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期刊信息/Journal information
稀有金属材料与工程
稀有金属材料与工程

殷为宏

月刊

1002-185X

rmme@c-nin.com

029-86231117

710016

西安市51号信箱

稀有金属材料与工程/Journal Rare Metal Materials and EngineeringCSCD北大核心CSTPCDEISCI
查看更多>>本刊是以稀有金属材料的研究、开发、生产、应用为报道内容的综合性学术技术刊物。《稀有金属材料与工程》主要报道钛、难熔金属(钨、钼、钽、铌、锆、铪、钒)、贵金属(金、银、铂、钌、铑、钯等)、稀散金属和稀土金属等材料的研制；稀有金属材料的加工工艺,熔铸、粉末冶金、压力加工、热处理、机械加工、爆炸复合、涂复、焊接及其它特种加工工艺)；稀有金属材料的化学分析及机械、物理性能测试；同时还报道超导材料、陶瓷材料、磁性材料、功能材料、纳米材料、生物材料等新型材料及先进的材料研制、设计、制造工艺及其在国民经济各领域的应用。
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    基于修正J-C和BP神经网络模型的超细晶纯钛动态本构行为

    刘晓燕李帅康杨西荣
    409-416页
    查看更多>>摘要：为研究超细晶纯钛在高温、高应变速率加载下的复杂力学行为,建立能够准确描述其动态力学行为的模型,对超细晶纯钛在温度为300～450 ℃,应变速率为2000～3000 s-1下进行了动态冲击实验,获得真应力-真应变曲线.结果表明:在所研究的条件下,真应力-真应变曲线均表现为明显的"双应力峰"特征,晶界处的位错湮灭、重新排列及后续绝热剪切带的形成是两次应力减小的主要因素,流动应力均表现出正应变速率敏感性和负温度敏感性.综合考虑应变硬化、应变速率硬化和热软化效应,提出一种修正J-C本构模型和BP人工神经网络模型,并对两种模型进行了准确性分析.结果表明BP人工神经网络模型能够更好地预测超细晶纯钛的动态力学行为,相关系数可达0.97065,平均相对误差(AARE)仅为4.63％.

    超细晶J-C本构模型BP人工神经网络模型动态本构行为

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    TA5钛合金万瓦光纤激光焊接工艺研究

    雷小伟刘甲余巍陈利阳...
    417-423页
    查看更多>>摘要：采用10mmTA5钛合金,开展了万瓦级光纤激光焊接工艺研究.焊接过程高速摄影表明,当激光功率达到3～4kW时,羽辉严重,飞溅及烟尘增加明显;不同功率焊缝截面形貌试验表明,较低焊接功率时,焊缝截面呈"楔形",当激光功率达到6 kW以上时焊缝截面过渡为"漏斗形".采用激光功率为10～11 kW,焊接速度为1100～1500 mm/min的工艺得到成型优良的"小孔型"焊接试板,焊缝变为具有较大深宽比的典型的高能束形貌,深宽比达到2∶1,对焊缝进行射线和渗透检测,满足无损检测标准要求;对焊接接头进行力学性能和工艺性能测试,结果表明:焊接接头强度可达800 MPa,弯曲测试能够满足标准,断口韧窝明显,为韧性断裂;金相测试显示,焊缝区截面为"束腰"形貌,柱状晶区明显,各柱状晶区有明显的竞争生长模式.焊缝区主要为锯齿状α+点状β.硬度检测显示,焊缝区相比母材硬度略有升高,热影响区硬度最低,满足钛合金接头硬度要求.

    TA5钛合金大功率激光焊焊缝截面形貌接头性能

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    变形量对半固态CuSn10合金组织和性能的影响

    文科李永坤周荣锋殷新华...
    424-434页
    查看更多>>摘要：材料的组织形态直接影响零件的性能,采用自主研发的熔体约束诱导形核半固态制浆装置制备CuSn10半固态浆料并流变挤压成薄板,然后在350 ℃下轧制变形,研究变形量对微观组织和性能的影响.结果表明,随着变形量增加,变形板件内部缩松缩孔等铸造缺陷逐渐减少减小、晶粒呈现压缩拉长趋势、平均晶粒厚度从初始未变形时30.58 μm到变形量ε=0.4时的22.12 μm.随变形量的加大在初生相内部产生的形变孪晶数量逐渐增加.在变形量从ε=0增加到ε=0.4的过程中,CuSn10合金组织内小角度晶界占比逐渐占优,引入了大量的亚结构和位错密度.在变形量ε=0.4时,可以发现极图｛110｝和{111｝存在[101]、[111]和[001]织构.在板材力学性能方面,板材的屈服强度、抗拉强度和硬度不断增加;但塑性呈现下降的趋势.变形量ε=0.4时,其屈服强度、抗拉强度和布氏硬度(HBW)分别达到了 443 MPa、554 MPa、1901.2 MPa,相较于初始未变形薄板其屈服强度、抗拉强度和硬度分别提高了 106.1％、66.4％、41.6％,延伸率降低至0.82％.半固态CuSn10合金在变形过程中随变形量的增加强度、硬度不断提高、塑性持续降低,这主要是归功于在轧制变形过程中产生的晶粒细化和加工强化.

