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期刊信息/Journal information
材料热处理学报
材料热处理学报

周敬恩

月刊

1009-6264

clrcl@vip.163.com

010-62914115；82415080

100083

北京海淀学清路18号北京电机研究所内

材料热处理学报/Journal Transactions of Materials and Heat TreatmentCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是中国机械工程学会主办，中国机械工程学会热处理分会和北京机电研究所承办的全国性学术期刊。读者对象：国内外通用机械制造、冶金、能源、交通、化工、轻纺、建筑、汽车、航空航天、兵工、电子、橡塑等行业的专业人员。同时还定期向相关展览会、交流会、研讨会及有关团体会员单位和个人等赠阅 。
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    选区激光熔化制造Inconel 718合金的氢脆行为

    曾强吴颖夏林朱绍维...
    88-94页
    查看更多>>摘要：后热处理可以有效改善选区激光熔化(SLM)制造的Inconel 718合金的强塑性匹配,但其氢脆断裂行为目前还尚不明确.为此,对SLM制造的Inconel 718合金进行了高温固溶+单级时效热处理,并采用扫描电镜的电子背散射衍射(EBSD)和背散射电子(BSE)成像对其显微组织进行了分析,通过预充氢前后的拉伸实验对合金的氢脆敏感性进行了评估,并采用EBSD和BSE对拉伸试样的断口表面形貌和裂纹扩展路径进行了分析.结果表明:热处理后,SLM制造的Inconel 718合金的抗拉强度可达1341 MPa,并保持24.5％的断后伸长率,但也具有较高的氢脆敏感性,充氢96 h后合金的强度损伤和塑性损失分别达到18.5％和52.3％.拉伸过程中晶界上由于δ相以及滑移带引起的应力集中促进了晶界上氢的局部富集,从而诱发沿晶氢脆裂纹的萌生及扩展.

    Inconel718合金选区激光熔化氢脆裂纹扩展路径

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    800 ℃下GH4169和GH4586高温合金的疲劳性能

    刘昕杰陈雨周根树张权明...
    95-101页
    查看更多>>摘要：为了为两种我国广泛运用于航天发动机各部件的GH4169和GH4586镍基高温合金在面临苛刻服役条件下的安全使用提供依据,采用高频疲劳试验机测试了两种合金在800℃下的疲劳性能并绘制了 S-N曲线,采用扫描电镜对它们的疲劳断口形貌进行了观察,结合显微组织观察分析了 800 ℃下两种合金的疲劳断裂特征.结果表明:在800℃下,GH4169合金中长径比较大的针状8相会引发应力集中,影响其疲劳性能;GH4586合金晶界处稳定的颗粒状TiN对蠕变的抑制及其与细小碳化物第二相强化的共同作用可提高合金的疲劳性能.GH4169和GH4586合金在800 ℃下的平均疲劳强度极限分别为363.33和490.00 MPa.

    GH4169合金GH4586合金高温疲劳性能晶界相

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    时效对NiW中/重合金组织和力学性能的影响

    吴博王万年曹国鑫周珉旭...
    102-109页
    查看更多>>摘要：采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、MT370电子万能试验机和维氏显微硬度仪等研究了不同时效处理条件下Ni-42W-10Co-1Mo中/重合金的微观组织和力学性能.结果表明:合金的初始锻态组织为条带状组织,存在明显的细晶和析出相条带;在600～900℃时效温度范围内,随着温度的升高,合金部分晶粒发生再结晶,相对锻态组织更加均匀,σ析出相由锻态合金中的颗粒状逐步转变为针状和块状μ相(900 ℃).经700 ℃时效,合金的屈服强度和抗拉强度分别由锻态的845.2和1187.3 MPa提高至924.8和1228.8 MPa,但塑性有所降低.而经更高温度(800和900 ℃)的时效处理,合金强度和塑性均呈明显下降趋势.合金的断裂方式随着时效温度的升高由韧性断裂逐渐变为混合型断裂方式,这主要是由于块状与针状μ相导致的.

    NiW合金中重合金(MHA)热处理力学性能

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    Ca元素对Zn-1.5Cu-1.2Mg锌合金组织与性能的影响

    张宇轩王红星白允强顾沈逸...
    110-116页
    查看更多>>摘要：采用金属型铸造法制备了 Zn-1.5Cu-1.2Mg-xCa(x=0、0.1、0.25和0.5,mass％)锌合金,研究了 Ca元素添加量对其微观组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响.结果表明:未添加Ca时,合金的初生相为η-Zn,强化相为Mg2Zn11.随着Ca添加量的增加,合金组织中的Mg2Zn11相和Ca的化合物增加,粗大的枝晶细化,并出现了新相.随着Ca添加量的增加,合金的显微硬度增加,而拉伸强度呈先下降后升高的趋势.添加0.5 mass％Ca时,合金的硬度达到最大,为203 HV,未添加Ca时,合金的拉伸强度达到最大,为199 MPa.当Ca添加量达0.1 mass％时,合金的耐腐蚀性能最佳,腐蚀速率为92.1 μm/y.

