《金属学报》主要刊登冶金科技和材料科学与工程方面具有创新性的原始学术论文和高水平的综述性文章，是我国在该领域历史悠久、学术水平高的核心期刊之一。 自创刊伊始，《金属学报》一直坚持正确的出版导向，模范贯彻执行党和国家的各项方针、政策，全心全意为国民经济和科学技术现代化服务，为我国的冶金和材料工业发展做出了巨大的贡献。
关键词: Al-Mg-Si-Cu 合金; 热加工工艺; 成形性能; 再结晶织构; 模型;
DOI：10.12074/202303.00533V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：通过拉伸实验, 并利用OM, SEM, TEM观察以及EBSD测试手段, 研究了不同热加工工艺对Al-Mg-Si-Cu系合金板材力学性能和组织, 包括织构的影响规律. 结果表明, 热加工工艺的变化对T4P预时效态合金的强度和应变硬化指数n 基本无影响, 但是对平均塑性应变比r, 平面各向异性度Δr 以及不同方向延伸率影响显著; 热轧之后首先进行一定量的冷轧变形然后再进行退火处理获得的合金板材(工艺II)较热轧后直接进行退火处理(工艺I)获得的合金板材在固溶之后的成形性能要好, r 可达0.6187, 同时各向异性明显减小; 虽然工艺I 处理的合金板材固溶过程中PSN效应显著, 但是工艺II 固溶处理前的冷轧变形量和不同尺寸粒子分布情况设计合理, 再结晶晶粒基本呈等轴状, 且仅含有强度较低的CubeND, Cube 和H织构.并根据热加工工艺对合金板材显微组织的影响规律, 提出该系合金随热加工工艺进行的组织演化模型示意图.
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关键词: 液态金属冷却; 数学模型; 定向凝固; 数值模拟;
DOI：10.12074/202303.00549V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：考虑了液态金属冷却定向凝固过程中动态对流边界, 建立了高温合金铸件温度场数学模型, 采用三维元胞自动机(cellular automaton, CA)方法和KGT生长模型, 建立了镍基高温合金凝固过程晶粒形核及生长的数学模型. 采用宏观模型与微观模型双向同步耦合, 实现了温度场和晶粒组织的数值模拟. 进行了浇注实验, 用冷却曲线和晶粒形貌验证了数学模型的准确性. 对液态金属冷却定向凝固规律的研究表明, 抽拉速率不仅对糊状区形状有重要影响, 而且对晶粒的平行度以及枝晶组织的细密性也有很大的影响. 抽拉速率过小时, 糊状区上凸, 晶粒组织易发散; 抽拉速率过大时, 糊状区下凹, 晶粒组织汇聚, 同时造成枝晶组织的粗化; 适当的抽拉速率下能获得平坦的糊状区, 提高晶粒的平行度, 细化枝晶组织.
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关键词: Pb-Ag-RE合金; 铅基阳极; 电沉积; 氯离子; 局部腐蚀; 析氧反应;
DOI：10.12074/202303.00478V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：采用恒流极化, SEM, XRD, EIS 和Tafel 扫描对比研究了Pb-Ag-RE合金阳极在无Cl−和含500 mg/L Cl− H2SO4溶液中的腐蚀行为和析氧行为. 结果表明, Pb-Ag-RE阳极在含Cl−电解液中生成的氧化膜层出现“火山口”状孔洞, 合金基底上分布着大量的腐蚀坑, 呈现出明显的局部腐蚀特征. 此外, Cl−的存在会减少阳极表面氧化膜层中PbO2的含量, 抑制析氧反应中间产物的生成和吸附, 进而增加析氧反应传荷阻抗. 因此, 500 mg/L 的Cl−对Pb-Ag-RE合金阳极的耐腐蚀性能和析氧活性均会造成不利影响, 工业生产中应尽量降低电解液中Cl−的浓度.
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关键词: 粉末高温合金; FGH97; Hf; g'相形态稳定性; MC型碳化物;
DOI：10.12074/202303.00557V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：利用SEM和物理化学相分析方法研究了5 种Hf含量的FGH97 粉末高温合金中g'相和MC型碳化物形貌、化学组成及含量. 结果表明: Hf促进g'相和MC相析出, 改变g'相和MC相的化学组成, 对MC相的尺寸和形貌影响不大, 显著影响g'相的尺寸和形貌, 促使g'相的形态失稳, 导致立方状g'相发生分裂, 使g'相更快地进入稳定的立方状择优形态. 在FGH97 合金中添加Hf, 可通过改变错配度d, 从而改变g'相发生分裂的临界尺寸Dc. 建立了Dc与Hf 含量w(Hf)的关系式: Dc=315.4+640.2w(Hf)-358.2[w(Hf)]2. 随着Hf 含量的增加, |d|逐渐变小, Dc增大. g'相长大到临界尺寸时, g'相由立方状分裂为八重小立方体状.
