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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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    温度场作用下Fe-Cr合金中空洞演化与迁移的相场模拟

    朱伟程大钊刘彩艳马聪...
    2193-2199页
    查看更多>>摘要：堆芯关键部件材料Fe-Cr基奥氏体钢在高温和辐照环境下长时服役,辐照空位簇聚形成空洞导致辐照肿胀和硬化现象.本模拟采用相场方法耦合中心温度场和一维温度场研究Fe-Cr合金空位簇聚和空洞演化行为.计算结果表明,中心温度场下,温度梯度促使空位向中心温度高的区域迁移,导致中心高温区域空位浓度高,优先出现空洞形核,空洞尺寸大,低温区域空位浓度低,空洞尺寸小;一维温度场下,体扩散机制控制下,空洞的迁移速度与温度梯度正相关,与初始孔径无关;表面扩散机制控制下,空洞的迁移速度与温度梯度正相关,与初始孔径负相关.该研究结果启发局域组织老化引起的导热不均材料或宏观温度梯度下服役部件的组织和性能预测.

    温度场相场空洞迁移体扩散表面扩散

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    物理法/化学法退除NiCoCrAlYHf涂层对DD6合金表面组织结构的影响

    张彬蔡妍刘嘉曦赵文君...
    2200-2204页
    查看更多>>摘要：本实验采用真空电弧镀工艺在第二代镍基DD6单晶高温合金表面沉积了 NiCoCrAlYHf(HY5)涂层,分别采用物理吹砂法与化学溶液浸泡法去除表面涂层,对比研究二者对涂层的去除效果及对基体合金的影响程度.结果表明:涂覆的涂层厚度约20µm,主要由β和γ'相组成;经物理法或化学法处理后,基体表面无涂层残留,原始涂层均被完全去除.在物理法吹砂颗粒的切削作用下,基体合金表面宏观上呈现凹凸形貌,微观上沿<110>取向变形产生形变层;物理法破坏了基体合金表面完整性,对基体损伤较大.化学法处理仅在局部区域产生γ'相损伤层,对基体损伤较小.

    涂层退除物理法化学法DD6合金组织结构

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    加热工艺对难变形高温合金U720Li中γ'相溶解及晶粒长大行为的影响

    武金江赵广迪姜昊源孙乙轩...
    2205-2216页
    查看更多>>摘要：变形前的加热工艺对高温合金的热加工性能具有重要影响.本研究通过开展等温加热实验研究了难变形高温合金U720Li中γ'相特征及晶粒组织随加热温度及保温时间的演变行为,进而为改善其热加工性能提供理论指导.为了更准确地描述γ'相和晶粒的特征,本实验采用电解腐蚀与化学腐蚀试样相结合的方法开展研究.结果表明,一次γ'的面积分数及尺寸随加热温度的升高及保温时间的延长逐渐减小.细小二次γ'比粗大一次γ'更易溶解,前者在1100 ℃保温30min就可完全溶解,而后者在1180 ℃保温30 min才能完全溶解;一次γ'的不断溶解减弱了其对晶界的钉扎作用,导致合金的平均晶粒尺寸随加热温度升高及保温时间的延长逐渐增大,且在1180 ℃(高于γ'溶解温度)短时保温就发生了晶粒异常长大现象,形成混晶组织.最后,根据不同加热条件的晶粒长大行为,建立了 U720Li合金在1050～1160 ℃的晶粒长大动力学模型.

    U720Li合金加热工艺γ'相晶粒长大

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    GH5188高温合金TLP接头等温凝固过程数值计算

    滕俊飞伍大为李家豪周惠焱...
    2217-2222页
    查看更多>>摘要：瞬间液相扩散焊接过程中一个重要的参数是完全等温凝固所需的时间,本研究选用自主研制的KCo10钴基中间层进行试验,在1130、1150和1180 ℃(1403、1423和1453 K)的温度下进行了不同保温时间的焊接.以共晶液相两侧的固溶体作为边界,测量平均非等温凝固区域快速凝固区(ASZ)尺寸.通过测量ASZ的尺寸随焊接时间的平方根变化的情况,采用数据拟合的方式得出ASZ尺寸与结合时间的线性关系,然后基于菲克第二定律随时间变化的扩散方程建立等温凝固过程的数学模型,对等温凝固时间tIS进行模拟求解,从而预测等温凝固所需时间,并经过实验验证了数学模型预测等温凝固时间的准确性.

