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期刊信息/Journal information
材料工程
中国航发北京航空材料研究院
材料工程

中国航发北京航空材料研究院

曹春晓

月刊

1001-4381

matereng@biam.ac.cn

010-62496276

100095

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

    TiZrAlHf钛基中熵合金热变形及组织演变规律

    刘倩倩杨啸雨高帆李臻熙...
    128-136页
    查看更多>>摘要：为优化新型TiZrAlHf钛基中熵合金的热加工窗口,采用热压缩模拟实验和组织表征的方法对热变形特性、热变形组织演变规律进行研究.结果表明:TiZrAlHf合金铸锭的组织主要由片层状α相和晶界处的魏氏组织组成.合金β转变温度(Tβ)为895℃,在α/α+β相区(700～850℃)测试工艺范围内变形时,变形温度700～750℃之间存在失稳区,热变形激活能为827.514 kJ/mol,变形组织主要为球状α相,软化机制为片层状α相球化;在β相区(900～1100℃)测试工艺范围内,加工图中不存在失稳区,同时所有试样均完好,无开裂,能够采用自由锻造的方式进行开坯及改锻,热变形激活能为113.909 kJ/mol,变形组织主要为拉长的β晶粒和内部的针状α′马氏体,软化机制为动态回复;两种变形软化机制的本质均为位错的增殖、滑移和胞状结构演化.

    钛基中熵合金热变形组织演变α相球化动态回复

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    Al和Ti含量对激光熔炼AlxNbTiyV轻质高熵合金组织与性能的影响

    李子兴朱言言程序张言嵩...
    137-145页
    查看更多>>摘要：轻质高熵合金在结构材料轻量化方面显示出巨大的应用价值,激光熔炼和激光增材制造技术因其极端冶金条件,为高熵合金研制提供了新思路.采用激光熔炼技术制备AlxNbTiV(x=0.5～7)和AlNbTiyV(y=1～7)纽扣试样,并对其相结构、显微组织和硬度进行了系统研究.结果表明:Al含量对合金相结构和显微组织有显著影响,Al含量低(x≤2)时,AlxNbTiV合金由BCC单相固溶体组成;Al含量高(2<x≤7)时,合金出现金属间化合物,随着Al含量增加由BCC,TiAl相转变为TiAl3,NbAl3相.Ti含量在一定范围(y≤7)不会影响合金相结构,AlNbTiyV合金均由BCC单相固溶体组成.Al,Ti含量对合金硬度均有较大影响,AlxNbTiV合金由BCC单相组成时,合金硬度随着Al含量的增加硬度升高,金属间化合物的出现使合金硬度不再随Al含量的变化而变化;AlNbTiyV合金硬度随Ti含量的增加而降低.

    激光熔炼高熵合金成分变化显微组织相结构硬度

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    添加高熵合金粉末AZ31B镁合金/304不锈钢电阻点焊接头组织和力学性能

    成家龙程东海亓安泰肖雄...
    146-152页
    查看更多>>摘要：以FeCoNiCrMn高熵合金为中间层,获得高质量的AZ31B/不锈钢电阻点焊接头.分析过渡区与两侧母材的反应扩散行为,检测接头性能并优化焊接工艺.结果表明:包含FeCoNiCrMn颗粒的过渡区成功连接镁、钢两母材.镁合金侧界面主要是颗粒周围反应生成的Fe4Al13金属间化合物;而不锈钢侧边界主要由(Fe,Ni)固溶体和Fe4Al13金属间化合物两部分组成.拉剪载荷F随焊接电流I和焊接压力P的增加,焊接时间t的延长,呈现出先升高后降低的趋势,在18.2～22.5 kA,15～35周波,2.0～10.6 kN的实验工艺范围内,添加高熵合金镁/钢点焊接头拉剪载荷在3.2 kN以上,最大拉剪载荷为5.605 kN,相比未添加高熵合金镁/钢点焊接头拉剪载荷提高了397％.高熵合金过渡层形成了大量(Fe,Ni)固溶体,减少Fe4Al13脆性金属间化合物的生成,有效提高了接头的力学性能.

