《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。
Keywords: NiCrFe-7 焊缝金属; 失延裂纹; Nb; M23C6; MX; 力学性能;
DOI：10.12074/202303.00495V1
submitted time 2023-03-19
Abstract：采用相图计算、焊材设计、焊材制备、现场焊接和焊缝金属解剖的方法, 研究Nb含量对NiCrFe-7 焊缝金属组织、缺陷和力学性能的影响. 结果表明, 随焊缝金属中Nb含量增加, 焊缝金属晶内MX (M=Nb, Ti, X=C, N)析出相增加, 晶界M23C6(M=Cr, Fe)的初始析出温度降低, 晶界M23C6析出相减少, 且M23C6由多列连续分布转变为单列离散分布; 焊缝金属中的高温失延裂纹(ductility-dip-cracking, DDC)的数量和尺寸减少; 焊缝金属的强度、塑性和弯曲性能显著提高.
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Keywords: 非晶复合材料; 力学性能; 冷却速率; 高径比;
DOI：10.12074/202303.00532V1
submitted time 2023-03-19
Abstract：通过制备不同尺寸的Ti45.7Zr33Ni2.9Cu5.9Be12.5非晶复合材料样品, 研究了冷却速率和高径比对内生枝晶相增强钛基非晶复合材料力学性能的影响. 随着制备过程中冷却速率的降低, 非晶复合材料中枝晶相的尺寸逐渐增大, 同时枝晶相熟化的现象也趋于明显. 在力学性能方面表现为非晶复合材料的强度降低而塑性增强. 与以往非晶复合材料性能对高径比比较敏感所不同的是, 本工作中的Ti45.7Zr33Ni2.9Cu5.9Be12.5非晶复合材料的力学性能对高径比的变化并不敏感, 原因在于晶态相的存在以及其中的形变诱发马氏体相变行为的发生对非晶复合材料内部应力分布的调节.
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Keywords: [011]取向高温合金; 预压缩; 蠕变; 微观组织; 形筏; 滑移系;
DOI：10.12074/202303.00625V1
submitted time 2023-03-19
Abstract：通过蠕变性能测试及组织形貌观察, 研究了横向预压缩对[011]取向镍基单晶高温合金在1040 ℃, 137 MPa条件下拉伸蠕变行为的影响. 结果表明, [011]取向镍基单晶高温合金在1040 ℃, 180 MPa条件下沿[100]方向预压缩38 h 后形成了总体上平行于压应力轴方向的P 型g ' 筏状组织. 预压缩期间不同晶面不同的应变能密度分布及晶格应变是g ' 相筏形化的主要原因. 位错在基体通道中的滑移是有/无预压缩[011]取向合金在稳态蠕变阶段主要的变形机制, 其中在预压缩合金内存在较多的位错攀移运动. 横向预压缩显著提高了[011]取向合金在1040 ℃, 137 MPa条件下的蠕变抗力. 合金内的“山墙型”基体通道的消除、稳态蠕变阶段较小的g 基体宽度、筏状组织横向连接形成的微观瓶颈状g 基体通道和“迷宫式”的组织以及较多数量滑移系的开动, 均有助于通过限制位错的运动, 提高预压缩合金的蠕变抗力.
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Keywords: Ni 单晶体; 加工硬化; 塑性变形; 数字图像相关; 非均匀性;
DOI：10.12074/202303.00529V1
submitted time 2023-03-19
Abstract：通过数字图像相关方法获取全场应变信息, 从应变非均匀性的角度研究Ni 单晶体的加工硬化行为. 首先提出一种适用于描述单晶体变形的数字图像相关方法, 用于准确获取应变场. 拉伸实验结果表明, Ni 单晶体的塑性应变具有显著的局部化特征, 这与滑移带的形成、发展密切相关. 根据应变场的演化特征, 3 种变形机制可被确定, 且发现它们与材料的3 个加工硬化阶段具有一一对应关系. 在位错理论框架下, 两者之间的内在联系得到了合理的解释, 并通过对材料微观结构演化的实验观测得到了很好的验证.
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Keywords: NiAl/Cr(Mo)基共晶合金; Zr; Heusler相; 微观组织; 压缩性能;
DOI：10.12074/202303.00601V1
submitted time 2023-03-19
Abstract：研究了Zr 的添加对含Ti 和Hf 的NiAl/Cr(Mo)基共晶合金微观组织及压缩性能的影响. 结果表明, 少量Zr 的添加会显著细化合金共晶胞内的NiAl/Cr(Mo)层片, 优化共晶胞界区域的NiAl 和Cr(Mo)相尺寸; 随着Zr 含量的增加, 共晶胞界的NiAl 和Cr(Mo)相明显粗化, 且共晶胞界的Heusler 相呈半连续状分布; 当Zr 的含量增加至1% (原子分数)时, 共晶胞界的Heusler 相形成连续的网状, 且有粗大的富Cr 相形成. Zr 的添加促进了合金中NiAl 和Cr(Mo)相中粗大b-NiAl 和a-Cr 相的析出, 且Heusler 相形成元素在析出相界面的偏聚导致了大量界面位错的形成. 此外, Zr 的添加导致了细小Heusler 颗粒在Ni-Al 相中的析出. 适量Zr 的添加可显著提高Ni-33Al-28Cr-5.5Mo-1.0Ti-0.3Hf共晶合金的室温和高温压缩强度, 且几乎不降低其压缩塑性, 较多Zr的添加会降低合金的压缩塑性.
