期刊,中国有色金属学报 2024年卷4期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

中国有色金属学报

主　　编：黄伯云

出版周期：月刊

国际刊号：1004-0609

电子邮箱：f-ysxb@mail.csu.edu.cn

电　　话：0731-88876765,88877197

邮政编码：410083

地　　址：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。

正式出版

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电子束选区熔化TaNbTiZr难熔高熵合金的微观组织与力学性能

谢仲豪付遨汪健王新锋...

1179-1189页

查看更多>>摘要：难熔高熵合金(RHEAs)表现出优异的高温性能,在航空航天、核能等领域具有广泛应用前景.然而,由于难熔高熵合金(RHEAs)组成元素熔点高,因此常规加工制造方法制备难度大.本研究以等离子旋转电极雾化法(PREP)制备的高质量TaNbTiZr难熔高熵合金球形粉末为原料,通过电子束选区熔化(EBM)制备TaNbTiZr难熔高熵合金,利用正交实验研究了工艺参数对合金微观组织和力学性能的影响.结果表明:EBM样品的致密度随着线能量密度的增大呈先上升后下降的趋势,线能量密度为37.5 J/m的样品致密度最高,相对致密度达到98%.TaNbTiZr难熔高熵合金在XOY和XOZ面均呈细小的等轴晶结构,平均晶粒尺寸分别为6.32 μm和6.93 μm.晶粒内部由富含Nb、Ta的BCC1基体相和富Zr的BCC2网状边界组成.TaNbTiZr难熔高熵合金具有优异的力学性能,其屈服强度、抗拉强度、断裂伸长率分别为988 MPa、1173 MPa和3.99%.理论计算表明,该合金的高屈服强度主要源于高晶格畸变强化和高细晶强化效应.

关键词：

难熔高熵合金电子束选区熔化微观组织力学性能

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电弧增材制造T形件连接节点力学性能研究

张博叶俊刘念武林晓阳...

1190-1200页

查看更多>>摘要：电弧增材制造(WAAM)技术在结构工程领域有着广泛的应用前景,具有生产效率高、设备成本低、材料利用率高和环境可持续性等优点.为了探究WAAM碳钢T形件连接节点的力学性能,设计一系列共12组由WAAM碳钢T形件、高强钢(HSS)T形件和高强螺栓组成的连接节点试件,通过试验研究螺栓线位置与螺栓排列方式对试件初始刚度、破坏模式及极限承载力的影响.采用三维激光扫描技术测量WAAM碳钢T形件相关几何参数,采用数字图像相关技术(DIC)辅助测量了T形件连接节点在加载过程中的位移响应.结果表明:WAAM碳钢T形件具有较好的力学性能,当螺栓线与腹板翼缘连接处距离减小时,试件的初始刚度与极限承载力均呈上升趋势,而失效模式均为预期的翼缘破坏,且螺栓未发生断裂.通过对比试验结果和现有设计规程计算结果,对相关计算方法的适用性与准确性进行评估,发现现有设计方法高估了试件的初始刚度,对破坏模式的预测较为准确,但对极限承载力的预测偏保守.最后,对已有计算模型进行修正,修正后的计算模型对连接节点极限承载力的预测效果较好.

关键词：

电弧增材制造T形件连接节点初始刚度破坏模式极限承载力

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烧结温度和保温时间对黏结剂喷射增材制造AlCoCrFeNi2.1共晶高熵合金显微组织和性能的影响

王启航李静静胡时东袁嘉明...

1201-1214页

查看更多>>摘要：AlCoCrFeNi2.1共晶高熵合金具有断裂强度高、抗疲劳强度高等优点.本研究使用黏结剂喷射增材制造技术(Binder jetting additive manufacturing,BJAM)制备该合金,通过调节烧结温度(1290℃～1350℃)和保温时间(1～5 h)探究烧结工艺对该合金的显微组织及拉伸性能的影响.结果表明:烧结温度和保温时间通过影响孔隙率及晶粒大小直接影响高熵合金烧结件的性能;孔隙率的下降与晶粒长大同时发生,两因素耦合影响烧结件的力学性能.1350℃保温3 h样品的伸长率达7.09%、致密度达92.5%,1350℃保温1 h样品的屈服强度和断裂强度分别达到600.19 MPa和1021.32 MPa.

关键词：

黏结剂喷射共晶高熵合金烧结工艺显微组织拉伸性能

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主轴转速对搅拌摩擦增材2219铝合金显微组织及性能的影响

张明李一迪汪辉赖瑞林...