    AZ31B镁合金304不锈钢电阻点焊高熵合金抗剪载荷

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    机器学习指导相和硬度可控的AlCoCrCuFeNi系高熵合金设计

    李亚豪叶益聪赵凤媛唐宇...
    153-164页
    查看更多>>摘要：采用机器学习辅助高熵合金设计,致力于解决传统试错实验方法时间周期长、成本高的问题.以经典的AlCoCrCuFeNi系高熵合金为研究对象,采用机器学习方法,分别构建高熵合金的相结构预测模型和硬度预测模型.其中支持向量机模型(SVM)在两个任务中均有最好的训练表现,最佳的相分类准确率达0.944,硬度预测模型的均方根误差为56.065HV.进一步串联两种机器学习模型,基于样本数据集上下限的成分空间,对AlCoCrCuFeNi系高熵合金同时进行相和硬度的高效预测和筛选,实现新型合金成分的快速设计.实验验证5种新合金符合相预测结果,测试硬度与预测硬度值的RMSE为12.58HV,表明建立的机器学习模型实现对高熵合金相和硬度的高效预测.

    机器学习高熵合金相预测硬度预测成分设计

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    Nb和Ta合金化对CoCrFeNi高熵合金组织和力学性能的协同作用

    朱哲石增敏叶喜葱王珂胜...
    165-174页
    查看更多>>摘要：采用真空电弧熔炼法制备CoCrFeNi-(Nb,Ta)系列高熵合金,详细研究Nb和Ta合金化对CoCrFeNi基高熵合金组织演变和力学性能的协同效应.Nb/Ta合金化方式影响(CoCrFeNi)88NbxTa(12-x)合金的组织组成、共晶相片层间距、Laves相的尺寸形貌、两相体积分数及成分组成.Nb,Ta含量为等原子比时,合金组织组成为FCC+Laves两相共晶组织;Nb,Ta含量为非等原子比的合金则呈现为共晶(FCC+Laves)相和初生Laves相的组织结构,初生Laves相的体积分数和晶粒尺寸随Nb/Ta原子比的增加而单调增加.研究合金的压缩屈服强度与Laves相体积分数正向相关,压缩断裂强度几乎不受组织组成的影响,压缩塑性则与Laves相的体积分数、类型与尺寸分布呈现负相关.计算分析CoCrFeNi-(Nb,Ta)高熵合金的强化机制,探讨合金组织组成对其强度的作用规律.分析表明,细晶强化和Laves相的第二相强化是提升合金屈服强度的主要因素.

    高熵合金协同合金化微观结构Laves相屈服强度

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    铸造中熵金属间化合物FeCoNi2Al组织、力学性能及工艺性

    高威宗骁孔凡涛张凤祥...
    175-182页
    查看更多>>摘要：为进一步推动中/高熵金属间化合物的工程化应用,以FeCoNi2Al中熵金属间化合物为研究对象,制备了16 kg级大尺寸合金铸锭,细致研究和分析了铸态合金显微组织和力学性能,并采用熔模精密铸造技术浇注了特征结构元件,评价了合金的铸造工艺性能.结果表明,大尺寸FeCoNi2Al中熵金属间化合物铸锭具有良好的成分均匀性,铸态合金由具有树枝状形貌的B2初生相和枝晶间具有片层结构的L12+B2相共晶组织构成,室温下铸态合金抗拉强度达1115 MPa,伸长率为4.6％,650℃下合金抗拉强度为434 MPa,伸长率可达14.6％,FeCoNi2Al中熵金属间化合物熔体的流动性低于TC4合金,优于TiAl-4822合金.当特征结构元件壁厚为2 mm时,板状试样出现欠铸且内部存在大量缩松型铸造缺陷,熔体以端部固相质点聚集堵塞为主的方式停止流动.相关研究结果为中/高熵金属间化合物熔模精铸成形工艺优化和工程化应用奠定一定技术基础.

    中/高熵合金金属间化合物熔模精密铸造共晶组织力学性能

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    AlCrNiFeTi高熵合金涂层的电火花沉积制备与摩擦磨损性能

    张建斌南志远朱程郭鑫...
    183-192页
    查看更多>>摘要：采用真空电弧熔炼法制备直径为7 mm AlCrNiFeTi高熵合金(high-entropy alloy,HEA)作为电极,使用电火花沉积技术在304不锈钢表面成功制备了AlCrNiFeTi高熵合金涂层.通过XRD、OM、EDS、SEM、显微硬度计、摩擦磨损试验机对涂层的微观组织结构和摩擦磨损性能进行研究.结果表明,AlCrNiFeTi电极与涂层均以BCC1和BCC2简单固溶体为主,电极微观组织结构呈典型的树枝晶.涂层由沉积点堆叠铺展形成,表面均匀致密呈橘皮状、凸凹不平,为喷溅花样展开,涂层截面结构无宏观缺陷,厚度约为59.67μm.AlCrNiFeTi涂层最大显微硬度为587.3HV0.2,比基材的硬度提高了约2.45倍.随着载荷的增大,涂层的磨损机制由氧化磨损和轻微磨粒磨损转变为磨粒磨损和黏着磨损.当摩擦载荷为5 N时,磨损率为1.213×10-3 mm3/(N·m),摩擦因数仅为0.446,涂层的磨损率较基材的磨损率减小了约28.3％.

