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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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    单胞构型和结构参数对SLM成形梯度点阵结构压缩性能的影响

    张博王国伟孙明艳秦煜...
    1021-1031页
    查看更多>>摘要：梯度点阵结构由于压缩时具有优秀的吸能能力,目前常作为吸能组件被应用于航天、国防和医疗等领域.但随着现代工业的发展,工程领域对其压缩性能提出了更高的要求,为使其进一步优化,有必要探讨单胞构型、结构参数和压缩性能之间的关系.因此本研究通过选区激光熔化(selective laser melting,SLM)成形了 2种梯度差的AlSi10Mg变杆径梯度体心立方(body-centered cubic,bcc)和金刚石(diamond,Diam)结构,结合有限元分析(finite element analysis,FEA)研究梯度差对压缩性能的影响,并对2种单胞构型进行对比.准静态单轴压缩实验的结果表明,在同相对密度下,当单胞构型相同时,随着梯度差的增加单位体积吸能量明显增加,而梯度差相同时,Diam梯度点阵结构的压缩模量、屈服强度、抗压强度和最大峰值应力均高于bcc,同时其单位体积吸能量和吸能效率也高于bcc.

    选区激光熔化梯度点阵结构压缩性能有限元分析

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    La2O3掺杂对CDPF老化性能的影响

    张允华郑森楼狄明房亮...
    1032-1041页
    查看更多>>摘要：基于XRD、XPS、H2-TPR等表征方法以及活性评价方法,研究了不同浓度La2O3掺杂CDPF样品水热老化状态下的理化特性与催化活性.结果表明:随着La2O3掺杂浓度增加,CDPF老化样品衍射特征峰位向大角度偏移程度以及结晶度均呈先降低后增加的趋势.La2O3掺杂能够较好地抑制样品在高温水热老化过程中的烧结和畸变,并且可以有效抑制活性位数量的减少,使CDPF表面Pt原子浓度基本保持不变,对CO、C3H8和NO催化性能的劣化率降低,并且随掺杂浓度的增大,CDPF抗老化性能有增强的趋势.

    CDPF催化剂La2O3理化特性催化活性劣化性能

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    FGH4113A合金的双性能热处理组织与力学性能研究

    龙安平熊江英张高翔肖磊...
    1042-1050页
    查看更多>>摘要：利用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、光学显微镜(optical microscope,OM)、拉伸、蠕变、疲劳试验机等研究了一种新型镍基粉末高温合金FGH4113A(WZ-A3)在2种热处理状态下的显微组织和力学性能,为双性能热处理研究提供组织与力学性能依据.结果表明:FGH4113A合金在双性能热处理中,过固溶与亚固溶态组织与力学性能具有明显的双模特性;室温下,亚固溶态相比过固溶态屈服强度高10.6％,800 ℃下,过固溶态相比亚固溶态屈服强度高11.7％;与同样是亚固溶或过固溶的其它合金相比,FGH4113A的拉伸强度优于ME3合金,与LSHR合金相当;FGH4113A合金在750 ℃/450 MPa的蠕变变形以位错滑移机制主导,弥散分布的小尺寸硼化物有助于抗蠕变性能的提高,其抗蠕变性能全面超过ME3合金,与LSHR合金相当;过固溶态的粗晶组织在裂纹扩展中具有更长的滑移带,在循环载荷中具有较低的累积损伤,抗裂纹扩展能力优于亚固溶态;过固溶态的裂纹扩展断口呈现穿晶断裂特征,亚固溶态由于细晶粒边界的一次γ'的存在降低了晶界的抗裂纹扩展能力,断口较粗糙,呈现沿晶-穿晶混合断裂特征.

    FGH4113A镍基粉末高温合金双性能组织力学性能

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    新型高温合金21Cr-32Fe-41Ni高温长期时效组织演变研究

    李天宇王立民
    1051-1057页
    查看更多>>摘要：铁镍基合金长期服役于较高温度下,因此高温下的组织稳定性是合金的重要指标之一.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、电子探针(EPMA)、化学相分析等手段对750 ℃不同时效时间下新型铁镍基高温合金21Cr-32Fe-41Ni组织与性能演变规律进行研究.结果表明,长期时效后合金中析出相主要有γ'相、σ相、α-Cr相以及MC相.在时效500 h内,基体中弥散分布的球形γ'相的质量分数和尺寸快速增加.时效时间从500 h增加至2000 h,γ'相的质量分数和尺寸增加速率逐渐降低.在长期时效过程中,σ相沿晶呈块状或条状分布,并与α-Cr相同时在晶内以针状或条状析出.随时效时间增加,σ相和α-Cr相数量增加,逐渐粗化.沿晶不连续分布的σ相逐渐相连,存在向网状分布发展的趋势.随时效时间增加至2000 h,合金强度先升高后降低,在时效500 h后达到峰值,硬度保持增加趋势.

