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中国有色金属学报（英文版）
中国有色金属学报（英文版）

黄伯云

月刊

1003-6326

f-ysxb@mail.csu.edu.cn

0731-88876765

410083

湖南省长沙中南大学内

中国有色金属学报（英文版）/Journal Transactions of Nonferrous Metals Society of ChinaCSCDCSTPCD北大核心EISCI
查看更多>>本刊主要报道有色金属（含先进材料）材料科学与工程、有色金属选矿、冶金及化学化工等学科领域的新理论、新技术和新方法及其发展动向。本刊已被美国SCI、EI、CA，英国INSPEC等国际著名检索系统和国内《中国学术期刊文摘》、《中国学术期刊》（光盘版）、《万方数据》等检索系统/数据库收录，在材料、冶金科技界享有较高的声誉。
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    挤压熔体浸渗法制备金属涂覆碳纤维增强铝基复合材料的润湿性和力学性能改善

    沙建军吕钊钊沙如意祖宇飞...
    317-330页
    查看更多>>摘要：为了改善碳纤维与铝基体之间界面的润湿性和结合性能,采用挤压熔体浸渗法制备镍和铜涂覆碳纤维增强铝基复合材料,对两种不同涂层碳纤维增强铝基复合材料的界面润湿性、显微组织和力学性能进行比较和研究.显微组织结构分析表明,与无涂层碳纤维增强铝基复合材料相比,在相同的浸渗工艺条件下,在碳纤维表面涂覆两种金属均可以显著改善碳纤维与铝基体间的润湿性,铝熔体容易进入纤维束内部;两种金属界面层涂覆在铝熔体浸渗期间均可有效抑制碳纤维与铝基体间的界面化学反应,从而更有利于保持碳纤维的原始强度和改善纤维-基体界面结合性能.单轴拉伸力学性能研究结果表明,铜涂覆碳纤维增强铝基复合材料的屈服强度、极限抗拉强度和弹性模量分别约为124 MPa、140 MPa和82 GPa;镍涂覆碳纤维增强铝基复合材料的屈服强度、极限抗拉强度和弹性模量分别约为60 MPa、70 MPa和79 GPa.铜涂覆碳纤维增强铝基复合材料比镍涂覆碳纤维增强铝基复合材料具有更优性能.这是由于铜具有较低的熔点,在挤压熔渗过程中易形成致密的基体和良好的纤维-基体结合界面,从而使加载过程中的载荷容易从铝基体传输到碳纤维,充分发挥碳纤维的承载作用.

    碳纤维金属基复合材料Cf/Al复合材料涂层润湿性力学性能

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    原位TiB2/Al-xSi-0.3Mg复合材料的显微组织与力学性能

    刘宇轩王日初彭超群蔡志勇...
    331-344页
    查看更多>>摘要：采用盐-金属反应制备原位2％TiB2(体积分数)颗粒增强Al-xSi-0.3Mg(x=7％,9％,12％,15％,质量分数)复合材料,并对其显微组织和力学性能进行研究.结果表明,TiB2/Al-xSi-0.3Mg复合材料中的主要强化相是直径为20～80 nm的TiB2颗粒和长度为1～10μm的共晶硅相.TiB2颗粒能促进晶粒细化,使共晶硅由针状变为短棒状.但是,当Si含量超过共晶成分时,TiB2颗粒的强化作用减弱,这可能是由于形成了大且不规则的初生Si相.轴向拉伸试验和断裂观察结果表明,复合材料比相同成分的基体合金具有更多的脆性断裂特征.

    铝硅合金原位反应铝基复合材料显微组织力学性能

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    利用晶粒尺寸构建本构方程模拟AA1070铝的热变形行为

    H.R.REZAEI ASHTIANIA.A.SHAYANPOOR
    345-357页
    查看更多>>摘要：对原有Johnson-Cook本构模型中的项进行修正,提出一种新的现象学的、基于经验的本构模型.该模型可用于描述和预测具有不同初始晶粒尺寸的AA1070铝在热加工过程中的流变应力.该模型考虑热软化、应变速率硬化、应变硬化、初始晶粒尺寸及其相互影响,能够正确模拟具有不同应变、应变速率和初始晶粒尺寸AA1070铝的高温行为.通过压缩试验测试的AA1070铝的热流变行为,温度范围为623～773 K,应变速率为0.005～0.5 s-1,初始晶粒尺寸为50～450μm.结果表明,初始晶粒尺寸对AA1070铝的流变行为有显著影响.通过相关系数(R)、平均绝对相对误差(AARE)、相对误差评估模型的可预测性.结果表明,新模型预测的具有不同初始晶粒尺寸材料的流变应力与实验值完全一致,平均相对误差为1.19％,证实新修正的Johnson-Cook关系能准确估计考虑初始晶粒尺寸时AA1070铝的热流变应力.