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DOI：10.12074/202303.00563V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：提出了一种在结晶器弯月面上方涂敷热障涂层, 来抑制弯月面传热, 进而控制铸坯振痕形成的新方法, 称为弯月面热障涂层方法(TBCMM). 利用模拟结晶器弯月面一维传热的测试装置, 研究了热障涂层在结晶器弯月面的不同位置对传热的影响规律, 分析了热障涂层抑制振痕形成的机理; 在浸铸式连铸模拟机上, 分别进行了结晶器有、无热障涂层的低熔点Sn-12.5%Pb 合金的模拟连铸实验, 获得了实测的弯月面温度波动曲线和铸坯, 对比分析了弯月面热流和铸坯表面振痕形貌, 证实了提出的TBCMM的有效性; 最后, 在中试实验连铸机上, 研究了热障涂层对钢连铸坯表面质量的影响, 获得了表面振痕减轻甚至消除的连铸钢坯.
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关键词: 钛铝金属间化合物; 低成本工艺; 应用; 技术挑战;
DOI：10.12074/202303.00505V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：按照起步(1974~1985 年), 热潮(1986~1995 年), 兴起(1996~2005 年)和特定应用(2006 年~) 4 个阶段回顾了钛铝金属间化合物的研发历程, 评述了各阶段对钛铝合金发展起到主导作用的里程碑事件, 简要总结了在合金化、显微组织类别、一次加工(熔炼)、二次加工(热加工)、性能、三次加工(成形)等6 个方面的主要进展. 提出了钛铝合金未来发展面临的5 方面挑战: 铸造合金与技术的进一步发展、低成本变形合金技术、第三代合金研制、基于新制备技术的新应用以及新成形工艺研发.
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关键词: 纳米材料; 梯度纳米结构; 表面机械滚压处理; 马氏体不锈钢; 点蚀;
DOI：10.12074/202303.00637V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：采用表面机械滚压处理(SMRT)在Z5CND16-4 马氏体不锈钢上制备出梯度纳米结构(GNS)表层. 利用SEM和TEM研究了GNS表层的组织特点. 结果表明: 晶粒尺寸随深度的增大由最表层的25 nm逐渐增加到基体的原始尺寸, 整个组织细化层的厚度约为150 mm. 对比研究了SMRT样品与原始样品在3.5%NaCl (质量分数)水溶液中的电化学腐蚀行为, 发现点蚀击破电位由原始样品的0.179 V提高到0.313 V, 自腐蚀电位也有所提高. 分析表明, GNS表层中晶粒尺寸纳米化、组织均匀性提高、残余压应力的产生以及表面光洁度的提高有利于其耐点蚀能力的提高.
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关键词: HR3C钢; 时效; s 相; 相计算方法; 显微组织;
DOI：10.12074/202303.00589V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：利用OM, SEM和TEM研究了一种超超临界用HR3C钢在700 和750 ℃长期时效至2000 h 过程中s 相的析出行为, 借助相计算方法探究了影响s 相析出的因素. 结果表明, HR3C钢在700 和750 ℃时效1000 h 就有不规则块状第二相在晶界析出, 且随时效时间延长而增多和粗化; EDS分析表明该相主要含Fe 和Cr, 结合SAED的分析结果最终确定其为s-Fe-Cr 金属间化合物; 通过相计算方法对初始态HR3C钢进行分析认为, 显微组织或相结构等差异可能是影响后续s 相析出行为的原因.
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关键词: 航空发动机; 宽弦叶片; 定向凝固; 数值模拟; 柱状晶;
DOI：10.12074/202303.00464V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：建立了宽弦叶片定向凝固过程的宏微观数理模型, 计算结果与实验结果吻合, 铸件表面大部分晶粒的位置和形状一一对应. 通过数值模拟预测了不同引晶方式和拉速下温度场和晶粒组织的演变过程, 研究了2 种因素的影响规律. 通过建立糊状区形态和晶粒数的数学判据, 实现了温度场和微观组织优劣的定量评价, 基于判据揭示了工艺参数对糊状区和晶粒的影响机理, 从而对工艺进行了定量的优化. 研究表明, 采用叶身正下方的引晶方式, 有利于增加柱状晶数目, 提高晶粒平行度, 防止横向晶界生成, 同时还可以在糊状区形状保持平直的前提下使用较高拉速, 从而避免晶粒粗化, 并提高生产率.
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关键词: Mg-1Zn-1Ca合金; 正挤压; 微观组织; SBF溶液; 腐蚀机理;
DOI：10.12074/202303.00581V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：通过合金化、均匀化热处理和正挤压制备Mg-1Zn-1Ca (质量分数, %)合金, 采用电化学方法、浸泡腐蚀法研究合金在人体模拟体液(SBF)中的腐蚀行为. 采用OM和SEM观察合金组织和腐蚀产物层形貌, 用SEM附带的EDS分析合金相成分和腐蚀产物成分, 采用Fourier 变换红外吸收光谱对腐蚀产物官能团进行结构分析, 结合XRD结果确定腐蚀产物的相组成. 结果表明, Mg-1Zn-1Ca合金由a-Mg, Mg2Ca和Ca2Mg6Zn3组成. 在SBF溶液中浸泡72 h 后, Mg-1Zn-1Ca合金的腐蚀产物为HA (Ca10(OH)2(PO4)6), CaCO3, MgCl2和Mg(OH)2. 在浸泡腐蚀过程中, 高活性的Mg2Ca 相作为阳极率先发生腐蚀, 从而对周围a-Mg基体起到一定保护作用, 而Ca2Mg6Zn3相活性最低, 加剧了a-Mg基体的腐蚀. 正挤压态合金耐蚀性能优于铸态合金的耐蚀性能.
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