    铁镍基合金长期时效γ'相σ相α-Cr相

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    激光增材修复Ti60钛合金显微组织及力学性能

    黄琪高旭刘栋何蓓...
    1058-1064页
    查看更多>>摘要：对整体叶盘材料Ti60钛合金进行激光增材修复,研究其显微组织及力学性能.结果表明,热影响区组织呈现由基体区双态组织向修复区网篮组织的过渡特征,平均宽度约为900μm.修复区主要由贯穿多个沉积层的外延生长的柱状晶组成,柱状晶内为分布均匀的α相网篮组织.3个区域内均弥散分布着Ti3(Sn,Al)小平面相,尺寸相近,其形貌和含量却因制备工艺凝固速度的不同而差异明显.3个区域硬度相当.拉伸试样断口特征表明激光增材修复Ti60钛合金的断裂机制为混合型断裂,平均抗拉强度和屈服强度分别为992.4和916.6 MPa,优于Ti60钛合金锻件强度标准,断后伸长率和断面收缩率的平均值为8.5％和14.6％,与Ti60钛合金锻件标准相差不大,达到实际工程应用要求.

    激光增材修复Ti60钛合金显微组织力学性能

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    高V、N微合金钢动态CCT曲线及纳米碳氮化物析出冷速敏感性

    石鹏张献光舒春阳齐江华...
    1065-1074页
    查看更多>>摘要：为实现对高V、N微合金钢轧制-冷却工艺过程中组织、析出相的精准控制,利用Gleeble-1500D热模拟实验机研究了轧后不同冷速下实验钢的热膨胀曲线、相变规律、过冷奥氏体动态连续冷却转变曲线(动态CCT曲线),并着重研究了微观组织演变行为、显微硬度和纳米碳氮化物析出行为对冷却速率的敏感性.结果表明:冷却速率低于3℃/s时,实验钢显微组织由铁素体和珠光体组成;当冷却速率位于3 ℃/s时,发生贝氏体相变,基体组织由铁素体、珠光体和贝氏体组成;冷却速率为8 ℃/s时,珠光体组织消失,马氏体组织开始出现,基体组织由沿晶铁素体、贝氏体和马氏体组成;当冷却速率达到20 ℃/s时,基体组织中马氏体占主,并由少量先共析铁素体和贝氏体组成.此外,冷却速率对纳米碳氮化物的析出行为也具有显著影响,冷速处于1 ℃/s以内时,多边形铁素体中纳米析出相直径和数密度具有较强的冷却速率敏感性,纳米析出相直径随冷速提升显著降低,数密度随冷速提升而提高;冷速由1 ℃/s增加至3 ℃/s时,纳米析出相直径进一步降低,而数密度趋于稳定;当冷速继续增至5 ℃/s时,纳米析出相直径保持稳定,数密度呈现下降趋势.研究还发现,贝氏体组织中纳米析出相较少,贝氏体不利于纳米相析出.基于上述组织演变与析出规律的研究,工业化试制出了屈服强度700 MPa以上、满足抗震要求的高V、N微合金钢.

    高V、N钢冷却速率动态CCT曲线相变规律纳米析出相

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    基板预热温度对选区激光熔化AlSi9Mg1ScZr微观组织及力学性能的影响

    张璨王国伟朱京玺王利利...
    1075-1085页
    查看更多>>摘要：研究了基板预热温度对选区激光熔化(SLM)制备AlSi9Mg1ScZr合金样品微观组织及力学性能的影响,在35、85、135 ℃ 3种不同基板预热温度下,制备了 SLM样品并分别进行微观组织观察及性能测试.结果表明,基板预热温度设置为135 ℃时,由于基板预热温度和激光扫描热输入的共同影响,使合金在打印过程产生了原位时效效应,在保留细小枝晶和Si网格的同时促进了元素从过饱和固溶体中析出.相比基板预热35 ℃的样品,纳米尺度的Mg2Si相和Si相在α-Al基体及枝晶界析出的数量显著增加,起到了提高强度的作用;但微米尺度富Fe相的析出对塑性产生了负面影响.在基板预热温度设置为135 ℃时,制备的AlSi9Mg1ScZr合金在0°方向上屈服强度高达360 MPa、抗拉强度高达502 MPa、伸长率为7％;90°方向上屈服强度高达331 MPa、抗拉强度高达511 MPa、伸长率为5.4％.本研究通过提高基板预热温度,在SLM过程中实现了 SLM样品的原位时效,改善了 SLM制备AlSi9Mg1ScZr合金的微观组织,在不经过后续热处理的情况下,大幅降低了残余应力,得到了超高强度的AlSi9Mg1ScZr合金样品.

