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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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    超细晶挤压态FGH4113A高温合金等温锻造过程中的本构特性及组织演变

    李远何英杰马向东杨金龙...
    2275-2284页
    查看更多>>摘要：锻造是先进航空发动机粉末涡轮盘制备的关键成型工艺.合金的化学成分和挤压工艺很大程度上决定了挤压态合金的组织.新型镍基粉末高温合金FGH4113A(WZ-A3)热挤压之后晶粒度达到13级以上,挤压态合金呈现γ+γ'双相组织.细小均匀的双相组织为更为广阔的等温锻造工艺窗口提供可能.本研究采用超细晶挤压态合金FGH4113A进行温度分别为1000、1040、1080和1120 ℃,应变速率为0.001、0.01和0.1 s-1的Gleeble热压缩试验,压缩量为60％.结果表明合金试样在所有压缩条件下均未发生开裂,体现超细晶挤压态合金FGH4113A有广阔的等温锻造工艺窗口.合金的平均激活能仅为515.375 kJ/mol.低应变速率下(0.001 s-1),试样真应力-真应变曲线呈现出稳态流变特性;高应变速率下(0.1s-1),试样的真应力-真应变曲线呈现出加工硬化到再结晶软化的变化.γ'相对变形温度敏感,高的变形温度会引发γ'相的溶解而导致再结晶晶粒的长大.此外,超细晶挤压态合金FGH4113A在等温锻造过程中主要再结晶方式为不连续动态再结晶.本研究为超细晶挤压态合金FGH4113A的锻造工艺制定提供了实验依据.

    超细晶热挤压FGH4113A高温锻造组织演变

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    导电氮化物改性氧化钨催化剂对锂硫电池电化学性能的影响

    姚德坤罗琴姜璐璇胡歆...
    2285-2292页
    查看更多>>摘要：通过浮动催化CVD法在制备碳纳米管(CNTs)堆叠成膜过程中喷洒前驱体WCl6乙醇溶液,自然风干成膜后,将膜水热处理并煅烧即可得到WO2.9-W2N/CNTs复合膜.W2N可改善WO3的导电性,WO2.9与WO3比较,其氧缺陷可为Li2S沉积提供更多活性位点,WO2.9-W2N还可与多硫化物(LiPSs)形成Li-O、Li-N键,使基体对LiPSs的化学吸附与锚定增强.以复合膜为正极的锂硫电池在0.2 C倍率下500次循环后,放电比容量依然保持大于850 mAh·g-1,说明合成的WO2.9-W2N对电池电化学反应时的催化效果明显.

    碳纳米管锂硫电池催化转化吸附锚定活性位点

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    退火处理对粉末冶金Ti2AlNb合金电子束焊接接头显微组织和拉伸性能的影响

    尹续臣陈志勇王清江刘建荣...
    2293-2300页
    查看更多>>摘要：研究了焊态和退火处理态粉末冶金Ti2AlNb合金电子束焊接接头的显微组织与拉伸性能.结果表明,焊态下熔合区为单一 B2相,由粗大的柱状晶和等轴晶组成.经800～900 ℃焊后退火处理后,熔合区B2相内析出板条O相,形成O+B2相两相结构,随着退火温度升高,熔合区内O相尺寸增加,O相体积分数变化不大.焊接接头中熔合区显微硬度高于母材,焊后退火处理后,熔合区显微硬度升高,随着退火温度升高,熔合区显微硬度逐渐降低.焊态下,焊接接头表现出较高的室温拉伸强度和塑性,但在650 ℃高温拉伸时,焊接接头试样在未达屈服点时即在熔合区发生脆性断裂.经焊后退火处理,焊接接头室温拉伸强度和塑性略有降低,高温拉伸强度和塑性均显著改善,高温抗拉伸强度随退火温度升高而逐渐增加.

    粉末冶金Ti2AlNb合金电子束焊接接头退火处理显微组织拉伸性能

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    Laves相NbCr2/Nb两相合金的热变形行为及基于响应面法的变形工艺参数优化