    本构方程修正的Johnson-Cook模型初始晶粒尺寸流变应力热变形AA1070铝

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    钙元素对挤压Mg-Zn-Mn合金的显微组织、耐蚀性、生物相容性及抗菌性能的影响

    刘宝胜曹苗苗张跃忠胡勇...
    358-370页
    查看更多>>摘要：为了寻找合适植入应用的可生物降解材料,采用半连续铸造和热挤压工艺制备Mg-6Zn-0.3Mn-xCa(x=0,0.2,0.5,质量分数)合金,用金相显微镜、扫描电子显微镜和拉伸试验研究Mg-6Zn-0.3Mn-xCa合金的显微组织和力学性能.结果表明,微量Ca元素的加入可以细化挤压态Mg-6Zn-0.3Mn合金的晶粒,提高其强度.当Ca添加量分别为0.2％和0.5％(质量分数)时,合金的晶粒尺寸由4.8μm分别细化到4.6和4.2μm.三种合金中,添加0.5％Ca的合金具有更好的综合力学性能,极限拉伸强度和伸长率分别为334 MPa和20.3％.此外,还对所研究合金的腐蚀行为、细胞活性和抗菌性能进行评价.随着Ca含量的增加,合金的耐蚀性降低,这主要是由于Ca2Mg6Zn3相的形成导致有效阴极活性位点的数量增加.L929细胞的细胞毒性评估显示:与Mg-6Zn-0.3Mn和Mg-6Zn-0.3Mn-0.2Ca合金相比,Mg-6Zn-0.3Mn-0.5Ca合金具有更好的细胞活性.由于金黄色葡萄球菌的理化和生物学特性,在骨修复过程中,合金的抗菌活性随着Ca含量的增加而增强.

    镁合金生物腐蚀抗菌活性显微组织力学性能

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    粉末冶金Mg-B4C复合材料的准静态、动态力学性能及磨损行为

    K.RAHMANIG.H.MAJZOOBIG.EBRAHIM-ZADEHM.KASHFI...
    371-381页
    查看更多>>摘要：制备体积分数分别为0、1.5％、3％、5％和10％B4C颗粒增强Mg金属基复合材料,研究其力学性能和磨损行为.在450℃和不同加载速率下,分别采用分离式霍普金森棒(SHB)、锻锤(DH)和Instron(QS)制备Mg-B4C样品,其应变速率分别为1600、800和0.008 s-1.研究Mg-B4C复合材料的显微硬度、准静态及动态抗压强度等力学性能和磨损性能.结果显示,SHB和DH样品的硬度分别比QS样品高20.2％和5.7％.SHB法制备的Mg-10.0％B4C样品的磨损率和磨损质量损失分别比QS样品的低33％和39％.与纯Mg相比,SHB、DH和QS制备的Mg-5.0％B4C样品的准静态抗压强度分别提高39％、30％和29％.此外,含B4C样品的动态抗压强度比准静态抗压强度提高51％～110％.

    粉末压制高应变速率Mg-B4C复合材料硬度力学性能磨损行为

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    密排六方钛中基面堆垛层错导致的孪晶界滑移、孪生台阶及孪晶生长:第一性原理研究

    钱琦刘正卿江勇王怡人...
    382-390页
    查看更多>>摘要：基于第一性原理计算研究密排六方结构钛中{101n}共格孪晶界和滑移孪晶界的结构和能量,探讨滑移孪晶界的形成机理及其与孪晶生长的关系.结果表明,共格孪晶界与基面堆垛层错的相互作用可使共格孪晶界产生滑移,从而形成对应的滑移孪晶界.这种滑移最终能在孪晶界处形成一对单层孪生台阶,并恢复共格孪晶界的结构.孪生台阶的塞积可导致高分辨率透射电镜观察到的孪晶界上的台阶宽化,进一步促进孪晶的生长.此外,还评估多种合金化元素对孪晶界滑移的钉扎效应,为钛合金的强化设计提供指导.