    选区激光熔化AlSi9Mg1ScZr合金基板预热微观组织力学性能

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    B4C-TiB2-SiC-TiC复合陶瓷钎焊接头微观组织与力学性能

    钟志宏袁东立朱文静魏仁伟...
    1086-1094页
    查看更多>>摘要：采用Ag-Cu-Ti钎料及Ag-Cu-Ti+B4C复合钎料对高性能B4C-TiB2-SiC-TiC(BTST)复合陶瓷进行了钎焊连接,分析了 Ag-Cu-Ti钎料在复合陶瓷表面的润湿行为,研究了钎焊温度、保温时间以及B4C含量对接头界面组织及力学性能的影响.结果表明:钎料对BTST复合陶瓷具有良好的润湿性,界面反应主要发生在Ti与复合陶瓷之间,反应产物主要为TiC和TiB.钎焊温度和保温时间显著影响钎焊接头的界面组织和力学性能.随着钎焊温度的提高或保温时间的延长,BTST复合陶瓷侧界面反应层逐渐增厚,钎缝组织趋向于形成Ag-Cu共晶组织,钎焊接头弯曲强度先升高后降低.随着钎料中B4C含量的增加,接头中陶瓷侧反应层厚度急剧降低,钎缝区域组织得到细化,接头强度先升高后降低.当添加B4C颗粒含量(质量分数)为1％,钎焊温度890 ℃,保温时间15 min时,钎焊接头弯曲强度最高为314.2 MPa.

    复合陶瓷碳化硼钎焊微观组织弯曲强度

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    酸蚀刻剂对钛基体及其IrO2-PbO2涂层表面形貌及电化学性能的影响

    周键蔺文文韦程嘉李绘如...
    1095-1102页
    查看更多>>摘要：采用热分解法制备Ti/IrO2-PbO2阳极,深入研究硫酸、硝酸、盐酸、草酸、盐酸/草酸蚀刻顺序对Ti/IrO2-PbO2阳极性能的影响规律,借助场发射扫描电子显微镜、X射线衍射、循环伏安法、线性扫描伏安法、电化学交流阻抗谱、加速寿命试验等考察钛基体及氧化物涂层的形貌、结构及电化学行为.结果表明:钛基体在双酸中的腐蚀效果优于单酸,获得更致密更均匀的表面结构.双酸腐蚀使钛表面拥有完整的TiHx晶型,有助于提高涂层负载量,增强活性层与基体的结合力.改变双酸蚀刻顺序对阳极电化学性能有一定的影响.草酸/盐酸蚀刻剂处理Ti/IrO2-PbO2阳极具有最佳的电催化活性与最长的加速寿命.

    酸蚀刻Ti/IrO2-PbO2阳极电化学性能表面形貌

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    超声振动对W形金属密封环滚压成形不均匀变形的影响

    郭正华史明智赵刚要张冉阳...
    1103-1110页
    查看更多>>摘要：为了提高W形金属密封环的成形质量,对W形金属密封环的超声振动滚压成形过程进行了研究.基于ABAQUS/Explicit有限元仿真软件,搭建了 W形金属密封环超声振动辅助滚压成形三维有限元模型,研究了超声频率对环件不均匀变形的影响.结果表明:随着超声频率的增加,环件的应力不均匀度呈现先增后减的规律;环件的应变不均匀度呈现先略微减小,然后激增,再减小的规律;壁厚不均匀度呈现先减小,后增大,再减小的趋势.其中在超声频率为30与40 kHz时环件变形不均匀程度显著增大,这是由于环件产生了起皱现象造成的;通过对截面的应力、应变和壁厚不均匀分析,证明了波峰与波谷位置是成形过程中的关键部位.

    超声振动滚压成形高温合金壁厚减薄率W形密封环

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