    铜锡合金半固态轧制变形微观结构EBSD

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    α+β钛合金旋转弯曲疲劳性能各向异性研究

    陈松黄森森马英杰杨杰...
    435-448页
    查看更多>>摘要：研究了微观组织和织构对β锻造的α+β两相钛合金镦饼旋转弯曲疲劳性能各向异性的影响.利用OM、SEM、XRD和EBSD等手段表征了镦饼不同方向及不同厚度处的显微组织以及织构分布,分析了微观组织和织构对旋转弯曲疲劳性能各向异性的影响.结果表明,合金经β锻造后,呈网篮组织特征,原始β晶粒压扁拉长,且晶界处存在再结晶晶粒;镦饼形成β相<100>//轴向的丝织构和a相<0001>//径向的织构.径向试样旋转弯曲疲劳强度优于轴向试样,这与镦饼的原始β晶粒形态和织构类型均有关,原始β晶粒的排布导致不同取向裂纹萌生的难易程度和裂纹扩展路径曲折程度不同;此外,α相和相织构也造成不同取向在循环加载时滑移系开动难易程度不同造成疲劳强度产生差异.

    α+β钛合金各向异性旋转弯曲疲劳织构

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    TiB2涂层熔盐电沉积制备与表征

    郭不拘薛正铎张元坤牛子儒...
    449-456页
    查看更多>>摘要：炭阴极在铝电解槽中受熔盐和铝液腐蚀而影响寿命,而TiB2涂层是铝电解槽理想的阴极材料.本实验以石墨为基体,在KF-KCl-K2TiF6-KBF4熔盐中以电流密度0.4～0.7 A·cm-2、温度700～800 ℃电沉积TiB2涂层,通过XRD衍射仪、SEM-EDS、表面粗糙度测量仪及附着力测试仪对不同电流密度和温度下制备的涂层进行表征.结果表明:在石墨基体上可以得到均匀连贯的TiB2涂层;增大电流密度、降低电解温度可以细化涂层晶粒,提高涂层致密性;在0.6 A·cm-2、750 ℃最优电沉积条件下制得的TiB2涂层的厚度为239 μm,择优取向为<110>,表面粗糙度为14.85 μm,涂层与石墨基体的结合力为6.39 MPa.

    熔盐电沉积TiB2涂层

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    预退火温度对半固态铜合金坯料组织演变和力学性能的影响

    孙震崔鋆昕张雄超周瑀杭...
    457-464页
    查看更多>>摘要：将铸态CuSn10P1铜合金先预退火处理,随后采用冷轧等温处理应变诱导熔化激活法(CRITSIMA)制备成半固态坯料.采用金相显微镜、配置能谱仪的扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电子探针和布氏硬度计,研究预退火温度对半固态铜合金坯料的组织演变及力学性能的影响.结果表明:随着预退火温度的升高,半固态铜合金坯料的平均晶粒尺寸增加,晶粒形状因子和液相率均降低;随着预退火温度升高,α-Cu相中固溶更多的Sn元素,减弱了 Sn元素偏析,晶间脆硬相δ相含量减少,布氏硬度逐渐减小.在半固态铜合金坯料中检测到新相Cu13.7Sn的存在,这与晶间Sn元素的高度偏析有关.600 ℃预退火2 h制备的半固态铜合金坯料显微组织晶粒均匀细小,力学性能较好,其平均晶粒尺寸为68.34 μm、晶粒形状因子为0.78,布氏硬度(HB)为1254.4 MPa.

