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中国有色金属学报
中国有色金属学报

黄伯云

月刊

1004-0609

f-ysxb@mail.csu.edu.cn

0731-88876765,88877197

410083

湖南省长沙中南大学内

中国有色金属学报/Journal The Chinese Journal of Nonferrous MetalsCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是中国科技论文统计与分析和中国科学引文数据库的源期刊。已被国际和国内著名检索系统和数据库收录。本刊的影响因子和总被引频次名列冶金、金属学类期刊前茅。
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    选区激光熔化成形铝合金材料体系研究进展

    朱浩文刘文才蒋志达陶新苗...
    1-24页
    查看更多>>摘要：铝合金是工业生产中运用最为广泛的金属材料,高比强度、良好的耐蚀性使其适用于生产各种复杂结构件.选区激光熔化技术不仅具有定制化成形能力,高加工精度与短生产周期也可大幅推进铝合金构件的成形与应用.本文介绍了近年来选区激光熔化铝合金的研究进展,简述了选区激光熔化技术所生产铝合金的工艺缺陷及形成机理,聚焦于不同合金的组织演变和力学性能,着重分析不同合金体系下元素对微观形貌的影响及强化效应.针对选区激光熔化铝合金的应用现状与存在壁垒,指出实现普及的关键在于通过成分设计实现成形性能与力学性能的平衡.

    选区激光熔化增材制造铝合金材料体系

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    铜基偏晶合金的研究现状

    赵小军姜玉祥翟鹏远李峰诚...
    25-49页
    查看更多>>摘要：铜基偏晶合金(Cu-Co、Cu-Fe、Cu-Cr等)具有优异的电、磁、力学等特性,受到国内外材料科学领域学者的广泛关注.在制备过程中,铜基偏晶合金由于发生液相分离行为并形成严重的偏析组织现象,被称为不混溶合金.过去的研究主要集中于寻求使铜基偏晶合金组织均匀的制备方法,然而近期研究表明,偏析组织异质结构的强度-韧性协同作用有利于提高材料的韧性,这为铜基偏晶合金的进一步发展提供了新思路.本文综述了目前国内外对铜基偏晶合金的液相分离和偏析组织形成机理的理论研究成果(包括液相分离组织结构演变、液相分离热力学以及第二相液滴形核生长动力学研究),归纳了目前主流的改善偏析组织方法(包括微合金化法、快速凝固法和激光成形法),阐述了铜基偏晶合金因液相分离特性产生的双相复合微观组织结构的强度-韧性协同作用,最后对铜基偏晶合金未来的研究发展方向进行了展望.

    铜合金偏晶合金液相分离偏析组织强度-韧性协同作用

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    热机械处理对Al-Cu-Mg合金显微组织和力学性能的调控机理

    王琮琳刘辉新郑亚亚王昆...
    50-62页
    查看更多>>摘要：采用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、拉伸力学性能测试以及疲劳裂纹扩展速率测试等手段探究热机械处理工艺对Al-Cu-Mg合金显微组织及宏观性能的影响.结果表明:热机械处理工艺可以使Al-Cu-Mg合金获得良好的强塑性配合,其中,采用25％变形量的固溶热轧+30％变形量的深冷非对称轧制(1.2异速比)+100℃、6 h的人工时效处理时,Al-Cu-Mg合金的伸长率可达10.1％;抗拉强度和屈服强度达到了517.2和448.3 MPa,分别比常规T6态的Al-Cu-Mg合金高74.8和98.6 MPa.热机械处理工艺使合金中出现大量位错缠结及细小S析出相,高强度的Goss织构和大量剪切织构通过影响疲劳裂纹的偏折提升合金的疲劳性能.

