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机械工程材料
机械工程材料

杨武

月刊

1000-3738

mem@mat-test.com

021-65556775-368

200437

上海市邯郸路99号

机械工程材料/Journal Materials for Mechanical EngineeringCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为材料科技与应用专业技术性刊物。刊登钢铁材料、合金材料、粉末冶金、硬质合金、精细陶瓷、工程塑料和复合材料等工程用材料和特殊功能材料的科研成果和实验研究报告。介绍材料制备、热处理、加工、性能检测的新技术、新仪器设备。设有综述、试验研究和工厂经验等栏目。读者对象为材料科研、生产部门技术人员及相关专业院校师生。
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    添加不同固体润滑剂铁基合金激光熔覆涂层的干滑动摩擦磨损性能

    杨文斌李仕宇肖乾丁昊昊...
    57-67页
    查看更多>>摘要：采用激光熔覆技术在CL60车轮钢表面分别制备不同含量WS2(质量分数0～8。0％)和CaF2(质量分数5。0％)固体润滑剂以及不同含量h-BN(质量分数0～2。0％)和CaF2(质量分数0～2。0％)固体润滑剂的铁基合金涂层，对比研究了添加不同固体润滑剂铁基合金涂层的显微组织以及干滑动摩擦磨损行为和磨损机制。结果表明:所有涂层均主要由树枝晶和共晶组织组成，表面硬度均达到约800 HV，约为CL60钢的2倍。随着WS2含量的增加，WS2+CaF2/铁基合金涂层的摩擦因数降低，磨损质量损失先降低后基本稳定，当WS2质量分数为6。0％时，磨损质量损失最低，与未添加固体润滑剂的铁基合金涂层相比降低了 26。7％，此时孔隙最少，磨损表面损伤轻微，磨损机制为磨粒磨损。随着h-BN含量的增加以及CaF2含量的降低，h-BN+CaF2/铁基合金涂层的摩擦因数与磨损质量损失均先降后增，且当CaF2和h-BN的质量分数均为1。0％时，稳定摩擦因数与磨损质量损失均最小，与未添加固体润滑剂的铁基合金涂层相比，分别降低了 32。7％和33。3％，此时晶粒最细小，组织最为致密，磨损表面以细小磨痕为主，磨损机制为轻微的磨粒磨损。

    车轮钢激光熔覆固体润滑材料显微组织摩擦磨损性能

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    自然停放时间对低压铸造ZL114A合金力学性能的影响

    田少鲲金圆平王淑青王海霖...
    68-72页
    查看更多>>摘要：对低压铸造ZL114A铝合金先进行(540±5)℃×14。5 h固溶处理，再进行不同时间(1～8 215 h)的自然时效处理，然后对自然停放1～100 h的试验合金进行(170±5)℃×4 h人工时效处理，研究了自然时效过程中合金硬度的变化以及停放时间对人工时效后合金力学性能的影响规律。结果表明:在自然时效过程中，试验合金的硬度整体呈增大趋势，时效8 215 h时达到91。8 HBW，低于人工时效的110 HBW。随着停放时间的延长，人工时效后试验合金的抗拉强度和屈服强度先升高，在停放10 h时达到峰值，分别为355。0，303。3 MPa，随后降低，在停放50 h时降至最低值，分别为336。7，261。7 MPa，随后又有所升高。断后伸长率的变化规律与强度的变化规律相反。在自然停放过程中由于形核驱动力低，试验合金中形成界面能较低的pre-β"相，在人工时效过程中形成强化效果更为明显的β"相，这是强度在停放10 h内升高的原因;而后强度降低的主要原因为不稳定溶质原子偏聚区(GP区)在人工时效时发生了重溶;当停放时间超过50 h后，GP区长大到了稳定的晶核尺寸，在人工时效处理时不会发生重溶，强度回升。

    自然停放ZL114A合金低压铸造力学性能

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    基于小冲杆试验评价钛合金的高温拉伸性能

    王柳翔韩光照郑洪周甜...
    73-78页
    查看更多>>摘要：基于能量密度等效理论，提出依据塑性弯曲阶段载荷-位移曲线，获取均匀连续、各向同性的钛合金圆片试样应力-应变曲线的小冲杆试验新方法;采用该方法预测得到不同名义屈服强度和硬化指数组合工况下假想材料的应力-应变数据，并与有限元预设曲线进行对比;基于小冲杆试验获得的TC4合金在室温、高温(400 ℃)下的载荷-位移曲线，采用上述方法获得该合金的真应力-真应变曲线，并与单轴拉伸真应力-应变曲线进行对比。结果表明:预测得到的假想材料应力-应变数据与有限元预设曲线之间的符合优度均高于0。96;预测获得的室温和400 ℃下TC4合金的真应力-真应变曲线与单轴拉伸曲线之间的符合优度均高于0。97，屈服强度和抗拉强度的最大相对误差分别为4。86％和4。63％，验证了该新方法的有效性。

    小冲杆试验能量密度等效应力-应变关系钛合金高温拉伸性能

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    430不锈钢热轧板坯边部侧翻缺陷形成的数值模拟

    邬宇轩李静媛侯艳阳
    79-86页
    查看更多>>摘要：在不同温度(1 173。15～1 473。15 K)和应变速率(0。01～10 s-1)下对430不锈钢进行热压缩变形试验，基于流变数据建立修正的Zerilli-Armstrong方程，并评估该方程的预测能力;将该本构方程参数导入Deform-3D软件，对试验钢五道次可逆热轧变形进行有限元模拟，分析边部缺陷的形成过程，并与实际轧制缺陷进行了对比。结果表明:修正的Zerilli-Armstrong本构方程能够很好地描述试验钢的高温流变行为，流变应力预测值和试验值之间的相关系数为0。993 9，平均相对误差为5。9％;模拟得到在轧制过程中轧辊与板坯之间的摩擦力使得板坯表面和内部存在横向位移差，导致板坯侧面节点上翻到表面形成边部侧翻缺陷，缺陷的位置和形貌与工业试制结果相吻合。

