《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: 三元铝合金; 形核模型; 元胞自动机; 枝晶生长; 二次枝晶臂间距;
DOI：10.12074/202303.00612V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：针对铝合金砂型铸造较低冷速特点, 通过实测和分析不同凝固条件下的冷却曲线, 建立了适用于铝合金形核密度随最大形核过冷度呈指数性变化的形核函数. 通过与Pandat 软件热力学、动力学、平衡相图数据库相耦合, 并利用空间坐标变化等算法, 建立了适用于三元铝合金二维、三维枝晶生长的CA模型. 在该模型中, 同时考虑了溶质扩散、成分过冷、曲率过冷、晶体择优取向以及不同组元之间相互作用等重要因素的影响. 利用建立的形核和生长模型, 模拟了Al-7Si-0.36Mg合金在不同凝固条件下的二维枝晶演化及形貌特征, 描述了溶质组元的分布特征以及定量地预测了二次枝晶臂间距的变化, 并与实验结果进行了对比. 三维枝晶的模拟结果有效反映了枝晶空间结构复杂性和多样性, 并与实验结果吻合良好.
点击量
5225
下载量
1392
评论
0
关键词: 铸锻高温合金; TMW合金; 合金设计; 组织控制; 变形机理;
DOI：10.12074/202303.00559V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：针对航空涡轮盘用先进铸锻变形高温合金热加工难、承温能力低于680 ℃ (630 MPa, 1000 h 持久寿命)、难以满足现代航空发动机设计需求等不足, 提出了优化析出强化相成分和引入微孪晶以提高合金中温区(合金服役温区) 强度、同时减弱析出相高温强化效果和固溶温度以降低合金高温区(合金加工温区) 强度的理念, 设计并制备出系列Ni-Co基铸锻高温合金(TMW合金). 设计合金盘坯(直径440 mm, 厚65 mm)的制备和性能测试表明, TMW合金可在常规熔铸和锻造设备上热加工制备, 承温能力超过700 ℃, 比目前最强的商用铸锻涡轮盘合金U720Li 提高了50 ℃以上. 从TMW合金的设计思想、成分特点、锻造加工性、组织控制、性能特征和变形强化机理等方面, 简要介绍了这种高性能铸锻变形高温合金的主要研究进展.
点击量
5849
下载量
1713
评论
0
关键词: 0Cr16Ni5Mo钢; 氢脆; 氢陷阱; Eshelby等效夹杂;
DOI：10.12074/202303.00546V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：利用升温脱氢分析(TDS)实验研究了1000 MPa级0Cr16Ni5Mo马氏体不锈钢的氢陷阱行为. 同时, 采用慢应变速率拉伸实验(SSRT)研究了该钢缺口与光滑试样的氢脆敏感性, 并利用SEM观察了试样的断口形貌. 结果表明, 位错和晶界为该钢的主要氢陷阱, 充氢后缺口试样与光滑试样的伸长率均下降明显, 但强度变化不大. 随着氢含量的升高, 断口形貌由韧窝型韧性断裂向穿晶、准解理断裂, 甚至向沿晶断裂方式过渡. 由于C含量较少, 该钢的不可逆陷阱含量极少, 大量的可扩散氢使得该钢具有较高的氢脆敏感性. 最后利用与Eshelby 等效夹杂理论有关的氢致应力模型, 验证了应力集中与氢含量之间的变化关系.
点击量
4760
下载量
1623
评论
0
关键词: 镍基单晶高温合金; 组织均匀性; 一次枝晶; 偏离角;
DOI：10.12074/202303.00575V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：采用一次枝晶间距、最小生成树(minimum spanning tree, MST)、Voronoi 多边形、FFT以及RO-XRD和EBSD等方法,研究了DD6 单晶高温合金枝晶分布的均匀性. 结果表明: DD6 单晶高温合金一次枝晶平均间距为325.7 mm, 变化率7.38%.Voronoi 多边形法给出的最近邻枝晶个数对应在5.87~5.93, 所占比例变化率超过30%; 另外, MST的枝干长度变化也比较明显, 达到26.95%, 不同位置处的FFT频谱也不同, 说明实验中选晶法获得的DD6 单晶高温合金组织均匀性有待于进一步提高. 上述结果也表明, 定向凝固单晶高温合金枝晶生长是一个动态调整的过程, 通过测量一次枝晶间距结合Voronoi 多边形和MST法可量证枝晶生长过程的变化程度, 而通常采用一次枝晶平均间距来衡量凝固过程稳定性是不充分的. 对选晶法获得的DD6 单晶高温合金择优取向与轴向(Z 轴)之间的偏离角进行了测量, 发现其值在10°以内, EBSD 测试的结果比ROXRD相应结果大, 这是由于RO-XRD在计算偏离角时选用了强度最大值所对应的衍射峰所致.
