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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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    钛合金弹性性质的多尺度模拟

    陈伟牛丽娜薛婷张素芳...
    1909-1916页
    查看更多>>摘要：钛合金弹性性质因其组成成分以及组织结构的差异而不同.本研究基于多尺度弹性响应本构模型,以双相α+β钛合金为例,理论预测了钛合金在载荷作用下的等效弹性响应,理论计算了不同相含量的钛合金等效弹性性质参数,如等效弹性模量(E)、等效体积模量(K)、等效剪切模量(G)以及等效泊松比(v),揭示了相含量对钛合金弹性性质的影响机制.与不同细观力学模型以及实验测量值的比较表明,双相钛合金(E)受α相的影响较大,随α相的降低,近似从111.1 GPa逐渐降至87.5 GPa;(K)、(G)以及(v)受β相的影响较大,随β相的增加,(K)近似从104.2 GPa增至117.2 GPa,(G)从42.0 GPa降至31.8 GPa,(v)从0.322增至0.376.模型预测值与实验测量值大致相当,从而证实了该模型的准确性.

    钛合金弹性性质多尺度模拟

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    CNTs添加量对原位自生Ti2AlC增强Ti-48Al-2Cr-2Nb合金组织与力学性能的影响

    唐傅浩朱冬冬王晓红马腾飞...
    1917-1927页
    查看更多>>摘要：采用真空电弧熔炼炉制备了原位自生Ti2AlC增强Ti-48Al-2Cr-2Nb合金,研究了 CNTs含量对TiAl基合金的组织演变和力学性能的影响.结果表明,随着CNTs含量的增加,合金的凝固路径向高Al方向移动,γ相含量增多,与此同时片层组织逐渐细化,Ti2AlC的长径比逐渐减小.在固溶强化、细晶强化以及Ti2AlC析出相强化的作用下,合金的力学性能得到显著提高.随着CNTs含量的增加,合金的维氏硬度由3512.3±188.2 MPa提高到了 4199.3±226.4 MPa.合金的室温压缩强度和高温压缩强度均随着CNTs含量的增加先增加后减小.当CNTs添加量为1.0％(质量分数)时,其室温压缩强度和最大应变分别达到1890.61 MPa和29.09％,分别提升54.95％和28.31％.在800℃压缩中,合金的硬化和软化效果受CNTs含量影响,1.0％CNTs的合金表现出最高的压缩强度,相比于未添加CNTs时提升约31.42％,而1.5％CNTs的合金在不影响压缩强度的情况下表现出较好的软化效果.

    TiAl合金CNTs组织演变力学性能

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    AZ31B镁合金板材纵波与平辊轧制宏观织构演变

    郑仁辉刘江林贾睿杨冬冬...
    1928-1936页
    查看更多>>摘要：为探究纵波轧制(LR)对AZ31B镁合金板材基面织构的影响,对AZ31B镁合金板材进行400 ℃/20 min和450 ℃/20 min热处理以及振幅0.35 mm,周期4 mm的纵波波纹辊和平辊轧制.采用XRD对热处理及轧制后的板材进行宏观织构表征,运用极图及ODF对织构演变进行了分析,同时对金属在轧制变形区的变形行为进行了仿真分析.结果表明:板材热处理后,400 ℃下的｛0002｝极图中极密度最大值由11.21降到8.41,450 ℃下降到7.08,450 ℃下热处理后的织构强度弱于400℃;LR后板材的基面织构显著弱化,大量晶粒向RD、TD方向发生了偏转,其中向RD方向最多偏转30°,向TD方向最多偏转40°,400 ℃下的{0002｝峰值织构强度降到4.33,450 ℃下降到5.62,400 ℃下LR的织构弱化效果比450 ℃更明显;二道次轧制后的板材,450 ℃下的基面织构强度要弱于400 ℃.分析表明:LR使得晶粒的c轴取向由ND向TD、RD方向发生了偏转,这是由于LR过程中存在类似于异步轧制过程中的"搓轧区",其中产生的剪切力使晶粒沿RD方向发生偏转,弯曲和挤压复合变形下金属流动和剪切促进晶粒TD取向.

