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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12期 刊出日期:2019-12-25 上一期    下一期
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研究论文
Cu元素对挤压剪切ZK60合金组织性能及织构演变的影响
代帅,王峰,王志,刘正,毛萍莉
材料研究学报. 2019, 33 (12): 881-891.   DOI: 10.11901/1005.3093.2019.281
摘要   HTML   PDF (8397KB)

采用金属型铸造方法制备ZK60及ZK60+1.0Cu(质量分数,%)合金,并对两种合金进行均匀化热处理与两步复合挤压剪切成形。利用OM、SEM、EDS、XRD、EBSD、TEM及室温拉伸-压缩实验研究了挤压剪切合金的显微组织、相组成及力学性能。结果表明:向ZK60合金中加入1.0Cu后,合金α-Mg基体中出现三元MgZnCu相。ZK60+1.0Cu合金成形区平均晶粒尺寸为1.56 μm,其远小于ZK60合金(4.68 μm),且MgZnCu相附近存在着尺寸为300±45 nm的亚晶粒。相比于ZK60合金,ZK60+1.0Cu合金成形区拥有着较弱的{0001}基面织构,且织构基极和挤压方向(ED)夹角发生转变,造成ZK60+1.0Cu合金成形区中存在着更多易于{0001}<112ˉ0>基面滑移启动的动态再结晶(DRX)晶粒。ZK60+1.0Cu合金成形区的拉伸及压缩强度明显高于ZK60合金,其主要归因于晶界强化,而拉伸伸长率的降低和硬质MgZnCu相带来的微孔聚集有关。

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偏离<001>取向15o的三种镍基单晶高温合金试样的中温蠕变变形行为
李钢,张思倩,张宗鹏,王迪,王栋,董加胜
材料研究学报. 2019, 33 (12): 892-896.   DOI: 10.11901/1005.3093.2019.242
摘要   HTML   PDF (3473KB)

研究了一种偏离<001>取向15o的镍基单晶高温合金的中温蠕变(760℃/793 MPa)性能和变形组织。结果表明:取向靠近<001>-<101>边界合金的蠕变寿命最长,而取向靠近<001>-<111>边界合金的蠕变寿命最短。虽然三种试样取向偏离<001>的夹角都约为15o,但是其微观变形组织明显不同。取向靠近<001>-<101>边界试样的变形主要受控于{111}<110>滑移系,而取向靠近<001>-<111>边界试样变形主要受控于{111}<112>滑移系。

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DP600双相钢在两种盐雾实验条件下的腐蚀行为对比研究
吕良兴,周和荣,肖葵,但佳永,姚望,吴磊,段凯欣
材料研究学报. 2019, 33 (12): 897-908.   DOI: 10.11901/1005.3093.2019.288
摘要   HTML   PDF (9822KB)

采用SEM、EDS、XRD以及EIS等技术,对比研究了DP600双相钢在中性盐雾(NSS)实验和循环盐雾腐蚀实验(CCT)两种不同加速实验条件下的腐蚀行为,并获得了腐蚀动力学规律。结果表明:在两种加速实验条件下,试样腐蚀失重均逐步增加,且CCT中的大于NSS中的;同时,初期腐蚀速率相差不大,在480 h时腐蚀速率均达到最大值,分别为1.89 g·m-2·h-1(NSS)和2.72 g·m-2·h-1(CCT)。两种实验条件下腐蚀产物主要是Fe3O4α-FeOOH、γ-FeOOH、δ-FeOOH和α-Fe2O3,而CCT条件下同时也形成了较多的β-FeOOH。CCT条件下的锈层厚度大于NSS条件下的,且厚度增加趋势也更快。EIS结果表明:两种加速实验条件下试样溶液电阻和腐蚀产物膜电阻均逐步增大,电荷转移电阻均为先减小后增加。实验前期(≤480 h),NSS和CCT条件下的腐蚀速率可分别表达为:ΔD1-1=0.7349t0.1522,ΔD2-1=0.3511t0.3313;而在实验后期(>480 h),则分别为:ΔD1-2=14.6239t-0.3236,ΔD2-2=6.8542t-0.1570

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P91热轧无缝钢管的TMCP模拟
王晓东,郭锋,包喜荣,王宝峰
材料研究学报. 2019, 33 (12): 909-917.   DOI: 10.11901/1005.3093.2019.258
摘要   HTML   PDF (4631KB)

基于无缝钢管PQF工艺并结合其动态相变规律研究结果,制定P91热轧无缝钢管TMCP,使用Gleeble1500-D热模拟试验机对P91钢进行TMCP穿孔、连轧及定径热变形模拟,使用SEM和TEM观察变形各阶段的精细组织结构,分析P91钢管在TMCP条件下的微观组织遗传规律,研究了形变奥氏体的细化、强化及其马氏体相变行为。结果表明:对于P91钢管,采用TMCP,穿孔及连轧真应变达1.8的高温大变形易实现再结晶、细化形变奥氏体晶粒,990℃低温定径变形累积强化形变奥氏体、诱导马氏体相变,结合1℃/s的控制冷却得到了细化至0.1~0.5 μm的马氏体板条。还发现,板条内的亚结构为2~20 nm的微细孪晶及高密度位错,析出了20 nm×100 nm的(Cr,Fe,Mo)23C6纳米级碳化物。这种组织特征遗传了P91钢管TMCP细晶强化、析出强化及相变强化效果,大大提高了P91钢管的力学性能,并由实际生产验证了P91钢管TMCP的可行性。