1215-1226页

查看更多>>摘要：采用搅拌摩擦增材法(AFSD)制备2219铝合金零件,研究200、300和400 r/min三个不同的主轴转速对沉积态2219铝合金(2219-AFSD合金)的显微组织和力学性能的影响.结果表明:与合金母材(2219-T87合金)相比,2219-AFSD合金组织相对均匀,无明显组织缺陷;在摩擦热和塑性变形的作用下发生动态再结晶,2219-AFSD合金晶粒得到明显细化.沉积过程中温度越高,2219-AFSD合金晶粒尺寸越大,第二相回溶的驱动力越大,导致沉淀强化相重新溶解至基体、θ相尺寸减小及数量减少.2219-AFSD合金极限抗拉强度为265.6～312.5 MPa,约为母材的58%～68%;而2219-AFSD合金的伸长率优于母材,提高至母材的278%～294%.此外,晶粒尺寸和极限抗拉强度与主轴转速呈正相关,断裂伸长率与主轴转速呈负相关.

关键词：

搅拌摩擦增材2219铝合金晶粒显微组织力学性能

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激光选区熔化成形工艺对TA15钛合金内部缺陷与力学性能的影响

雷波朱幼宇姜沐池杨兴远...

1227-1239页

查看更多>>摘要：利用激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)成形技术制备TA15钛合金,通过光学显微镜(Optical microscope,OM)、扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)和室温拉伸等研究了激光功率和扫描速度对SLM成形TA15钛合金内部缺陷与力学性能的影响规律.结果表明:在低激光功率(100～125 W)、高扫描速率(1200～1600 mm/s)区域,激光能量密度较低,合金内部缺陷主要为不规则形状的缺陷;在高激光功率(150～200 W)、低扫描速度(800～1000 mm/s)区域,激光能量密度过高,合金内部缺陷主要为规则球形缺陷.规则球形缺陷的存在会导致合金塑性显著降低、对强度影响较弱;而不规则未熔合缺陷的存在会显著降低合金强度和伸长率.TA15钛合金的最佳工艺参数:激光功率为200 W、激光扫描速度为1600 mm/s时,成形合金拉伸强度为(1291±4.2)MPa,断裂伸长率为(8.5±0.5)%.

关键词：

激光选区熔化TA15钛合金缺陷类型力学性能

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热处理对选区激光熔化Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金力学性能和腐蚀行为的影响

邓英曹俊昌赖毅郭一帆...

1240-1251页

查看更多>>摘要：以Al-4.77Mn-1.37Mg-0.67Sc-0.25Zr(质量分数,%)合金粉末为原料,在激光功率330 W和扫描速率700 mm/s下进行选区激光熔化(Selective laser melting,SLM)形成SLM Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金,结合慢应变速率拉伸实验、电化学测试、析氢浸泡实验及显微组织表征手段,分析了(350℃,8 h)热处理对SLM Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金力学性能和腐蚀行为的影响.结果表明:SLM Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金力学性能优异,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为423 MPa、376 MPa和25.1%.热处理后,SLM Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金晶内析出大量针棒状纳米Al6Mn相,抗拉强度和屈服强度分别提升至509 MPa和478 MPa.此外,SLM Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金具有良好的耐蚀性能,热处理可以促进SLM Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金的钝化,在-0.5 V极化电位时出现钝化台阶,降低SLM Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金的电流密度,增加SLM Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金的阳极极化率,使SLM Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金的平均析氢速率从0.242 mL/(cm2·h)降至0.216 mL/(cm2·h),应力腐蚀敏感因子从 3.379%降至0.405%.与此同时,热处理也促进了晶内微米富Si相以及晶界富Mn相和Mg相的析出,增加了SLM Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金点蚀形核位置,增大了SLM Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金的晶界电化学成分非均匀性,降低了SLM Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金的点蚀和晶间腐蚀抗力.

关键词：

选区激光熔化热处理应力腐蚀晶间腐蚀电化学显微组织

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铜合金表面激光制备Ni60-WC-Cu涂层的显微组织与摩擦磨损性能

张振宇王守仁王高琦段旭楠...