    AZ31B镁合金板材纵波-平辊轧制有限元宏观织构

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    动态拉伸下TA2纯钛的Taylor-Quinney系数研究

    程青叶董新龙付应乾周刚毅...
    1937-1943页
    查看更多>>摘要：金属塑性热耗散仍是一个未完全解决的问题,如现有文献中关于功-热转换系数及其应变、应变率相关性的实验结果并不一致.本研究对TA2工业纯钛在0.1～100 s-1应变率下拉伸过程的热耗散特性开展研究,采用数字图像相关法(DIC)及红外测温同步测试系统对平板拉伸试样的变形及温度场演化过程进行分析.结果表明,当应变率大于1s-1时,在试样拉伸颈缩前,可近似为绝热状态.TA2工业纯钛的Taylor-Quinney系数β的应变率效应不敏感,但并不是一个常数,而是随应变演化的.在加载初始阶段β随应变增大而增大,至拉伸应变0.08左右时达到最大值0.92;随后β随应变发展逐渐减小,至应变0.3时β减小为0.8左右.不同变形阶段试样的EBSD微观分析表明,Taylor-Quinney系数的变化与材料变形过程孪晶及微观组织演化相关.

    热力耦合Taylor-Quinney系数拉伸试验红外热成像

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    Mg-Nd合金室温和深冷变形行为的研究

    陈豪彭丽丽李建冬张静...
    1944-1952页
    查看更多>>摘要：采用准原位电子背散射衍射(EBSD)、滑移迹线法和晶内取向轴法(IGMA),研究了轧制退火态Mg-Nd合金板材在室温(RT)和-150 ℃深冷(CT)条件下沿轧制方向压缩过程中的变形行为.结果表明:变形温度不影响孪生模式,但会显著影响孪生形核率以及滑移模式.相比于RT压缩,经相同的压缩变形(4％),CT压缩显著增大了样品变形过程中的局部应力,导致孪晶形核率提高了约10％,孪晶界总长度提高了约8％,并促进了非基面滑移,其比例由RT压缩时的45.5％增加至CT压缩的65.9％,此外,低温抑制了压缩变形过程中的基面<a>滑移,其比例由RT压缩的54.5％降低至CT的34.1％.

    变形温度变形行为EBSD滑移迹线IGMA

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    基于SLM成形的TC4钛合金点阵结构设计及压缩行为研究

    吴佳豪徐峰王欢乐景然...
    1953-1961页
    查看更多>>摘要：采用选区激光熔化(SLM)技术成形TC4钛合金均匀与梯度点阵结构,研究了不同杆径(0.8～1.2 mm)、单胞类型(bcc、fcc、fbcc)、添加竖向支杆(bccz、fccz、fbccz)对均匀与梯度点阵结构压缩性能及能量吸收的影响规律.结果表明:1.2 mm杆径点阵结构性能最优;fccz与fbccz点阵结构分别在同质量与同体积下具有最佳的性能;竖向支杆的存在能够大幅地增强点阵结构在特定加载条件下的性能;均匀点阵结构在失效前的压缩性能与能量吸收优于相同相对密度及应变的梯度点阵结构.由于梯度点阵结构逐层断裂的特性,在50％及更大应变的状态下具有更优的性能,更适于应用在吸能装置.

    选区激光熔化点阵结构TC4钛合金压缩性能吸能特性

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    1000和1100℃下多弧离子镀Cr涂层Zr-4合金的高温蒸气氧化行为

    刘世宏肖魏魏罗彪黄景昊...
    1962-1969页
    查看更多>>摘要：Cr涂层锆合金包壳是提高轻水反应堆燃料组件抗高温氧化性能的重要方法.本工作旨在研究Cr涂层Zr-4合金在水蒸气环境中的高温氧化行为,采用多弧离子镀工艺制备Cr涂层Zr-4合金样品,在1000和1100 ℃水蒸气环境中开展高温氧化实验,采用高精度天平获得样品氧化增重,采用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)测试分析样品的表面与截面微观形貌、元素分布、物相及Cr-Zr扩散层厚度.结果显示,多弧离子镀制备的Cr涂层Zr-4合金样品表面存在大量尺寸不等的大颗粒,Cr涂层沿着(110)晶面择优生长.高温蒸气单位面积氧化增重与时间近似遵循抛物线规律,1100℃的蒸气氧化速率明显高于1000 ℃,相同温度下Cr涂层Zr-4合金的氧化速率低于无涂层Zr-4合金.高温蒸气氧化后,样品表面生成晶须状氧化物,且氧化物间存在大量微孔.在1100 ℃高温蒸气氧化3和4h后,样品表面被氧化生成蠕虫状的团状物.样品截面呈层状结构,由外向内分别为Cr2O3层,Cr涂层,Cr-Zr扩散层,α-Zr(O)层(ZrO2层).但表面Cr2O3层的厚度并不是随着氧化时间的增加而同步增加的,而Cr-Zr扩散层的厚度随氧化温度和氧化时间的增加而增大,且与氧化时间基本呈线性关系.因此,采用多弧离子镀制备的Cr涂层Zr-4合金在1000和1100 ℃下表现出良好的抗高温蒸气氧化性能.