    电火花沉积高熵合金AlCrNiFeTi涂层304不锈钢组织摩擦磨损

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    高熵型MnCuNiFeZn阻尼合金的高温阻尼行为与相变特征

    梅玲牛红康丁双东田青超...
    193-199页
    查看更多>>摘要：制备了新型MnCuNiFeZn高熵阻尼合金,利用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、动态热机械分析仪(DMA)与热膨胀仪等研究其微观组织、阻尼特性以及相变特征.研究表明,在固溶以及不同时效工艺下,MnCuNiFeZn合金均为单一母相,合金晶粒大小均匀,呈现出高位错密度特征.随着时效时间的延长,合金常温下发生磁性转变,但常温段的内耗值很低;在673 K以上的高温域,MnCuNiFeZn合金因相变使得内耗值急剧提高.

    Mn基高熵合金内耗相变高温阻尼性能

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    TiVNbTa/Inconel 600扩散焊接头的组织与性能

    李娟沈宽春尹蓉赵宏龙...
    200-210页
    查看更多>>摘要：鉴于TiVNbTa难熔高熵合金优异的耐蚀性和高温强度,针对其与高温合金复合使用的潜在应用前景,研究TiVNbTa和Inconel 600的扩散焊接性能.在850～1150℃条件下对二者进行了扩散焊研究,对850～1000℃下所得接头的微观组织进行了观察,对所有温度下所得接头的剪切强度进行了检测.研究结果表明,除850℃下所得接头只含一层富Ni界面层外,其余接头均具有"Inconel 600/镍基扩散层/富Cr层/富Ti层/富Ni层/TiVNbTaNi(Fe,Cr)扩散层/TiVNbTa RHEA"多层界面结构,其中富Ni层为具有菱方晶体结构的Ni2Ti型金属间化合物,富Cr层为具有密排六方晶体结构的Cr2X型Laves金属间化合物.950℃下所得接头具有最高剪切强度,其值为357 MPa,断裂主要发生在接头中具有Ni2Ti型晶体结构的金属间化合物层,裂纹扩展穿过多层界面.接头界面形成机理分析结果表明,扩散焊过程中,Ti,V,Nb,Ta元素由RHEA侧向Inconel 600合金侧扩散,Ni,Fe,Cr元素由Inconel 600合金侧向难熔高熵合金侧扩散.其中,Ti和Ni元素扩散剧烈;Cr和Ni元素在界面化学反应的驱动下发生偏聚;Nb和Ta元素的扩散因Ni2Ti型界面层的形成而受阻,从而出现分层.

    扩散焊难熔高熵合金高温合金微观组织力学性能

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    选区激光熔化成形FeCrNi中熵合金点阵结构及其力学性能

    孙驰汪健贺贺秦冬阳...
    211-219页
    查看更多>>摘要：金属点阵结构材料由于其轻量化、高比强度、能量吸收和多孔性等优势,广泛应用于航空航天、汽车工业等领域.以高强韧FeCrNi中熵合金(medium entropy alloy,MEA)为研究对象,采用选区激光熔化(selective laser melting,SLM)技术制备了具有BCC,BCCZ,FCC,FCCZ四种仿晶格结构的FeCrNi中熵合金点阵结构材料,对其显微组织、力学性能及变形行为进行了系统研究.结果表明,采用SLM技术制备的FeCrNi中熵合金点阵结构节点搭接质量高,熔池交错堆叠致密,晶粒均匀细小.在相对密度相近时,BCC,FCC,BCCZ,FCCZ点阵结构的比强度和比能量吸收值依次升高.具有FCCZ点阵结构的FeCrNi中熵合金材料的比能量吸收值达到49.8 J·g-1,显著高于Ti6Al4V及316L不锈钢点阵材料.有限元模拟分析表明,Z型支柱的存在增加了点阵材料的表观强度和刚度,并导致变形行为由结点弯曲主导向拉轴向压缩主导转变,是FCCZ点阵结构强度提升的主要原因.

    选区激光熔化中熵合金点阵结构力学性能

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