    Al-Cu-Mg合金热机械处理拉伸力学性能显微组织疲劳裂纹扩展速率

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    碳材料在镁基固态储氢领域中的应用进展

    周润晨刘美佳薛欣萌范银宇...
    63-76页
    查看更多>>摘要：镁基储氢材料因其理论储氢密度高(MgH2,7.6％(质量分数))、来源广、成本低的特点,被认为是最具应用前景的固态储氢材料之一.但MgH2的放氢焓值高(75 kJ/mol)、放氢温度高(＞380℃),造成其动力学和热力学性能差,限制了在固态储氢领域的应用和发展.近年来,碳材料因结构多样化、可调控性强、比表面积大、力学性能高和电子传输能力强等优势,在镁基储氢材料的掺杂改性、纳米限域等方面应用广泛,可以有效改善吸放氢温度、循环性能和吸放氢活化能等性能指标,并取得了大量成果.本文主要针对碳材料在镁基储氢材料中的研究现状,归纳了碳材料的合成和改性方法,重点阐述了不同维度碳材料在镁基储氢领域的应用进展,并展望了未来的发展方向.

    储氢碳材料镁基储氢材料吸放氢性能热力学动力学改性

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    光固化3D打印SiC:粉体氧化处理提升浆料UV固化性能

    陈洪钧王小锋刘明信彭超群...
    77-88页
    查看更多>>摘要：为了进行碳化硅(SiC)的光固化3D打印,本文提出采用表面氧化处理提升SiC浆料的光固化性能.采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱等研究了SiC颗粒的氧化过程以及氧化温度与保温时间对氧化过程的影响;采用动态流变仪、紫外分光光度计、数字千分尺等研究了浆料的流变性能和光固化性能.结果表明:经表面氧化处理后的SiC颗粒紫外反射率有显著的提高,最高为48.11％,为未氧化SiC颗粒的1.8倍;配制的浆料光固化性能有明显的改善,曝光5 s时固化厚度最高为76 μm,为未氧化的3.6倍.随着氧化温度的上升以及保温时间的延长,氧化层厚度持续增长,最高达到144.8 nm.考虑到过度氧化不利于后续SiC陶瓷的烧结成型,最终选择使用1100℃保温3.0 h的氧化SiC粉末,并以1％(质量分数)的KOS163为SiC浆料的分散剂,制备了固含量为45％(体积分数)的SiC浆料,成功实现了SiC陶瓷坯体的光固化3D打印.

    光固化3D打印碳化硅表面氧化固化厚度

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    不同固溶处理对Cu-Cr系合金组织和性能的影响

    杨旗王志磊肖星宇谢建新...
    89-99页
    查看更多>>摘要：热处理工艺调控是提升Cu-Cr系合金性能的有效方法.Cu-Cr系合金的固溶工艺大多选择温度较低的Cu-Cr两相区进行,导致Cr相固溶程度不完全,抑制后续析出强化效果.本研究提出采用高温单相区固溶工艺改善析出强化效果,主要研究不同固溶工艺(Cu-Cr两相区(950℃,4 h)和Cu单相区(1050℃,6 h))对Cu-Cr系合金组织和性能的影响.采用电子探针(EPMA)对两种固溶工艺后的元素分布进行表征,并对峰值时效态合金的微观结构采用XRD和TEM进行表征分析.结果表明:与两相区固溶相比,单相区固溶后铸态Cr相充分固溶,时效过程中更多纳米Cr相弥散析出;合金力学性能相比两相区固溶后峰值时效态有较大提升,其中屈服强度提升29.3％,抗拉强度提升25.6％,而导电率并未明显下降.强度理论计算结果表明,析出强化所贡献的屈服强度增量为323.4 MPa,贡献56.9％,析出强化是本研究中最主要的强化机制.

    Cu-Cr合金单相区固溶析出强化导电率

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    双尺度Fe3Si相调控对Cu-2.5Fe-0.2Si合金组织和性能的影响

    于翔宇邱文婷郑良玉王永如...
    100-110页
    查看更多>>摘要：通过在铜铁合金中添加微量Si元素,并利用组合形变热处理工艺对亚微米级Fe3Si相和纳米级Fe3Si相的析出行为进行调控.结果表明:处理后的Cu-2.5Fe-0.2Si合金中形成了大量细小的再结晶晶粒,其抗拉强度、电导率和伸长率分别为401MPa、69.25％IACS和12.50％.合金中纳米级Fe3Si析出相与铜基体的位向关系为[01(1)]Cu//[11(1)]Fe3Si.双尺度Fe3Si相对合金屈服强度的提高均有贡献.其中,纳米级析出相对屈服强度的贡献值更大,约为亚微米级第二相的6倍.相比于Cu-2.5Fe合金,Si的添加促进了合金基体中铁相的析出及细化,降低了动态再结晶温度,进而实现了合金强度、电导率和塑性的协同提高.