    王双见鲁世强王克鲁邓丽萍...
    2301-2313页
    查看更多>>摘要：Laves相NbCr2/Nb两相合金因具有作为高温结构材料应用的潜力而引起了较广泛的关注.本研究基于合金在1273～1473 K和0.001～0.1 s-1条件下的等温恒应变速率压缩实验数据,分析了 Laves相NbCr2/Nb两相合金的流变应力行为,计算了热变形激活能Q、功率耗散效率η和失稳因子ξ((ε));建立了以变形工艺参数为输入变量,Q、η和ξ((ε))为响应目标的响应面模型,并基于多目标优化获得了适宜的变形工艺参数窗口条件.结果表明,Laves相NbCr2/Nb两相合金为正应变速率和负温度敏感材料;在所研究的工艺参数范围,Q、η和ξ((ε))值分别在156.9963～659.3012 kJ/mol,0.0130～0.8127和-0.6229～0.6359范围波动,这说明合金的塑性变形能力对工艺参数变化敏感;所建立的Q、η和ξ((ε))响应面模型具有较高的预测精度,其决定系数R2分别达到0.992、0.999和0.953,平均绝对相对误差AARE分别为1.29％,0.63％和11.5％;变形工艺参数对Q的交互影响顺序(从大到小)为:变形温度/应变速率＞应变速率/真应变＞变形温度/真应变,而变形工艺参数对η和ξ((ε))的交互影响顺序基本相同,即,变形温度/应变速率＞变形温度/真应变＞应变速率/真应变;基于低Q,高η和ξ((ε))的多目标优化而获得的适宜变形工艺窗口条件为1440～1473 K和0.001～0.05 s-1,最佳变形工艺条件在1473 K、0.001 s-1附近.对最佳变形工艺条件下的微观组织验证表明,基于多目标优化获得的变形工艺窗口条件是正确的.

    Laves相NbCr2/Nb两相合金热变形激活能功率耗散效率失稳因子响应面变形工艺参数优化

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    双相不锈钢水下湿法激光焊接接头组织及其失效行为

    尤家玉胡晨玙张振海王晓强...
    2314-2320页
    查看更多>>摘要：针对水下湿法激光焊接有效水深小、焊缝质量不高问题,使用一种自主设计制备的助焊剂,利用激光焊接系统在6mm 模拟海水中采用湿法焊接方式成功连接了 5mm 厚的0Cr25Ni6Mo3N双相不锈钢.焊接后利用金相显微镜观察了焊接接头顶部、中部、底部焊缝(FZ)和热影响区(HAZ)的微观组织,分析组织演变机理.计算焊接接头各区域奥氏体相比例,发现大部分区域奥氏体明显减少,偏离母材平衡数值,结合各区域组织形貌特征分析了这一问题的原因,给出了促进奥氏体生长、保持两相比例平衡的建议.实验后对焊缝拉伸断裂类型和摩擦磨损失效行为进行了分析,测得试样平均拉伸强度为810.7 MPa,达到母材(BM)拉伸强度的95.3％,平均伸长率为34.4％,断口微观组织显示有明显解理台阶和部分韧窝,失效机制为混合断裂;焊缝平均稳定摩擦系数约为0.557,减摩性优于母材,磨损失效机制为三体磨粒磨损.

    双相不锈钢湿法激光焊接组织演变奥氏体相比例拉伸失效磨损失效

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    碳纳米管对PDC热稳定性及力学性能的影响

    高中堂段迪彭腊梅丰德友...
    2321-2330页
    查看更多>>摘要：由于现代石油、煤田开采的环境愈加复杂,对钻头的耐热性与抗冲击韧性提出了更高的要求.而聚晶金刚石复合片(polycrystalline diamond compact,PDC)作为钻头工作的核心零部件,会直接影响钻头的使用寿命.在实际的工况中,PDC往往会以断裂和耐热性差的形式失效.碳纳米管具有优异的力学性能、化学稳定性和热稳定性,将碳纳米管引入PDC层中,可以解决PDC中抗冲击韧性差、热稳定性差的问题.本研究采用碳纳米管作为PDC的增强相,在高压和高温(5.5 GPa和1300 ℃)的条件下制备PDC复合材料,烧结时间为90s.对PDC复合材料的微观结构、元素分布、相组成进行了表征,分析了碳纳米管对复合材料力学性能和热稳定性的影响.结果表明,碳纳米管添加量为1.4％(质量分数)的PDC抗冲击韧性从400 J提升到550 J,比原始PDC的抗冲击韧性高37.5％,PDC复合材料抗冲击韧性的提高归因于碳纳米管在裂纹偏转过程中的拔出和桥接.碳纳米管添加量为1.6％的PDC耐热性从原始的704 ℃提高至813 ℃,摩擦系数从0.064降低到了 0.048,磨耗比达到159.69×104,比原始PDC提高了 59.64×104.