    修正的Zerilli-Armstrong方程数值模拟热轧边部侧翻缺陷430不锈钢

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    "残余应力调控与检测"专题征稿启事

    《机械工程材料》编辑部
    86页
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    18CrNiMo7-6齿轮钢的热压缩变形行为及显微组织演变

    吴晓东黄寅舜张肖佩佩王忠英...
    87-94页
    查看更多>>摘要：采用热模拟方法研究了 18CrNiMo7-6齿轮钢在变形温度900～1 150 ℃、应变速率0。01～5 s-1条件下的热压缩变形行为;建立了基于Arrhenius模型的全应变本构方程，采用该方程对流变应力曲线进行预测;根据动态材料模型绘制热加工图，并结合热加工图系统地研究显微组织演变特征。结果表明:试验钢的峰值应力随应变速率的增加或变形温度的降低而增大，动态回复和动态再结晶是热变形过程中的主要软化机制;采用建立的全应变本构方程预测得到流变应力曲线与试验结果基本吻合，预测真应力与试验结果的相对误差小于4。715％，说明该模型可以精确地模拟18CrNiMo7-6齿轮钢的热压缩变形行为。试验钢的适合热加工工艺参数为变形温度1 050～1 150 ℃、应变速率0。1～1 s-1，此时组织为均匀细小的再结晶晶粒，晶粒尺寸在5～15μm。随着变形温度的升高或应变速率的降低，原始奥氏体晶粒不断被动态再结晶晶粒取代，且动态再结晶程度和再结晶晶粒尺寸增大。

    18CrNiMo7-6齿轮钢热变形本构方程热加工图显微组织

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    基于多目标粒子群算法的A356铝合金蠕变本构模型的构建

    杨紫毅李书博景国玺马天...
    95-101页
    查看更多>>摘要：在150，250，300 ℃温度和20～150 MPa应力下，对A356铝合金进行单向拉伸蠕变试验，研究了其蠕变特性;采用多 目标粒子群算法得到Norton-Bailey幂律模型、Garofalo双曲正弦模型和基于变形机制的真应力蠕变模型的参数，并采用这3种模型对A356铝合金的最小蠕变速率-应力曲线进行预测，分析3种模型的预测精度。结果表明:A356铝合金的最小蠕变速率与试验温度和应力成正相关，但温度对最小蠕变速率的影响程度大于应力;基于变形机制的真应力蠕变模型具有最高的预测精度，对最小蠕变速率的预测结果中90％数据点均位于2倍误差带内。结合多 目标粒子群算法得到的基于变形机制的真应力蠕变模型可以用来准确模拟宽幅温度和应力范围下A356铝合金的蠕变特性。

    A356铝合金最小蠕变速率蠕变本构模型多目标粒子群算法

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    《机械工程材料》网上投稿简则

    《机械工程材料》编辑部
    101页
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    不同控制模式下316L不锈钢的高温疲劳变形行为及寿命预测

    李冬王小威陈野风张天宇...
    102-111页
    查看更多>>摘要：在550 ℃下对核电用316L不锈钢进行应变控制(应变幅在0。3％～1。2％)、应力控制(应力幅在230～300 MPa)低周疲劳试验和应变控制蠕变疲劳试验(3种波形，拉伸保载60，180，600 s，压缩保载60，180 s，拉压对称保载180 s)，通过疲劳寿命、循环响应特征和应力-应变滞回曲线分析了不同控制模式下试验钢的疲劳变形行为;构建疲劳寿命预测模型，评估了 Manson-Coffin-Basquin模型、SWT模型和能量法模型对不同控制模式下试验钢疲劳寿命的预测能力。结果表明:在不同控制模式的疲劳循环载荷下，316L不锈钢的循环应力响应均包括循环硬化、循环软化和失效断裂3个阶段;在低周疲劳试验中，疲劳寿命随应变幅或应力幅的增大而缩短;在蠕变疲劳试验中，疲劳寿命随拉伸保载时间的延长而缩短，随压缩保载时间的延长而增大，这与动态应变时效和蠕变对疲劳损伤的综合作用有关;在相同保载时间下，压缩保载下的疲劳寿命比拉伸保载下的短，这与不同加载方向引起的氧化层致裂机制有关。能量法模型对316L不锈钢在不同控制模式下的疲劳寿命预测精度最高，预测精度在1。5倍误差带以内，Manson-Coffin-Basquin模型的预测精度最低。

    应变控制应力控制低周疲劳蠕变疲劳疲劳变形行为寿命预测

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    高速钢复合轧辊表面大面积剥落的原因

    张继明关云王晓东胡显军...
    112-118页
    查看更多>>摘要：通过化学成分分析、力学性能检测、显微组织和断口形貌观察等方法，对高速钢复合轧辊表面大面积剥落的原因进行了分析。结果表明:三次浇注工艺控制不当及心部球墨铸铁液纯净度不够导致复合轧辊中间层与高速钢表层及心部铸铁层的界面处存在大量粗大碳化物、片状分布的疏松孔洞以及聚集分布的夹杂物带等严重缺陷，使得界面处的结合不良;在轧制力的作用下，裂纹在上述缺陷处萌生，并沿缺陷处快速扩展，最后导致轧辊表面发生大面积剥落失效。

    高速钢复合轧辊大面积剥落碳化物疏松缺陷夹杂物

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