    Cu-Fe-Si合金力学性能电导率Fe3Si相双尺度相

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    NbMoWTa-Al2O3固体润滑复合材料的宽温域摩擦磨损性能

    裴旭辉杜银王瀚铭胡明川...
    111-124页
    查看更多>>摘要：通过高能球磨和放电等离子烧结方法制备了新型NbMoWTa难熔高熵合金基固体润滑复合材料.系统研究了纳米Al2O3作为固体润滑剂对NbMoWTa难熔高熵合金宽温域摩擦学性能的影响.结果表明:纳米Al2O3颗粒在具有BCC结构的NbMoWTa难熔高熵合金基体相晶界和晶内均匀分散,强烈的弥散强化显著提升了NbMoWTa的显微硬度.纳米Al2O3颗粒在室温至800℃范围内降低摩擦因数和磨损方面有显著作用.室温下,由于复合材料的显微硬度显著提升,添加足量的纳米Al2O3实现了复合材料耐磨性的提升.在中高温下,复合材料表面形成的连续致密氧化摩擦层对提升摩擦学性能起着关键作用.纳米Al2O3颗粒协助氧化摩擦层承载更大的载荷,提高其致密性及稳定性,从而更有效地保护基体.此外,在800℃下纳米Al2O3颗粒的存在能够抑制MoO3的过度挥发.

    难熔高熵合金固体润滑复合材料氧化摩擦层纳米Al2O3

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    Hf含量对湿化学法制备超细W-Y2O3复合材料显微组织与性能的影响

    刘祯颜硕罗来马昝祥...
    125-138页
    查看更多>>摘要：本文在现有W-Y2O3材料基础上,引入微量Hf4+掺杂入Y2O3,调节Y2O3与W晶粒之间的界面关系,从而改善W基材料的综合性能.通过改变Y与Hf元素的掺杂比例,获得纳米级W基复合粉体,在氢气气氛下常规烧结制备W-Y2(Hf)O3复合材料.采用SEM、TEM等表征手段对W-Y2(Hf)O3复合材料的性能进行表征分析,研究Y与Hf元素在材料中的作用规律.结果表明:掺杂Hf元素有利于后续氢气还原,在第二相掺杂量不变条件下,当Hf含量增加时,所获得的粉体粒径减小,W-3Y-7Hf的粒径约为100 nm,明显小于传统制备的W-Y2O3粉体.烧结后的块体晶粒尺寸细化,显微硬度和相对密度随之增大,成分为W-3Y-7Hf烧结块体显微硬度最高,为513.7HV0.2,致密度为97.6％.在钨基材料中同时添加Y与Hf元素会在钨晶粒的晶界与晶内处形成复合第二相氧化物Y2Hf2O7颗粒,尺寸更小,弥散强化作用更强;其中,W-3Y-7Hf中第二相氧化物颗粒尺寸仅为200 nm左右,与钨晶界产生良好的界面结合关系,形成半共格界面.

    纳米级钨基复合粉体湿化学法弥散强化复合第二相氧化物

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    具有孔隙结构的金属基金刚石工具的研究进展

    刘庭伟闫志巧吴益雄陈欣宏...
    139-168页
    查看更多>>摘要：在金属基金刚石工具中引入孔隙结构,旨在增加容屑空间和冷却效果,从而提高工具性能.然而,孔隙率增加导致的工具力学性能急剧下降,限制了工具的服役性能.近年来科研人员开发了多种金刚石工具制备新方法,制备的工具孔隙结构从整体均匀化向局部有序化转变,同时工具的性能和成本等也呈现出较大差异.因此,本文首先介绍多孔金属基金刚石工具的孔隙结构特点及其对性能的影响,然后围绕制备多孔金属基金刚石工具的热压法、增材制造法和激光修整法,系统总结了各制备方法的原理和参数调控要点,重点梳理了工具的制备工艺参数-孔隙结构-力学性能-服役性能之间的对应关系,最后评述各制备方法的优缺点及适用范围,探讨多孔金属基金刚石工具可能的发展方向.

    金刚石工具孔隙热压增材制造激光修整

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