    聚晶金刚石复合片碳纳米管抗冲击韧性热稳定性摩擦系数

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    FexCr5Al合金在模拟失水事故下的氧化行为研究

    张文怀姚美意林晓冬王皓瑜...
    2331-2342页
    查看更多>>摘要：本研究熔炼制备了 4种FexCr5Al(x=13、15、17、18,质量分数,％)合金,采用配有蒸汽发生器的热重分析仪研究了 4种合金在1000和1200 ℃蒸汽中氧化2 h的行为.采用XRD、FIB/SEM、EDS和TEM观察分析腐蚀后样品的显微组织、晶体结构和成分.结果表明,4种合金在两种温度下氧化时,氧化动力学曲线均遵循抛物线规律,增加Cr含量合金的抛物线速率常数降低,改善了合金的抗高温蒸汽氧化性能;4种合金的氧化膜均为脊状形貌,主要由α-Al2O3组成.随Cr含量的增加,氧化膜中的孔隙减少,氧化膜与基体的结合性变好,说明增加Cr含量可以提高氧化膜的致密性和结合力,有助于形成均匀且致密的Al氧化膜,从而提高合金的抗高温蒸汽氧化性能.

    FeCrAl合金高温蒸汽氧化显微组织氧化膜

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    选区激光熔化TiC/AlMgSc复合材料组织与性能研究

    杨倩张建勋孙苗李惠...
    2343-2350页
    查看更多>>摘要：采用选区激光熔化成形技术制备了 TiC/AlMgSc铝基复合材料,通过X射线衍射仪、扫描电镜以及万能试验机分析了铝基复合材料相组成、微观形貌、再结晶分布以及力学性能,并理论计算了位错密度和TiC增强相对合金强度的提升值.结果表明:TiC增强颗粒的添加使TiC/AlMgSc复合材料内部位错密度增加了 105％,达到0.72×1014m-2;小于1 μm晶粒和亚晶界比例显著增加,再结晶程度降低;抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到611 Mpa、589 Mpa、11.0％,相比AlMgSc合金屈服强度提升了 70 Mpa,延伸率下降了 1.1％.

    选区激光熔化铝基复合材料AlMgSc合金显微组织力学性能

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    GH4720Li合金混晶组织对高温拉伸性能的影响规律

    王轶博赵张龙王涛冯凯凯...
    2351-2360页
    查看更多>>摘要：通过锻造变形制备了 GH4720Li高温合金不同粗细晶比例的混晶组织,测试了不同组织的650 ℃高温拉伸性能,建立了高温拉伸强度与混晶组织的量化关系,揭示了混晶对高温拉伸性能的影响规律与机制.结果表明:粗晶态GH4720Li合金在高温锻造变形过程中,一次γ'相分布直接影响着混晶组织演化,一次γ'相分布越不均匀,粗晶组织变形后越容易形成混晶组织;合金650 ℃高温拉伸过程中,混晶组织内粗细晶粒尺寸和体积分数会显著影响拉伸性能变化,随着粗晶粒尺寸和体积分数增加,合金高温拉伸强度先缓慢下降、再快速降低,而塑性则下降较快,抗拉强度与粗细晶等效晶粒尺寸呈现出Hall-Petch量化关系,但粗晶尺寸对等效晶粒尺寸的影响高于细晶;混晶组织高温拉伸变形中会形成较多的RD//<111>取向晶粒,粗细晶比例相差越小,形成的RD//<111>取向晶粒数量越少,位错滑移阻碍越大,高温拉伸性能越差.

    GH4720Li高温拉伸性能混晶组织微观组织

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    矿用硬质合金摩擦、腐蚀行为研究进展

    吴玉程汤俊宇杨宇鲁振运...
    2361-2374页
    查看更多>>摘要：硬质合金是一种包括硬质相(WC)和软粘结相(Fe、Co、Ni、HEA等)的金属陶瓷,其耐摩擦、高硬度、热硬性好等优良特性的组合使得硬质合金被广泛应用于矿山、隧道、钻井等地质工程.由于实际服役环境复杂,矿用硬质合金常面临极端恶劣的工况,存在诸多失效机制,例如摩擦、腐蚀和热冲击等一种甚至几种共同作用都会造成硬质合金材料的失效.因此,了解矿用硬质合金的失效机理,对不同环境下选用和改进硬质合金材料具有重要意义.本文对矿用硬质合金的摩擦、腐蚀行为进行了综述,重点涉及环境和热应力对硬质合金失效的影响,此外,由于成分对硬质合金的微观结构和力学性能具有重要的影响,还综述了粘结相和添加剂的加入对硬质合金摩擦、腐蚀行为的影响.旨在为后续硬质合金的选择、改进和新型硬质合金开发提供参考.

    硬质合金摩擦、腐蚀行为工况粘结相热应力

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