期刊,材料工程 2024年卷1期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

材料工程

中国航发北京航空材料研究院

主办单位：中国航发北京航空材料研究院

主　　编：曹春晓

出版周期：月刊

国际刊号：1001-4381

电子邮箱：matereng@biam.ac.cn

电　　话：010-62496276

邮政编码：100095

地　　址：北京81信箱44分箱

材料工程/Journal Journal of Materials EngineeringCSCD北大核心CSTPCDEI

查看更多>>本刊创刊于1956年，现由北京航空材料研究院主办，国内外公开发行。该刊主要刊登有关材料科学与工程方面的学术论文及研究报告，同时刊登综合性评述，报道新材料、新工艺、新产品信息，及时准确反映我国材料领域最新成就和最新进展。《材料工程》涉及航空航天及各种军民用材料领域，专业包括：金属材料（含金属间化合物），非金属材料，复合材料（聚合物基，金属基，陶瓷基），陶瓷材料，功能材料，工艺（铸造，热变形，焊接，粉末冶金，热处理，表面处理，非金属成型等），理化测试，性能表征，无损检测，失交分析，材料标准化等。该刊是美国工程索引（EI）和金属文摘（MA）收录期刊，据1998年统计，本刊在EI收录的中国科学技术论文数较多的100种期刊中排名第四（167篇）。是中国科技论文统计分析用刊，同时入选《中文核心期刊要目总览》、中国科学引文数据库、中国学术期刊综合平价数据库、中国学术期刊（光盘版）及万方数据“数字化期刊群”和中国期刊网。在国内外材料科技期刊有一定的地位和影响。

正式出版

收录年代

核结构材料用多主元合金辐照损伤的研究进展

田震李聪聪吴渊吕昭平...

1-15页

查看更多>>摘要：开发具有优异综合性能的核反应堆结构材料是核能发展的基础,并且是长期以来制约核能推广的难点之一.多主元合金(multiprincipal element alloys,MEAs)因具有良好的抗辐照性能、力学性能而被认为是先进反应堆结构材料的候选材料,为新型抗辐照材料的设计开辟了广阔空间.近年来,有关多主元合金在辐照损伤方面的研究多试图揭示多主元合金一些因素和特性对辐照过程中缺陷形成与演变的影响.例如:主元种类和数目、主元浓度、晶格畸变、化学短程序等.尽管现有的一些研究结果表明以上因素可以提高多主元合金抗辐照损伤能力,但是在不同辐照条件下,以上因素对多主元合金中缺陷形成和演变的影响机制存在较大差异,难以得出普适性的结论.本文围绕FCC和BCC系两类多主元合金的辐照肿胀、氦泡形成、辐照诱导元素偏析和相变、辐照硬化四方面内容,综述了近年来多主元合金在辐照损伤方面的研究进展,总结了多主元合金提高抗辐照性能的作用机制,并在此基础上对核电结构用多主元合金的未来研究方向做出了展望,包括短程序调控、高熵陶瓷、增材制造、高通量结合机器学习加速材料开发等.最后指出必须从合金成分设计的角度出发,基于材料服役的实际环境来设计新型抗辐照多主元合金.

关键词：

多主元合金高熵合金核结构材料辐照损伤成分设计抗辐照机制

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具有BCC或FCC晶体结构的固溶体高熵合金设计

HORBAN V. F

16-26页

查看更多>>摘要：高熵合金最初报道于21世纪初期,该类合金具有较高的混合熵值,使其具有优异的热稳定性;较大的晶格畸变,产生了强烈固溶强化效果;较大的负焓值导致在晶粒内部形成团簇结构,有效阻碍了位错运动,进一步提高了合金强度.高熵合金独有的这些特性,使其在低温和高温条件下均有望表现出优异的物理性能和力学性能,引起了广泛的关注,研究报道呈爆发性增长.本文根据已有的BCC和FCC结构高熵合金物理-力学性能数据,分析了电子浓度、晶格常数、原子错配度、混合焓、硬度、弹性模量和归一化硬度等参数之间的关系,提出了BCC和FCC晶体结构的高熵合金弹性模量和硬度的经验计算公式,在此基础之上,综合考虑合金密度、塑性和服役工况等条件,提出了BCC和FCC结构的高熵合金成分设计方法.最后指出高熵合金的持久性能、大尺寸铸锭的成分和性能均匀性以及大尺寸合金锭的制备是高熵合金工程应用需解决的关键问题.

关键词：

高熵合金电子浓度晶格常数晶格畸变混合焓硬度弹性模量归一化硬度

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机器学习驱动难熔高熵合金设计的现状与展望

高田创高建宝李谦张利军...