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TB6钛合金β区变形的动态再结晶动力学
欧阳德来,鲁世强,崔霞,徐勇,杜海明,朱慧安
材料研究学报. 2019, 33 (12): 918-926.   DOI: 10.11901/1005.3093.2019.329
摘要   HTML   PDF (6086KB)

使用圆柱形TB6钛合金试样在Thermecmaster-Z型热模拟试验机上进行热模拟压缩实验(变形温度为825~1100℃,应变速率为0.001~1 s-1)。对采集的流变数据进行加工硬化率处理,确定动态再结晶体积分数,研究了TB6钛合金β区变形的动态再结晶动力学。结果表明,流变应力随着变形温度的降低或应变速率的提高而增大,流变曲线呈现出动态再结晶类型的特征。随着应变速率的降低和变形温度的提高,动态再结晶的体积分数和晶粒尺寸增大。在变形温度高于950℃、应变速率低于0.001 s-1条件下,动态再结晶的晶粒严重粗化。动态再结晶动力学曲线经历缓慢增加—快速增加—缓慢增加三个阶段,呈现出典型的“S”型特征。确定了动态再结晶的体积分数达到50%时的应变,建立了TB6钛合金的动态再结晶动力学模型。

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一种新型高强塑积异质冷轧中锰钢的力学性能
张喜亮, 侯华峰, 刘涛, 刘宏基, 周骞, 赵雷杰, 刘晓艳, 崔好选
材料研究学报. 2019, 33 (12): 927-934.   DOI: 10.11901/1005.3093.2019.315
摘要   HTML   PDF (24557KB)

使用原位电子背散射衍射(EBSD)和球差透射电镜(ACTEM)等手段,研究了新型异质结构中锰TRIP钢在拉伸过程中微观组织的演变机制和力学性能。结果表明,在680℃退火后的实验钢中生成了多形貌、多尺度的异质奥氏体结构(颗粒状、块状、片层状奥氏体)和铁素体组织,其抗拉强度为1272 MPa,总延伸率为54.5%,强塑积高达69.3 GPa·%。在拉伸过程中C/Mn含量较低的颗粒状奥氏体先发生相变,而C/Mn含量较高的块状和片层状奥氏体在较大的应变范围内逐渐发生相变,从而导致高强度与高塑性的良好匹配。结果还表明,马氏体相变优先在奥氏体晶界/相界附近的区域形核。与晶粒尺寸相比,C/Mn元素对奥氏体稳定性的作用更重要。

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炭基体的结构对C/C复合材料导电性能的影响
庞生洋,刘峰,胡成龙,王石军,汤素芳
材料研究学报. 2019, 33 (12): 935-941.   DOI: 10.11901/1005.3093.2019.321
摘要   HTML   PDF (4972KB)

采用CVI+PIC工艺制备以2D碳纤维预制体为增强体、由不同炭基体结构组成的C/C复合材料,随后在不同温度对其进行热处理得到不同石墨化度的炭基体结构,研究了PyC/ReC比值和石墨化度对材料电阻率的影响。结果表明,随着PyC/ReC比的提高低密度C/C复合材料的电阻率在27.3×10-6~28.0×10-6 Ω·m间基本不变,因为石墨微晶的尺寸和结构完整性的增大与材料孔隙率的提高对电阻的影响相反。随着PyC/ReC比的提高,高密度C/C复合材料的电阻率从24.9×10-6 Ω·m降低到20.5 ×10-6 Ω·m。其可能的原因是,材料内部的孔隙较少,孔隙率的轻微提高使阻碍载流子在导电网络中的有效传递的作用显著下降。随着热处理温度从1800℃提高到2500℃,C/C复合材料的石墨化度明显提高,电阻率明显降低,其主要原因是载流子浓度的提高和晶界散射的减弱。

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304不锈钢表面纳米铝改性有机硅涂层的高温氧化和电化学行为
杜瑶,王成,朱圣龙,王福会
材料研究学报. 2019, 33 (12): 942-948.   DOI: 10.11901/1005.3093.2019.159
摘要   HTML   PDF (4358KB)

研究了纳米铝改性有机硅高温涂层的固化、抗650℃高温氧化性能和耐3.5% NaCl水溶液电化学腐蚀性能。当聚氨酯:有机硅的质量分数达到1:3或更高时,有机硅涂料可以在24 h内完成常温固化。制备出的纳米铝改性有机硅高温涂层表面致密,没有微观裂纹等缺陷。纳米铝改性的有机硅涂层显著提高了304不锈钢抗氧化性能,经1028 h氧化实验,基体几乎没有发生氧化,涂层没有出现开裂和剥落。纳米铝改性的有机硅涂层还显著提高了氧化后的304不锈钢耐氯化钠水溶液腐蚀性能,无涂层的304不锈钢氧化后形成的氧化膜低频阻抗仅3.2 Ω·cm2,而涂装涂层的不锈钢的低频阻抗约为1.1×105 Ω·cm2

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