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DOI：10.12074/202303.00563V1
submitted time 2023-03-19
Abstract：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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DOI：10.12074/202303.00638V1
submitted time 2023-03-19
Abstract：研究了不同Pt 含量的镍基单晶高温合金在1100 ℃, 180 MPa和1000 ℃, 310 MPa条件下的持久性能, 采用SEM和TEM等方法分析了Pt 对合金持久变形组织和位错形态的影响. 结果表明, Pt 略微降低了合金在1100 ℃, 180 MPa条件下的持久寿命, 较大降低了合金在1000 ℃, 310 MPa条件下的持久寿命. 不同Pt 含量的合金在不同条件的持久断裂均表现为塑性断裂, 断口附近可以观察到大量的微孔洞和微裂纹. 不同Pt 含量合金持久变形后均在g/g'界面上形成致密的位错网. Pt 对合金持久性能影响的主要原因在于Pt 促进了TCP相的形成, 而TCP相与基体界面吸收大量变形过程中产生的空位而导致孔洞形核, 随着变形的继续孔洞成为裂纹源.
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Keywords: 磁控溅射离子镀; 气体放电伏安特性; 热发射; 离化率;
DOI：10.12074/202303.00521V1
submitted time 2023-03-19
Abstract：依据气体放电等离子体物理学知识, 通过增加靶材的电流密度将靶面气体放电引入至辉光与弧光放电之间的辉弧放电过渡区. 借助Ar+轰击靶面的碰撞动能和电子传输所产生的Joule 热能, 共同诱发靶面电子与原子克服表面逸出功的自发射. 由此获得高密度、高离化和高能量的沉积粒子. 实验分别在辉光放电区和辉弧过渡区各制备2 组纯Ti 薄膜. 利用激光共聚焦显微镜(CLSM)对不同靶基距处的薄膜厚度进行测量, 通过XRD, SEM, AFM和TEM对薄膜的微观结构进行观察, 并使用涂层附着力划痕仪对薄膜的膜基结合力进行测试. 实验结果表明: 在辉弧放电过渡区内所沉积的纯Ti 薄膜具有纳米尺度的晶粒、致密的组织、均匀的薄膜厚度、较快的沉积速率和优异的膜基结合强度.
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Keywords: 镍基单晶合金; 蠕变; 位错; 层错; 变形机制;
DOI：10.12074/202303.00527V1
submitted time 2023-03-19
Abstract：通过蠕变性能测试、组织形貌观察及位错组态的衍射衬度分析, 研究了镍基单晶高温合金在中温/高应力稳态蠕变期间的变形机制. 结果表明, 在760 ℃, 760 MPa和800 ℃, 650 MPa蠕变期间, 剪切g′相的位错可发生分解, 分解后领先的a/3<112>超点阵Shockley 不全位错切入g′相, 拖曳的a/6<112>Shockley 不全位错滞留在g′/g 相界面, 2 个不全位错之间形成超点阵内禀堆垛层错(SISF); 此外, 剪切进入g′相的超点阵位错可由{111}面交滑移至{100}面, 形成具有非平面位错芯结构的K-W锁, 可抑制位错的滑移和交滑移, 提高合金的蠕变抗力. 在850 ℃, 500 MPa蠕变期间, 合金中的层错消失, 部分剪切进入筏状g′相的a<110>超点阵位错可分解形成“2 个a/2<110>不全位错加反相畴界(APB)”的组态, 而合金中K-W锁的消失是由高温热激活致使立方体滑移的位错重新交滑移至八面体所致.
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Keywords: 脆性断裂; 充氢; 微区塑性变形; 高强度低合金钢; 中子衍射; 晶格应变;
DOI：10.12074/202303.00548V1
submitted time 2023-03-19
Abstract：利用飞行时间法中子衍射对比研究了充氢与未充氢1250 MPa超高强度钢的拉伸变形行为与轴向晶格变形特征,并观察了断口区组织形貌与晶粒取向特征. 在无加载条件下, 充氢试样的轴向(110)与(200)面间距分别大于和小于未充氢试样的对应面间距, 显示出四面体间隙中H原子的进入使轴向(110)面间距有所增加, 同时内部应力的平衡作用使轴向(200)面间距有所减少. 未充氢试样达到1250 MPa抗拉强度发生颈缩塑性断裂, 而含有8.0×10-6可扩散氢的试样在分步加载至500 MPa时发生脆性断裂. 中子衍射分析表明, 未充氢试样在拉应力加载至500 MPa时均基本符合线弹性变形, 但至700 MPa时, 轴向{200}晶粒比其余取向晶粒优先显示非线弹性变形, 至800 MPa时轴向{110}晶粒也出现非线弹性变形, 轴向{200}晶粒优先产生微屈服现象, 而轴向{211}晶粒仍然处于线弹性阶段; 充氢试样在拉伸至300 MPa时, 轴向{110}晶粒出现非线弹性变形, 至400 MPa时轴向{200}晶粒也出现非线弹性变形, 轴向{110}晶粒优先产生微屈服现象, 轴向{211}晶粒仍处于线弹性阶段. 断口剖面观察显示未充氢试样内形成明显的轴向<110>拉伸纤维织构, 而氢脆试样内除了明显的晶界裂纹萌生, 还有晶内裂纹扩展与局部晶体转动特征. 基于不同取向晶粒的微屈服概念, 解释了充氢导致轴向{110}晶粒优先微屈服而不是轴向{200}晶粒优先微屈服, 同时以氢伴随微区塑性变形的方式发生脆性断裂.
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