    预退火温度半固态铜合金组织演变元素偏析硬度

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    钼的二次电子发射特性研究

    张雨婷杨晶杨兆伦苗光辉...
    465-473页
    查看更多>>摘要：钼具有高熔点、低的热膨胀系数和极佳的稳定性,在等离子体推进和电真空器件领域具有广阔的应用前景,其二次电子发射特性也逐渐引起了研究者们的关注.本研究首先对钼的二次电子发射系数(secondary electron yield,SEY)和二次电子能谱(secondary electron spectrum,SES)展开实验研究,其次利用相关唯象模型对测试数据进行分析;最后建立钼SEY的蒙特卡罗模型,用于分析功函数对SEY的影响规律.结果表明:钼SEY的最大值为1.77,相比镀银铝合金明显降低.当入射电子能量改变时,SES中真二次电子峰的最可几能量基本不变,而弹性背散射电子峰的位置和强度均随之改变.在各类二次电子中,真二次电子受功函数的影响最大.

    钼微放电二次电子发射系数二次电子能谱功函数

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    铝锂合金压铆壁板残余应力与疲劳性能分析

    丁坤英杨翼飞张涛郭万森...
    474-482页
    查看更多>>摘要：作为新型轻质合金材料,铝锂合金已被广泛应用于飞机蒙皮、壁板等结构的制造.飞机蒙皮与壁板之间通过自动压铆的方式进行连接,压铆后孔周残余应力的分布形式与压铆结构的疲劳性能息息相关.本研究使用ABAQUS软件建立了 2060-T8铝锂合金壁板压铆过程的有限元模型,通过有限元分析发现了压铆后铆孔壁面上的残余应力由靠近镦头处到靠近钉头处逐渐降低的分布规律.随着压铆力由28.5 kN增大至46 kN,铆钉材料为2117-T4的压铆壁板孔壁平均残余应力提高了 0.33倍,残余应力沿壁板厚度上分布的均匀度提升1.8倍;铆钉材料为7050-T73的压铆壁板孔壁平均残余应力提高0.58倍,残余应力沿壁板厚度上分布的均匀度提升1.84倍.疲劳裂纹萌生于铆接下板孔壁附近,随着压铆力由32.5 kN增大至42 kN,铆钉材料为2117-T4的压铆壁板疲劳寿命提升了 0.31～0.8倍,铆钉材料为7050-T73的压铆壁板疲劳寿命提升0.06～1.61倍.相比于铆钉材料为7050-T73的压铆壁板,相同工艺条件下铆钉材料为2117-T4的压铆壁板疲劳寿命提升0.12～0.44倍.

    自动压铆有限元分析残余应力疲劳性能

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    碳烟颗粒掺杂铅基复合阳极的制备及电化学性能研究

    张晨沛杨长江赵吕兴李灿...
    483-489页
    查看更多>>摘要：采用一种快速、低成本的方法制得纳米碳材料-碳烟颗粒(CH),并通过粉末冶金和机械合金化技术制备出铅/碳烟颗粒(Pb/CH)复合阳极材料,利用纳米碳材料高比表面积和高催化活性等优点,提高铅基阳极的析氧电催化性.使用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、循环伏安曲线(CV)和线性扫描伏安曲线(LSV)等测试进行表征.CH呈疏松的球链状,具有丰富的羰基和羟基功能团,是良好的电子和质子传递载体.随着CH含量增加,Pb/CH复合阳极的析氧超电位降低.Pb/1.5％CH(质量分数)复合阳极与纯Pb和传统Pb/0.75％Ag阳极相比,其表观交换电流密度分别提高3和2个数量级.在模拟锌电积条件下,其析氧电位低于铅银合金阳极20 mV,较纯铅阳极降低133 mV,具有优异的析氧电催化活性.

    碳烟颗粒复合阳极析氧反应锌电积

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    钨选区激光熔化应力场的数值模拟

    周木华赵聪聪
    490-500页
    查看更多>>摘要：建立了将随温度变化的材料参数特性和相变潜热考虑在内,用"生死单元"技术模拟铺粉过程的钨选区激光熔化热力耦合有限元模型,模拟了选区激光熔化过程中成形件的温度场和应力场,探究了不同基板预热温度和不同支撑结构对成形件残余应力的影响.模拟结果表明,金属钨在选区激光熔化过程中经历多次加热、冷却过程,温度分布不均匀.基板预热和施加支撑结构均能减小成形件的残余应力,当基板预热温度为1273.15 K时,成形件中间节点残余应力减小118.99 MPa,减小幅度为9.96％;当采用4层网格支撑结构时,成形件中间节点残余应力减小413.33 MPa,减小幅度为34.61％.

    选区激光熔化数值模拟残余应力基板预热支撑结构

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