面组装了钌配合物分子膜,并对其进行了AFM、电化学及紫外可见吸收光谱等光电化学分析。结果表明,自组装膜的生长是均匀的,膜材料具有可逆的氧化还原过程,在0.47 V出现可逆的氧化还原峰。紫外可见吸收光谱表明,这种膜材料在较宽的紫外可见区表现出强且宽的吸收峰。钌配合物对石墨烯、HOPG炭素电极的修饰,使这类炭素电极具有良好的光电性能和稳定性。

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用原位聚合法制备的PA6/GO纳米复合材料的结构和性能
黄欢,陈宇哲,郭怡,蔺海兰,王丽君,马素德,卞军,谷志杰
材料研究学报. 2019, 33 (8): 621-628.   DOI: 10.11901/1005.3093.2018.698
摘要   HTML   PDF (7888KB)

以己内酰胺(CL)和6-氨基己酸(ACA)为聚合反应单体,用Hummers法制备氧化石墨烯(GO),再以GO为纳米填料用原位开环聚合法制备了GO改性PA6纳米复合材料(PA6/GO),并对PA6/GO纳米复合材料的结构及性能进行了研究。结果表明,PA6的黏均分子量达到104数量级,但加入过多的GO使PA6的分子量降低。形貌分析表明,GO均匀地分散在PA6基体中,并诱导了PA6基体的晶型由α晶型转变成γ晶型。同时,GO作为异相成核剂促进了PA6/GO复合材料中PA6基体的结晶,提高了PA6/GO复合材料的结晶度。拉伸测试结果表明,随着GO的加入PA6/GO纳米复合材料的拉伸强度先提高后降低,GO加入量为0.4份时拉伸强度达到最大值61.72 MPa,比纯PA6(48.52 MPa)提高了27.21%。导热性能分析表明含1.0份GO的PA6/GO纳米复合材料其50℃和100℃的热导率分别为0.317 W/(m·K)和0.280 W/(m·K),较纯PA6分别提高了33.19%和33.23%。

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基于8.8级螺栓疲劳性能的预紧力优化
宋竹满,李瑞,钱苗,史文博,钱科,马恒,陈庆吟,张广平
材料研究学报. 2019, 33 (8): 629-634.   DOI: 10.11901/1005.3093.2019.073
摘要   HTML   PDF (7436KB)

测量了8.8级螺栓的拉伸性能,根据螺栓材料的强度极限和屈强比研究了预紧力分别为强度的10%、30%和50%的极限条件下材料的疲劳性能。结果表明,当8.8级螺栓的预紧应力从10%强度极限提高到50%强度极限时,其疲劳极限由370 MPa降低到263 MPa。根据有效应力(σˉ)参数法处理预紧应力对8.8级螺栓疲劳曲线的影响,得到了疲劳极限处的有效应力(σˉ107=562.75 MPa)。当有效应力σˉ<σˉ107时预紧的8.8级螺栓不会发生疲劳失效,由此得到了8.8级M6和M27两种螺栓在不同应力比下所对应的最大预紧力和预紧扭矩曲线。

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基于Diels-Alder反应的自修复环氧树脂的制备和修复行为
何霞, 王飞, 赵翰文, 王彦平, 冯利邦
材料研究学报. 2019, 33 (8): 635-640.   DOI: 10.11901/1005.3093.2019.072
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先使环氧氯丙烷与糠胺反应合成含有呋喃环的双环氧基糠基缩水甘油胺(DGFA),再与双马来酰亚胺发生Diels-Alder(DA)反应制备出热可逆自修复环氧树脂EP-DA。用FT-IR表征了EP-DA的化学结构和热可逆性。模拟了实际使用过程中环氧树脂受到冲击破环而内部产生裂纹、进行热处理使裂纹愈合实现了材料的自修复过程。根据宏观定性观察和弯曲载荷恢复的定量测量,证实了这种环氧树脂具有良好的自修复性能且可实现多次破坏的自修复。这种环氧树脂具有优异的再加工性能,可实现废旧环氧树脂的回收再利用。

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