    孪晶界层错孪生台阶孪晶生长第一性原理

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    冷却速率对含TiB2的TiAl合金凝固组织和力学性能的影响

    贾燚刘志栋李莎姚昊明...
    391-403页
    查看更多>>摘要：通过熔模精密铸造制备不同厚度的Ti-48Al-2Cr-2Nb和Ti-48Al-2Cr-2Nb-0.25TiB2合金铸板,研究冷却速率和TiB2添加对合金凝固组织和力学性能的影响.实验结果表明,当凝固速率从37增加至2×102 K/s时,合金的凝固路径并未发生改变.基体合金的晶粒从650细化至300μm,Ti-48Al-2Cr-2Nb-TiB2合金的晶粒则从550细化至80μm.随着冷却速率从37提高至2×102 K/s,基体合金的片层间距从360减小至30 nm,TiB2添加对片层间距的影响较小.在中等冷却速率下(69 K/s),Ti-48Al-2Cr-2Nb-TiB2合金铸板表现出最优的力学性能,显微硬度达到HV 550,极限抗拉强度达到570 MPa,这主要归因于晶粒尺寸、片层间距的细化和细小TiB2颗粒的作用.从冷却速率、成分过冷和添加硼化物等角度对显微组织演化过程进行详细讨论.

    TiAl合金TiB2冷却速率显微组织演化力学性能

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    搅拌摩擦加工TA5钛合金的显微组织和力学性能

    周利于明润陈伟光张自立...
    404-415页
    查看更多>>摘要：对TA5钛合金进行搅拌摩擦加工(FSP),获得超细晶组织.为了研究搅拌摩擦加工过程中的温度分布和材料流动情况,使用欧拉-拉格朗日耦合(CEL)方法对加工过程进行热力耦合模拟.采用光学显微镜、扫描电镜、硬度和拉伸测试技术对合金的显微组织和力学性能进行表征.由于在加工过程中材料发生动态再结晶,因此,加工后的合金由细小等轴晶粒组成.TA5钛合金在加工过程中通过位错塞积与晶界旋转实现动态再结晶.搅拌区组织在前进侧晶粒尺寸最小,且晶粒位相差最大.在200 r/min转速下进行搅拌摩擦加工后,材料的抗拉强度最高,达到830 MPa以上,而伸长率变化不大.所测试样均在晶粒较大的搅拌区后退侧断裂,且断口处观察到细小韧窝.

    搅拌摩擦加工TA5钛合金欧拉-拉格朗日耦合模拟织构力学性能

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    TC4钛合金K-TIG焊接接头的显微组织及力学性能

    崔书婉石永华张程士
    416-425页
    查看更多>>摘要：采用锁孔型钨极氩弧焊(K-TIG)在不同热量输入条件下焊接厚度为12 mm的Ti-6Al-4V(TC4)钛合金板,并研究焊缝金属区(WMZ)的显微组织、晶界特征及力学性能.实验结果表明:当输入热量为2.30～2.62 kJ/mm时,K-TIG焊缝成形良好,未出现明显的缺陷;当热输入逐渐增加时,α板条的长度增加,α'相和残余β相减少.电子背散射衍射(EBSD)测试结果表明:WMZ中的大角度晶界比例随着热量输入的增加而增加.当热量输入从2.30增加到2.62 kJ/mm时,WMZ的抗拉强度逐渐降低,伸长率增加.WMZ的冲击韧性随着热量输入的增加而增加.

    K-TIG焊接热量输入α'相大角度晶界夏比冲击断裂面

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    固溶处理对铸造625合金显微组织和拉伸性能的影响

    杨飞侯介山王常帅周兰章...
    426-437页
    查看更多>>摘要：研究1050～1250℃ 固溶处理对铸造625合金显微组织和拉伸性能的影响.采用SEM、EDS、EPMA和DTA研究合金的显微组织及凝固特征.结果表明,合金的凝固顺序为L→L+γ→L+γ+MC→L+γ+MC+γ/Laves→ γ+MC+γ/Laves.经1225和1250℃固溶处理后,组织中Laves相发生初熔.经不同温度固溶处理后,合金的极限抗拉强度随固溶温度的升高而降低,屈服强度则无明显变化;伸长率随固溶温度升高先略微增加,在1250℃ 达到最小值.经1250℃ 固溶处理后,合金断裂机制由穿晶断裂转变为沿晶断裂,主要原因为晶界上大量的Laves相熔化,微裂纹在熔池中大量萌生.该合金的最佳固溶处理温度为1200℃.

    铸造625合金固溶处理显微组织拉伸性能γ/Laves共晶

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