1252-1267页

查看更多>>摘要：激光熔覆涂层是解决铜合金零件因摩擦磨损导致失效的一种方法,但铜合金由于其对激光能量的高反射性、高导热性,使得在铜合金表面进行激光制备涂层成为一个难题.本文在白铜基体表面制备了不同WC含量的Ni60-WC-Cu复合涂层,对涂层相结构、微观形貌和显微硬度进行分析,并通过摩擦磨损试验,研究了涂层的耐磨性及磨损机理.结果表明:涂层中的相主要为NiW,其峰值随着WC含量的增加而增大;WC含量在20%与25%时观察到熔覆区出现大量的胞晶、枝晶组织,涂层顶部出现团聚状硬质相;涂层硬度均高于基体,WC含量为25%涂层的平均硬度为908.4HV;涂层耐磨性优于铜合金基体,随着WC含量增加,涂层耐磨性逐渐提高并均优于基体,氧化磨损、疲劳磨损和磨粒磨损;WC含量为25%时,涂层表现出最好的耐腐蚀性能;WC含量为20%时,表现出良好的导电率.

关键词：

激光熔覆铜合金复合涂层显微组织摩擦磨损

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退火态增材制造AZ91D镁合金在极端条件下的力学行为

甘志鹏涂灿陈剑斌谢超...

1268-1284页

查看更多>>摘要：本研究使用激光选区熔化技术(Selective laser melting,SLM)制备了AZ91D镁合金(SLM-AZ91D),并对其进行去应力退火处理,采用微观组织表征与力学特性测试研究了退火态SLM-AZ91D镁合金在不同温度与应变速率等极端条件下的力学行为.结果表明:退火态SLM-AZ91D试样中主要包含α-Mg基体、β-Mg17Al12等相,不同区域的蜂窝结构存在明显差异,平均晶粒尺寸非常细小,仅为1.82 μm,无明显织构;相较于打印态试样,退火态试样的平均显微硬度值提升了约26.7%;退火态试样的压缩流变应力在173～293 K时对温度不敏感,而在373～573 K时则表现出显著的温度软化效应;随着温度的升高,流变应力呈现下降趋势.尽管应变速率强化效应较弱,但退火态试样的流变应力仍随着应变速率的增大而逐渐增大.基于实验结果拟合了修正Johnson-Cook本构模型,该模型的计算结果与实验结果吻合较好.

关键词：

选区激光熔化AZ91D镁合金微观组织力学行为修正的Johnson-Cook本构模型

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大厚度TC4钛合金激光增材连接过程分区组织调控

吕飞阅王磊磊高转妮张家豪...

1285-1299页

查看更多>>摘要：针对大厚度钛合金构件激光增材连接过程中热累积效应导致的组织粗化及性能劣化问题,本文开展了微观组织分区调控研究,分析了厚板不同位置的晶粒尺寸与析出相形态随着激光功率与扫描速率的变化规律,形成了激光增材连接件分区组织调控方法.结果表明:通过改变激光功率来调控组织形态的参数灵敏度较高,针对激光增材连接过程热累积效应导致的组织粗化问题,需改变激光扫描速率来调控试样中上部及顶部的组织形态.当激光有效能量为5.46×105 J时,增材连接试样的抗拉强度高达915 MPa左右,同时断口韧窝尺寸较大,材料塑韧性较优异.因此,在激光增材连接过程中进行分区组织调控,可实现连接件整体力学性能的显著提升.

关键词：

激光增材连接TC4钛合金有效激光能量微观组织分区调控

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激光熔覆FeAlCrNiSix高熵合金涂层的显微组织与耐蚀性能

尹燕茹恩光刘鹏宇吴怡霖...

1300-1307页

查看更多>>摘要：采用激光熔覆技术在DH36高强度海洋工程结构用钢表面制备不同Si元素添加量的FeAlCrNiSix高熵合金熔覆层,进一步提升海洋结构用钢的耐蚀性能.采用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)分析高熵合金熔覆层的物相组成和显微组织.测量熔覆层显微硬度,利用极化曲线分析了熔覆层的腐蚀行为.结果表明:Si元素的添加促使熔覆层的物相由FCC+BCC相转变为单一的BCC相,枝晶尺寸逐渐减小,最终完全转化为形状不规则的等轴晶,熔覆层的平均硬度先上升后下降,硬度最高值为430.15HV0.1.Si元素的加入也有效改善了熔覆层的耐蚀性能,熔覆层的耐蚀性能随着Si元素添加量的增多呈现先增强后降低的趋势.综合考虑电化学参数,FeAlCrNiSi0.25熔覆层的耐蚀性能最好.

关键词：

激光熔覆高熵合金显微组织耐蚀性能

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