27-44页

查看更多>>摘要：难熔高熵合金兼具高强度、高硬度、抗高温氧化等优异综合性能,在航空、航天、核能等领域具有广阔的应用前景和研究价值.但难熔高熵合金成分复杂、设计难度高,严重制约了高性能难熔高熵合金的进一步发展.近年来,机器学习凭借着高效准确的建模预测能力,逐步应用于高性能合金的设计和开发.本文在广泛收集机器学习驱动难熔高熵合金设计研究成果的基础上,详细综述了机器学习在辅助合金相结构设计、力学性能预测、强化机理分析和加速原子模拟等方面的应用与进展.最后,总结了该领域当前存在的不足,并针对如何推进高性能难熔高熵合金的设计进行了展望,包括构建难熔高熵合金高质量数据集、建立难熔高熵合金"成分-工艺-组织-性能"定量关系、实现高性能难熔高熵合金的多目标优化等.

关键词：

难熔高熵合金机器学习相结构力学性能强化机理原子模拟

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高熵合金热变形行为研究进展

于秋颖谢孝昌兰博张利伟...

45-56页

查看更多>>摘要：高熵合金颠覆了传统合金以一、两种元素为主的设计思想,其多主元和高混合熵的设计理念赋予了其高强、高韧、耐蚀、耐高温和抗氧化等优异的性能,已成为新型高性能结构材料领域的一个研究热点.高熵合金研发必然要走向工程应用,热加工是其中进一步调控组织性能的重要途径,表征热加工性能的热变形行为是一个新的研究重点和热点.本文从高熵合金热变形研究的现状出发,首先,将高熵合金按相结构进行分类总结,介绍其热变形本构关系和流变应力预测模型.然后,分析FCC,FCC+BCC和BCC结构高熵合金的热变形组织演变,系统综述热变形过程中的变形机制和再结晶机制.最后,强调了高熵合金热变形研究所面临的挑战,并对其未来研究方向提出以下建议:建立基于高熵合金物理性质的本构关系和结构特征的再结晶模型;加强不同制备工艺条件下和复杂载荷作用下的热变形行为研究,突破高熵合金关键制备工艺.

关键词：

高熵合金热变形本构关系组织演变变形机制再结晶机制

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高熵合金动态力学行为研究进展

王开心仝永刚陈永雄王洁...

57-69页

查看更多>>摘要：高熵合金具有高强韧、高耐磨、强耐腐蚀和抗高温氧化等优异特性,因此在能源化工、航空航天和国防等领域展现出良好的潜在应用前景.动态载荷下,高熵合金表现出更高强度、更多孪晶和绝热剪切带等异于准静态载荷下的力学行为,并且不同相结构对高熵合金动态性能和变形机理具有显著影响.此外,动态载荷下高熵合金因表现出较好的释能特性,而在结构释能材料领域具有一定研究价值.通常动态实验稳定性较差,测试难度大;但通过本构模型与实验验证相结合的方式,可较好地预测高熵合金的动态力学性能.基于上述分析,本文综述了不同相结构高熵合金的动态力学行为、释能特性和本构模型,并对上述性能特点及其本构模型和模拟计算等方面进行了展望.最后指出高熵合金的动态力学性能可以通过调控元素种类及其配比和相结构及其浓度分布等进行改善;同时温度和应变速率等因素对高熵合金动态力学行为的影响机制需要深入研究;而模型计算在揭示其高应变速率下的变形机制和性能预测方面发挥更大作用.

关键词：

高熵合金动态力学行为释能特性本构模型

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增材制造AlCoCrFeNi2.1共晶高熵合金研究进展

邱贺方袁晓静罗伟蓬张泽...

70-82页

查看更多>>摘要：AlCoCrFeNi2.1共晶高熵合金具备细小、均匀、规则的片层结构,在较宽的温度(70～1000 K)和成分偏差范围内均具备良好的组织结构和强塑性兼备的力学性能,因而成为目前研究最为广泛的共晶高熵合金.本文针对增材制造AlCoCrFeNi2.1共晶高熵合金,综述了不同工艺和工艺参数对该合金的微观组织和力学性能的影响,重点阐述了选区激光熔化技术制备AlCoCrFeNi2.1共晶高熵合金的相分布、微观组织和强化机制.最后,指出当前增材制造AlCoCrFeNi2.1共晶高熵合金相形成机理及组织演化过程中存在的分歧和不足,并提出以AlCoCrFeNi2.1共晶高熵合金为基体的材料改性、增材制造高熵合金新工艺研究开发等发展方向,为推动该合金的工业化应用提供思路.

关键词：

AlCoCrFeNi2.1共晶高熵合金增材制造微观组织力学性能强化机制

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高熵陶瓷材料研究进展及挑战

王云平刘世民董闯

83-100页

查看更多>>摘要：高熵作为全新的材料体系,得益于巨大的组分空间、独特的微观结构以及较大的构型熵所赋予其独特且可调的优异性能,已成为材料领域的研究热点.高熵陶瓷的研究目前还处于探索阶段,尤其在精准的成分设计理论、高纯高产率粉体制备、新型烧结工艺等方面,亟待深入研究.因此,本文针对高熵陶瓷的五大高熵效应、新的设计理论、粉体制备方法、新型烧结工艺以及综合性能与实际应用进行了梳理归纳,并通过团簇加连接原子模型(CPGA)对高熵陶瓷(HEC)成分设计进行解析,深入挖掘了HEC的组元和微结构以及性能之间的关系.未来HEC的重点发展方向仍然为基础理论设计,尤其是针对非氧化物HEC成分结构.同时,在样品制备上要在学科交叉领域寻找突破,如采用人工智能机器学习与3D打印进行制备.最后,要寻找结构、热障耐腐涂层、机械、工程光学和磁性等方面实际应用并对探究工况环境下的强化、失效机制深入探究分析.