    Cr涂层Zr-4合金高温蒸气氧化氧化速率Cr-Zr扩散多弧离子镀

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    Fe2-xCrMnAlxCu高熵合金的组织与性能

    马凯张华倩张维冯力...
    1970-1977页
    查看更多>>摘要：本研究将Fe、Al作为联合变量进行微调,检测并分析Fe、Al共同变化对Fe2-xCrMnAlxCu(x=1.3,1.4,1.5,1.6,1.7)高熵合金的相结构、微观组织、压缩性能、硬度、摩擦性能的影响.结果表明,Fe2-xCrMnAlxCu高熵合金的枝晶间及枝晶组织均由bcc相构成,且枝晶内部析出有序bcc结构的FeAl相.随着Fe含量减少,Al含量的增加,其析出物含量略微增加,使得Fe2-xCrMnAlxCu高熵合金的硬度不断增加.当x=1.6时,高熵合金的综合性能达到最佳,屈服强度为1205.43 MPa,抗压强度为 1431.52 MPa,变形率为 9.06％.

    高熵合金组织结构析出物力学性能

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    高热稳定性Zr60Al10Co22Ag8非晶合金团簇状非晶相形成与分解

    万义兴刘亚南程延海
    1978-1984页
    查看更多>>摘要：通过引入具有正混合焓和大原子尺寸差的Co-Ag原子对、降低Zr元素含量,设计出一种高热稳定性的Zr60Al10Co22Ag8非晶合金,采用真空熔融甩带法制备出合金非晶条带.将非晶条带在不同温度下进行退火,通过X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)和透射电子显微镜(TEM)等手段研究了非晶条带的结构特征、晶化行为,探讨了 Zr6oAl10Co22Ag8非晶合金中团簇状非晶相的形成及其对合金热稳定性的作用.结果表明,Zr60Al10Co22Ag8熔纺条带形成了完全非晶相(fully amorphous phase,am),加热时存在2个结晶放热峰.在高于第1次放热开始温度(Tx1)下退火后形成了团簇状非晶相(clustered glass phase,C-glass),即使退火时间高达24 h,Zr6oAl10Co22Ag8合金仍表现为原子排布无序结构.其晶化行为为:[am]→[C-glass]→[C-glass,+A12CoZr6+AgZr+Ag2Al]→[A12CoZr6+AgZr+AlZr3](其中,C-glass'为结晶残余团簇状非晶相).具有正混合焓和大原子尺寸差的Co-Ag原子对的大量存在,导致组成元素长程重排困难,使得团簇状非晶相抵抗晶化的能力极高.这种形成团簇状非晶相、在较宽退火条件下具有抵抗晶化能力的非晶合金,为新型耐热非晶合金提供了新的设计思路.

    非晶合金热稳定性团簇状非晶相相分解

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    镍基高温合金粉末的室温吸氧特性与高温氧化行为

    钟伟杰焦东玲刘仲武许文勇...
    1985-1991页
    查看更多>>摘要：研究了不同粒径镍基高温合金粉末的球形度、比表面积、氧含量、表面氧状态和高温氧化特征,总结了粉末在室温下的吸氧特性与高温氧化行为.将氩气雾化粉末筛分为小于30、30～49、50～60、61～73和74～105 μm等不同粒度.发现粒径为61～73 μm的粉末平均球形度最低,比表面积最小,且氧含量最低;粒径为30～49 μm的粉末球形度最高,比表面积最大;但粒径小于30 μm的粉末氧含量最高.粉末在950 ℃高温氧化的过程可分为2个阶段:氧化初期(0～12h),粉末表面形成致密的NiO、Cr2O3和TiO2混合氧化层;氧化后期(大于12h),混合氧化层脱落,抗氧化性失效.氧化24 h后氧化层明显脱落并暴露基体,抗氧化性彻底失效.高温暴露100h后,粉末己氧化为NiO,表面无明显层状氧化物.

    镍基高温合金粉末比表面积氧含量高温氧化

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