    瞬间液相扩散焊等温凝固过程GH5188菲克第二定律

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    时效处理对冷锻Co-Cr-W-Ni-Mo合金组织演变及强韧性影响

    王中琳龚志华李权包汉生...
    2223-2231页
    查看更多>>摘要：对冷锻Co-Cr-W-Ni-Mo合金进行了 400～900 ℃时效处理,结合扫描电镜、透射电镜、XRD及化学相分析等手段研究了 Co-Cr-W-Ni-Mo合金在时效过程中碳化物、亚结构、hcp相及层错演变,并分析了其变化对强韧性的影响.结果表明:合金经600 ℃时效2 h具有高的强度及硬度、同时保持较好的塑性及韧性,时效后析出M23C6及M6C两种碳化物,M23C6的析出温度范围为600～800 ℃,M6C开始明显析出的温度为700 ℃,碳化物的析出导致强度硬度升高,但900 ℃大量M6C呈网状沿晶界和变形带析出会同时降低强度及塑性.600 ℃时效时fcc相通过形成层错降低能量保持稳定性从而使层错密度增加而提高强度及塑性.hcp相在800 ℃时效后逆转变为fcc相使应变诱导马氏体转变强化效果消失,同时在此温度下发生再结晶导致冷变形组织消失使强度进一步下降,该合金的再结晶形核机制为凸出机制、亚晶界迁移及亚晶合并3种形核机制共同作用.

    钴基高温合金时效处理力学性能亚结构层错

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    C/C复合材料与Invar合金钎焊接头组织性能研究

    潘苏燕钟志宏宋奎晶梁水保...
    2232-2240页
    查看更多>>摘要：C/C复合材料是一种重要的航空航天和核结构材料,实现其与金属材料的连接可以克服其成本高和成形加工困难的问题.本研究采用Cu-Sn-Ti活性钎料钎焊C/C复合材料与Invar合金,研究了钎焊温度和保温时间对接头组织、剪切强度和断裂行为的影响.结果表明,在C/C复合材料一侧,Cu-Sn-Ti与C/C形成TiC反应层并实现连接,同时Cu-Sn-Ti会渗透进C/C复合材料中,形成凹凸不平的钉扎界面并强化接头;在Invar合金一侧,Cu-Sn-Ti与其相互溶解扩散并发生反应,形成良好界面结合;钎焊接头组织结构为Invar合金/Cu(s,s)+Fe2Ti+Ni3Ti+Ti6Sn5/Fe2Ti+CuTi+Cu3Sn/TiC+Cu(s,s)/C/C 复合材料.在钎焊温度为 930 ℃保温 10 min 时,接头剪切强度最高,为61 MPa,明显高于目前报道的C/C复合材料与金属的钎焊连接强度.

    C/C复合材料Invar合金钎焊微观组织剪切强度

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    不同相组成近β钛合金Ti-3Al-5Mo-4Nb-4Cr-2Zr的应力腐蚀行为

    王川张浩宇陈立佳周舸...
    2241-2249页
    查看更多>>摘要：海洋工程用近β钛合金在海水中易发生应力腐蚀开裂,合金相组成对其应力腐蚀行为具有显著影响.本实验通过对近β合金Ti-3Al-5Mo-4Nb-4Cr-2Zr进行3种不同工艺的热处理,使合金具有不同的3种相组成,利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析显微组织,并进行电化学实验与慢应变速率拉伸实验,研究相组成不同时合金的应力腐蚀行为.结果表明,在β相区固溶处理后,合金为全β相组织(Pβ);500 ℃/6 h时效处理后,于β基体析出细小且间距较小次生α(αs)相(Pβ+fα);650 ℃/6h时效处理后,于β基体析出了粗大且间距较大αs相(Pβ+cα).Pβ+cα的自腐蚀电位相对最小、腐蚀电流密度相对最大、容抗弧仰角及0.01 Hz下阻抗模量相对最小,其耐腐蚀性相对最差,相对更优的依次为Pβ+fα和Pβ.应力腐蚀敏感性指数由高到低依次为Pβ+cα、Pβ+fα、Pβ.应力腐蚀断口表面出现韧窝、微裂纹、撕裂棱以及小平面,表明发生了高度位错运动和局部塑性变形.应力腐蚀开裂主要由氢吸附诱导位错发射(AIDE)和氢加速局部塑性变形(HELP)机制主导.αs相间距减小有利于降低合金应力腐蚀开裂倾向.