关键词：

高熵陶瓷成分设计团簇加连接原子模型(CPGA)制备工艺性能应用

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TiVNbTa难熔高熵合金的吸放氢动力学

龙雁张李敬杨继荣王芬...

101-107页

查看更多>>摘要：通过真空电磁感应悬浮熔炼技术制备TiVNbTa难熔高熵合金试样,采用多通道储氢性能测试仪测试合金的吸放氢性能,并研究该合金的吸(放)氢行为及其动力学机制.结果表明:单相BCC结构的TiVNbTa难熔高熵合金吸氢后生成TiH1.971,Nb0.696V0.304H和Nb0.498V0.502H23种氢化物新相.氢化高熵合金粉末在519,593 K和640 K分别发生氢化物的分解反应,放氢后恢复单相BCC结构,因此TiVNbTa合金的吸氢反应属于可逆反应.该合金在423～723 K温度区间具有较高的吸(放)氢速率,其吸(放)氢动力学模型分别符合Johnson-Mehl-Avrami(JMA)方程和二级速率方程,吸(放)氢的表观活化能Ea分别为-21.87 J/mol和8.67 J/mol.

关键词：

难熔高熵合金吸放氢动力学表观活化能可逆反应

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(Ti35Zr40Nb25)100-xAlx(x=0,5,10,15,20)高熵合金相组成、组织和力学性能

曹前蔚鸾翀李基民叶丰...

108-117页

查看更多>>摘要：难熔高熵合金主要由难熔金属元素组成,其熔点通常高于1800℃,且具有高热稳定性和优异抗高温软化能力,在高温领域具有巨大的应用潜力,但是高密度导致的比强度不足和室温脆性等缺点成为其应用的阻碍.本文设计并制备了系列新型非等原子比(Ti35Zr40Nb25)100-xAlx(x=0,5,10,15,20)轻质难熔高熵合金,研究了Al含量对相组成、组织和力学性能的影响.X射线衍射分析表明,随着Al含量的增加,合金的相结构由无序BCC转变为有序B2.五种铸态合金具有类似的组织形貌,铸锭边缘存在一个沿着冷却方向生长的细长枝晶区域,铸锭中心区域则主要为等轴枝晶.能谱分析表明Nb元素在枝晶干偏聚,Al和Zr元素则富集在枝晶间,这是由Nb的高熔点以及Al和Zr的强键合共同决定的.室温压缩实验发现Al含量的增加导致合金的屈服强度和抗压强度均逐渐提升,但没有降低室温塑性,所有合金的室温压缩断裂应变均超过50％.

关键词：

高熵合金相组成组织元素编析力学性能固溶强化

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Mo元素对Al0.3CrFeCoNiMox高熵合金组织结构、力学性能和腐蚀行为的影响

范世超廖振龙李柔珊逄淑杰...

118-127页

查看更多>>摘要：为提高Al-Cr-Fe-Co-Ni系高熵合金的力学性能和耐腐蚀性能,研究Mo元素对Al0.3CrFeCoNiMox(x=0.2,0.4,0.6,0.8,摩尔比,下同)高熵合金的组织结构、力学性能及腐蚀行为的影响.结果表明:随着Mo元素含量的提高,合金由FCC相(x=0.2)转变为FCC+σ双相结构(x=0.4～0.8).当Mo元素含量由x=0.2增加到x=0.8时,合金的压缩屈服强度和硬度分别由304 MPa和214HV提高到1192 MPa和513HV,塑性应变由>50％降低到5.2％,这主要是由于固溶强化作用和σ相含量增加.该合金系中,Al0.3CrFeCoNiMo0.4和Al0.3CrFeCoNiMo0.6合金具有较高的屈服强度(571～776 MPa)和较好的塑性(塑性应变10.3％～23.8％).在3.5％(质量分数)NaCl溶液中,Al0.3CrFeCoNiMox高熵合金发生自钝化,具有较低的腐蚀速率(3.6×10-4～5.9×10-4 mm/a),且Mo元素的添加有效抑制了点蚀的发生.合金的耐腐蚀性能随着Mo含量的增加而提高,这与合金表面形成的钝化膜阻抗值和厚度提高有关.适当添加Mo元素可以使Al-Cr-Fe-Co-Ni系合金同时具有良好的力学性能和耐腐蚀性能.

关键词：

高熵合金组织结构力学性能腐蚀行为

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