点击量
4417
下载量
1230
评论
0
关键词: CO2腐蚀; 超临界CO2; X65 钢; Cl-; 腐蚀机制;
DOI：10.12074/202303.00615V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：利用高温高压反应釜研究了X65 管线钢在含有超临界CO2 (supercritical CO2, SC CO2)的3.5%NaCl 溶液、去离子水以及溶解有NaCl溶液的超临界CO2相中的腐蚀行为. 结果表明, Cl-的存在导致X65 钢在含有饱和SC CO2的NaCl溶液中的腐蚀速率显著升高, 腐蚀产物膜的晶粒形貌发生改变. X65 钢在超临界CO2相中的腐蚀速率远远低于在NaCl溶液中的腐蚀速率, 但出现局部腐蚀. X65 钢在含有SC CO2的NaCl溶液中的腐蚀分为3 个阶段: 第一个阶段为基体快速溶解阶段, 表面没有FeCO3生成; 第二阶段为FeCO3开始沉积阶段, 形成的FeCO3腐蚀产物膜不完整, 增大了阴极还原反应面积, 导致腐蚀加速; 第三阶段为腐蚀产物膜保护阶段, 形成的腐蚀产物膜致密性逐渐提高, 保护性好, 但Cl-仍然可以穿过腐蚀产物膜到达膜基界面, 从而加速钢的腐蚀. 建立了普通管线钢在含Cl-溶液中的超临界CO2腐蚀模型.
点击量
4644
下载量
1458
评论
0
DOI：10.12074/202303.00639V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：本文简要综述了近年来国内外关于梯度纳米结构材料的研究进展, 包括梯度纳米结构的分类, 梯度纳米结构材料的主要性能特点及制备加工技术. 对梯度纳米结构材料面临的一些基础科学问题和工业应用探索进行了讨论和展望.
点击量
4384
下载量
1336
评论
0
DOI：10.12074/202303.00627V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：对Be, Mg, Ti 和Zr 4 种六方结构的纯金属进行不同表面的功函数和表面能的计算. 结果表明, 对于这4 种金属而言,不同表面取向之间的功函数和表面能差别很大, 其中(0001)表面的功函数最高, 表面能最低, (0111)表面的功函数最低, 表面能最高; 同族的2 种金属, 其不同表面的功函数F 变化规律相似, 表现为: F(0001)>F(0221)>F(1010)>F(1231)>F(1230)>F(0111), 而表面能g 的变化规律完全相反, 表现为: g(0001)
点击量
5565
下载量
2562
评论
0
关键词: 镍基单晶高温合金; 晶体学取向; 热疲劳; 孔; 裂纹萌生及扩展;
DOI：10.12074/202303.00551V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：选用第二代镍基单晶高温合金, 制备了平行于定向凝固方向且分别沿(100)面和(110)面的2 组板式试样, 采用电火花方法在试样中心垂直于板面加工孔径为0.5 mm的圆孔. 采用室温到1100 ℃的冷热疲劳实验, 研究了冷热循环过程中不同晶体学平面的板式试样上圆孔周围裂纹萌生及扩展行为. 结果表明, 位于不同晶体学平面的板式试样中, 电火花方法加工圆孔周围产生了一薄层再铸层, 再铸层最厚处约15 mm. 板式试样所在晶体学平面对圆孔周围裂纹萌生及扩展行为影响显著. 冷热循环80 cyc 后, (110)面试样中, 裂纹在与枝晶生长方向垂直的孔边产生, 之后迅速沿与枝晶生长方向呈45°角扩展. 而对于(100)面试样, 即使经过200 cyc 冷热循环后孔边也未观察到裂纹, 造成此差异的本质原因是单晶高温合金晶体结构的各向异性导致的热应力差别与微观组织特征共同作用的结果.
点击量
4728
下载量
1417
评论
0
DOI：10.12074/202303.00564V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：建立了考虑伴随台阶的位错间相互作用的界面反应-扩散混合控制模型, 并利用该模型对先共析铁素体2 个台阶以及多个台阶的生长过程进行模拟. 结果表明, 当只有2 个台阶且其水平距离大于临界距离时, 台阶之间相互吸引, 能在一定程度降低领先台阶的生长速率; 当2 个台阶水平距离小于临界距离时, 台阶之间相互排斥, 增大领先台阶的生长速率; 多台阶的情形下, 伴随台阶的位错之间相互作用, 台阶的合并规律发生改变, 并对台阶生长速率产生一定影响.
点击量
4160
下载量
893
评论
0
关键词: W; 分子动力学; 位移级联; 稳定Frenkel pairs数; 离位阈能;
DOI：10.12074/202303.00613V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：运用分子动力学方法, 探究bcc-W在中子辐照初期, 由辐照诱发的缺陷形成和演化的微观过程的原子机制. 选取初始碰撞原子(PKA)能量1.0~25.0 keV, 模拟温度范围100~900 K, 研究W中位移级联产生的缺陷数量及分布, PKA方向和温度对稳定Frenkel pairs 数的影响, 缺陷团簇以及W的离位阈能. 结果表明, 若级联诱发的缺陷在峰值阶段呈近球形密集分布, 稳定阶段Frenkel pairs 数相对较少, 若缺陷呈非球形相对分散分布, 稳定阶段Frenkel pairs 数相对较多; 稳定Frenkelpairs 数受PKA方向的影响不大, 且随温度升高有下降趋势; 比较而言, 间隙原子团簇分数比空位团簇分数高, 而空位团簇倾向于形成较大的团簇;W的平均离位阈能受温度影响较小, 并具有一定的各向异性.
点击量
6005
下载量
1548
评论
0