    近β钛合金次生α相应力腐蚀行为

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    MNxO4-x作为ORR/OER活性位点的电催化性能研究

    卫诗倩刘馨蕊赵云舒陈茂霞...
    2250-2258页
    查看更多>>摘要：目前开发双功能电催化剂是解决金属-空气电池和燃料电池氧电极电化学过程缓慢及能量转化效率低等问题的重要手段之一,其中负载过渡金属单原子的氮掺杂石墨烯材料(M-N-C)被认为是最有希望替代贵金属的催化材料.研究表明M-N-C催化剂的高活性归因于其中过渡金属-氮氧配合物(MNxO4-x)的存在,为了探究 MNxO4-x配位结构对材料催化性能的影响,本研究基于第一性原理,通过在Fe-N-C材料中引入氧构建不同的FeNxO4-x(x=0,1,2,3,4)配合物,研究金属原子的配位数x对氧还原反应(ORR)和氧析出反应(OER)催化性能的影响.结果表明,具有FeN4配位结构的Fe-N-C材料热力学稳定性及ORR/OER催化性能最佳.此外,本研究通过变换过渡金属的种类,即锰、铁、钴、镍、铜(M=Mn、Fe、Co、Ni、Cu),研究过渡金属的种类M对MN4催化活性的影响.研究发现,具有CoN4配位结构的M-N-C材料热力学稳定,且相较于其他 MN4其ORR和OER催化性能最佳.本研究结果可为调节过渡金属单原子的配位环境,设计高效双功能电催化剂提供理论参考.

    氮掺杂石墨烯过渡金属单原子氧还原反应析氧反应第一性原理

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    基于TiO2/Ag/TiO2结构的高透光红外隐身薄膜研究

    王龙汪刘应王文豪刘顾...
    2259-2266页
    查看更多>>摘要：为了解决可见光与红外兼容隐身的光学特性选择调控难题,基于TiO2/Ag/TiO2堆叠膜层结构集成诱导透射、辐射抑制等光学效应协同作用,提出一种可见光高透射与红外低辐射兼容的新型隐身材料,并开展结构特征对可见光透过率与红外反射率的影响机制研究,进而优化设计与制备高透光红外隐身薄膜结构,并对其兼容性隐身性能测试表征.研究表明,经优化设计的TiO2/Ag/TiO2结构各膜层厚度为30/18/35 nm时,石英基底样品的可见光平均透射率与中远红外平均反射率分别可达81.51％、90.78％,具备高水平的可见光透视与高温红外辐射抑制能力;柔性(C10H8O4)n(PET)基底样品的可见光平均透射率与中远红外平均反射率分别可达65.68％、84.46％,具备较好的透视度、遮阳与红外辐射抑制综合能力,并有高柔性曲面共形能力.该研究成果可为多频谱兼容光学隐身材料设计及应用提供重要的技术支撑.

    多频谱兼容隐身高透光红外低辐射膜层结构

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    化学短程有序在晶界处的作用及其对Al0.5CoCrFeNi合金拉伸和抗辐照性能影响的分子模拟

    柴小松袁力军李光磊李婧...
    2267-2274页
    查看更多>>摘要：多主元合金中的化学短程有序结构已被视作有效的合金强化手段,而化学短程有序也会对晶界处元素分布产生影响.为研究其对合金性能的影响,采用分子动力学方法研究了几种典型晶界处的化学短程有序对Al0.5CoCrFeNi合金拉伸和抗辐照性能的影响.通过位错分析及点缺陷分析阐明了相关影响机理.结果表明,错配度越高的晶界其晶界处的元素偏聚越明显.化学短程有序能够提升双晶的拉伸性能及抗辐照能力,特别是对于含错配度较大晶界的双晶,晶界能够有效吸收辐照产生的间隙原子.

    化学短程有序多主元合金晶界分子动力学

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