    锌合金微观组织力学性能耐腐蚀性能

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    EH47止裂钢过冷奥氏体等温相变行为

    胡文莉侯娅丽邹宗晏赵金华...
    117-124页
    查看更多>>摘要：采用高分辨热膨胀相变仪研究了 EH47止裂钢过冷奥氏体等温冷却条件下的相变行为,利用扫描电镜(SEM)对试验钢在不同相变条件下的微观组织特征进行表征,基于获得的膨胀量曲线变化规律及微观组织特征,讨论了试验钢在不同等温相变条件下过冷奥氏体的演变规律.结果表明:在40℃/s冷却速率下,试验钢的相变开始温度为628～636℃;当等温相变温度介于630～570 ℃时,试验钢过冷奥氏体在等温转变过程中出现相变不完全现象;当等温温度为600和570 ℃时,试验钢的相变产物为由针状铁素体(AF)、贝氏体铁素体(BF)、粒状贝氏体(GB)及马氏体(M)组成的复相组织;当等温温度为540、510和480 ℃时,试验钢相变产物为由AF、贝氏体(B)及GB组成的复相组织,M消失.对于试验用EH47止裂钢而言,为了获得由AF、BF及GB构成的复相组织,需保证等温温度介于540～480 ℃,等温时间不少于10 min,以避免相变产物中出现M等组织.

    EH47止裂钢等温相变过冷奥氏体

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    一种Cr-Ni-Mo-Ti-Al系高强度不锈钢的凝固偏析行为

    王晓辉刘振宝杜昌友王林...
    125-133页
    查看更多>>摘要：采用差示扫描量热分析、高温共聚焦显微镜原位观察和定向凝固的方法研究了冷却速率对一种Cr-Ni-Mo-Ti-Al系高强度不锈钢元素偏析的影响规律.结果表明:试验钢的凝固顺序为:L→L+δ→L+8+γ→L+8+γ+TiN→δ+γ+TiN→γ+TiN;随着冷却速率的提高,凝固组织的二次枝晶间距逐渐降低,枝晶组织得到细化,二次枝晶间距与冷却速率之间的函数关系为λ2=86.7(GLR)-/3;铸态组织中Mo、Ni、Al和Ti元素属于正偏析,Cr元素属于负偏析,其中Ni和Ti元素偏析程度较大,主要富集于枝晶间,Mo、Cr和Al元素偏析程度较轻,在铸锭中分布较均匀.凝固末期残余液相中Ti元素的富集导致形成AlN夹杂的倾向增加.冷却速率增加,Ni和Ti等元素偏析现象显著降低.

    高强度不锈钢定向凝固微观组织成分偏析夹杂物

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    淬火温度对12Cr12Mo钢的组织、力学性能及低周疲劳性能的影响

    刘俊建袁周亮王万里邵敏...
    134-143页
    查看更多>>摘要：采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、布氏硬度计和电子万能试验机等研究了汽轮机叶片用12Cr12Mo钢经不同温度淬火及680℃回火处理后的显微组织及力学性能;并研究了其经不同工艺处理后的低周疲劳性能,建立了寿命预测模型.结果表明:随着淬火温度(940～1000 ℃)的升高,12Cr12Mo钢的奥氏体晶粒持续长大,马氏体板条宽度逐渐增大,更多的碳化物颗粒固溶于基体中,力学性能呈现先上升后下降的趋势;980 ℃淬火及680 ℃回火后12Cr12Mo钢的显微组织最好,进而其力学性能最佳、循环断裂次数最大、棘轮应变最小和低周疲劳性能最好;1000℃淬火及680 ℃回火后12Cr12Mo钢中含较多的δ-铁素体,导致其力学性能较差;当应力比R=0.1时,12Cr12M o钢的低周疲劳寿命预测模型为:SeqN00134=495.5072.

