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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: 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: 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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关键词: 高碳高合金钢; 深冷处理; C偏聚; 碳化物形貌; 三维原子探针(3DAP);
DOI：10.12074/202303.00485V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：将高碳高合金钢SDC99 分别在1030 ℃奥氏体化30 min后油淬、在-196 ℃液氮中深冷处理8 h 及210 ℃回火2 h. 采用三维原子探针(3DAP)技术分析了淬火态、深冷态、回火态C原子的空间分布; 用XRD研究了3 种热处理状态下马氏体轴比、马氏体中含C量的变化; 用SEM原位观察深冷前后碳化物的形貌. 结果表明, C原子在深冷处理过程中偏聚于马氏体孪晶界, 形成厚度为5~10 nm的偏聚区. 210 ℃低温回火过程中, C进一步偏聚形成富C相或与合金原子形成M23C6型碳化物.
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关键词: 超低碳低合金高强钢; 贝氏体组织; 低温韧性; 板条块; 晶体学特征;
DOI：10.12074/202303.00516V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：研究了终冷温度(550, 450 和350 ℃)对Mn系超低碳高强度低合金钢组织及低温韧性的影响. 力学性能的测试结果表明, 在终冷温度为450 ℃时, 实验钢获得良好的强韧性配合, 屈服强度为775 MPa, 韧脆转变温度为-55 ℃. 组织观察及晶体学表征结果表明, 随着终冷温度的降低, 组织逐渐由粒状贝氏体向板条贝氏体和板条马氏体转变; 终冷温度为450 ℃时, 组织以板条贝氏体为主, 多数的板条束包含三组不同的板条块, 有效晶粒尺寸最小, 大角晶界比例达到最大. 解理裂纹扩展路径的观察结果表明, 具有大角晶界的贝氏体板条块对解理裂纹扩展具有显著的阻碍作用, 因此板条块尺寸细化、大角晶界比例增加是低温韧性改善的主要原因.
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关键词: 奥氏体不锈钢; 表面强化; 低温表面渗碳; C扩散; 陷阱-去陷阱模型;
DOI：10.12074/202303.00524V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：针对316L奥氏体不锈钢表面强化, 进行了低温表面渗碳实验并测量了渗后试样渗碳层内C浓度沿深度方向的分布. 建立了以“陷阱-去陷阱”质量传递机制为基础的动力学模型, 认为Cr 原子在C的扩散过程中对C原子具有陷阱作用, 利用该模型计算出渗后试样中C浓度沿渗层深度方向的分布, 并与实验结果进行比较. 结果表明, 实验测得的C浓度沿渗层深度方向的分布形状呈现凸状, 与简单Fick定律得出来的结果不同, 而基于“陷阱-去陷阱”模型得到的计算结果与实验结果符合较好, 表明陷阱作用在C扩散过程中起重要作用. Cr 原子通过对C原子陷阱作用, 降低C的扩散系数, 对实验数据拟合得到C的去陷阱激活能为165 kJ/mol. 所提出模型仅适用于未发生碳化物析出的低温渗碳, 且并未考虑扩散应力的影响.
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关键词: GexSe90-xSb10玻璃; 玻璃化转变温度; 比热容; 动力学脆性;
DOI：10.12074/202303.00538V1
提交时间： 2023-03-19
摘要：采用DSC对熔融-淬冷法制备的GexSe90-xSb10 (x=20, 23, 25, 30)玻璃及其晶体的性质进行了研究, 获得了GexSe90-xSb10玻璃在不同加热速率下的玻璃化转变温度Tg以及玻璃与晶体的比热容和熵随温度的变化关系, 在此基础上确定出了GexSe90-xSb10的动力学理想玻璃化转变温度T0, 热力学理想玻璃转变温度TK (Kauzmann 温度)及动力学脆性参数m. 结果表明, GexSe90-xSb10的Tg, 玻璃与晶体的比热容和熵均随着升温速率的增加而增大. Tg和T0随Ge 含量的增加呈现先增大后减小的变化规律, TK随Ge含量的增加呈现线性增大的规律. GexSe90-xSb10玻璃的m, Tg/TK, Tg/Tm和Tg/T0分别为20.7~23.2, 1.183~1.352, 0.678~0.742 和1.006~1.019. GexSe90-xSb10玻璃的m均小于30, Tg/TK均大于1.1, 说明其为典型的“强”熔体; Tg/Tm均大于2/3, 说明其玻璃化形成能力比较强.
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