    12Cr12Mo钢热处理显微组织力学性能低周疲劳寿命预测模型

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    TiN/DLC和NiN/DLC涂层的组织结构及摩擦磨损性能

    张树玲武帅政杨相栋马兴华...
    144-153页
    查看更多>>摘要：采用磁控溅射沉积技术在316L不锈钢基体上分别沉积了以TiN和NiN为过渡层的类金刚石(Diamond-like carbon,DLC)涂层.采用扫描电镜、拉曼光谱仪、纳米压痕仪、划痕测试仪和摩擦磨损试验机分析了 DLC涂层的表面质量、组织结构和摩擦磨损性能.结果表明:NiN/DLC涂层表面颗粒及孔洞等沉积缺陷数量多,Ni和N共同沉积作为中间过渡层时,Ni多以金属单质的形式存在于DLC和基体之间,而由于金属基体结构及Ni的存在,提高了基体和过渡层间的界面匹配性,使得NiN/DLC涂层膜基结合强度高,接合力达到14.91 N;但Ti与N共同沉积作为过渡层时,Ti和C结合形成金属碳化物存在于DLC和基体之间,这有利于涂层密度(1.929 g/cm3)和硬度的提高;而且高硬度金属碳化物的形成也有利于涂层变形能力的改善,并利于DLC结构的非晶化及促进sp3-C键的形成.磨擦磨损分析则表明,无论是在干摩擦、去离子水中还是弱酸(pH=5.6的HCl溶液)工况下,NiN/DLC涂层由于硬度低、组织密度低导致涂层的抗摩擦磨损能力和耐腐蚀能力差;而TiN/DLC涂层具有更低的磨擦系数和磨损量,耐磨、抗磨和耐蚀性能优异.以上实验分析说明具有更高硬度的Ti的氮化物和碳化物作为过渡层能够更好地改善DLC涂层结构和摩擦磨损性能,而Ni为过渡层能够有效提高NiN/DLC涂层的膜基结合强度,但涂层磨擦过程中容易脱落失效.

    类金刚石涂层摩擦系数硬度结合力磨损量

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    机械研磨辅助电镀制备Ni镀层的耐腐蚀性能

    任超高琦薛彦鹏王兰花...
    154-159页
    查看更多>>摘要：采用机械研磨辅助直流电镀法,在碳钢表面制备出了连续致密的镍镀层.利用场发射扫描电镜、透射电镜、能谱仪、X射线衍射仪、原子力显微镜等研究了镀层的形貌、微观结构和粗糙度;利用维氏硬度计和摩擦磨损仪测试镀层的硬度和摩擦系数;采用Tafel动态极化曲线和电化学阻抗测试比较机械研磨辅助镀层和未施加机械研磨镀层的耐蚀性.结果表明:与传统电镀镀层相比,机械研磨辅助制备的Ni镀层为纳米级的细晶结构,表面更光滑,且具有更高的硬度和更低的摩擦系数,较传统镀层分别提高了 1倍和降低了 11.8％;极化曲线和电化学阻抗谱图表明,纳米晶态Ni镀层具有较低的腐蚀电流密度,较大的容抗弧和较高的阻抗模量,表明MA辅助电镀镍镀层具有较高的耐腐蚀性能.

    机械磨损辅助电镀微观结构力学性能耐腐蚀性能

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    基于分子动力学模拟的Cu-Zr/Al复合材料的变形行为

    张飞扬王文焱谢敬佩王爱琴...
    160-169页
    查看更多>>摘要：采用分子动力学模拟方法研究了 Zr含量对Cu/Al层状复合材料拉伸变形行为的影响,使用取代掺杂的方式用Zr取代Cu/Al层状复合材料中的Cu,取代比例分别为0.25％、0.45％、0.65％、0.85％和1.05％.结果表明:随着Zr取代比例的增加,Cu-Zr/Al复合材料的极限拉伸强度和最大拉伸应变呈现波动变化的趋势.当Zr的取代比例为0.85％时,复合材料的极限抗拉强度和最大拉伸应变最大,继续增加Zr的含量则会使极限拉伸强度和最大拉伸应变都减小.随着应变的增加,FCC结构、BCC结构以及HCP结构会发生相互转化,沿Y轴进行拉伸时,初始阶段相结构转变更加明显;随着Zr取代比例的增加,塑性变形过程中复合材料的晶型转变将会推迟进行,Shockley不全位错在塑性变形过程中起主导作用,且沿Y轴拉伸时的位错线长度大于沿Z轴拉伸时的位错线长度,同时由于Zr元素的加入,影响位错的扩散,导致复合材料的位错密度降低,从而提高其强度.

    Cu-Zr/Al复合材料分子动力学模拟拉伸变形机制

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