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期刊信息/Journal information
中南大学学报（自然科学版）
中南大学
中南大学学报（自然科学版）

中南大学

黄伯云

月刊

1672-7207

zngdxb@csu.edu.cn

0731-88879765

410083

湖南省长沙市中南大学校内

中南大学学报（自然科学版）/Journal Journal of Central South University（Science and Technology)CSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是中南大学主办的一本以有色金属和稀有金属为主的综合性学术刊物，主要刊登地质采矿、矿物工程、有色冶金、材料科学与工程、机械工程、自动控制工程、计算机科学、应用数理化等方面的学术论文和科研成果，可供有关高等院校师生，研究院研究人员、厂矿企业及地质队工程技术人员在教学、科研和生产工作中参考。
正式出版
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    烧结温度对NiFeCoCr高熵黏结钨合金组织与性能的影响

    姜雪韩勇袁媛刘瑛...
    2970-2979页
    查看更多>>摘要：选用非等原子比NiFeCoCr高熵合金(HEA)作为钨合金的新型黏结相，采用放电等离子烧结技术制备90W-NiFeCoCr合金。通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、电子探针(EPMA)、透射电镜(TEM)和力学实验探究烧结温度对合金的微观组织和力学性能的影响。研究结果表明:合金微观组织中形成HEA黏结相，为面心立方(FCC)结构的γ(Ni-Fe-Co-Cr，W)相，出现密排六方(HCP)结构的Cr2O3相。合金的相对密度随烧结温度的升高呈现先上升后下降的趋势。在1 250℃烧结后，相对密度达最高为98％;合金中W晶粒粒径小(≤10 μm)，同时拉伸强度达最大值为1 409 MPa，断口形貌主要为W-W解离断裂。HEA的固溶强化、W的细晶强化、偏聚相Cr2O3的弥散强化是造成高强度的主要原因。

    钨合金高熵合金放电等离子烧结微观组织力学性能

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    临界退火结合回火处理Fe69.4Mn10Co10Cr10N0.6多主元合金的组织与性能

    张浩武文韬张宁贾楠...
    2980-2990页
    查看更多>>摘要：采用接近Ac3温度的临界退火及不同温度的低温回火处理制备一系列Fe69。4Mn10Co10Cr10N0。6多主元合金。研究结果表明:经临界退火的合金由均匀分布的亚微米级超细铁素体和奥氏体晶粒以及奥氏体晶粒中的淬火马氏体板条组成。临界退火合金经不同温度的回火处理后，铁素体和奥氏体晶粒尺寸显著增加到微米级，合金的室温屈服强度和抗拉强度同时增加，塑性基本维持不变。这归因于:一方面，在回火过程中，Mn和N元素的配分增加了合金中奥氏体的稳定性;另一方面，回火后软区铁素体和硬区马氏体之间的异质界面增多，使得材料在拉伸变形过程中具有更显著的异质形变诱导强化和硬化效应。其中，经300℃回火处理合金的屈服和抗拉强度分别达到690 MPa和1400 MPa左右，同时保持了17％的均匀伸长率和26％的断裂伸长率。

    多主元合金临界退火回火微观组织力学性能

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    SLM制备Ti6Al4V合金表层组织的均质化及腐蚀行为研究

    郑志军张文韬
    2991-3001页
    查看更多>>摘要：采用激光选区熔化(SLM)增材制造工艺制备致密度为97。5％的Ti6Al4V合金，并利用高能喷丸与退火处理复合工艺对垂直建造方向的XOY面及平行建造方向的XOZ面进行均质化处理，然后对原始打印件、喷丸处理以及喷丸+退火处理的3种状态的试样进行电化学性能测试。研究结果表明:经喷丸处理后，原始打印件XOY面和XOZ面的组织趋于均质化，同时组织明显细化;喷丸既不改变衍射峰的位置，也不产生新的衍射峰，但可使衍射峰宽化;对于喷丸后经不同温度退火处理的样品，随退火温度的升高，XOY面和XOZ面的晶粒逐渐长大，在780℃退火后，二者均可获得α+β双相组织。对于原始打印件，XOY面和XOZ面的电化学腐蚀行为存在明显的差异，其中，XOY面的腐蚀倾向更小，耐蚀性能更优。经喷丸+退火处理后，这种差异明显减小，同时耐蚀性能进一步提高，经综合考虑可得喷丸+780℃退火为最佳工艺。

    激光选区熔化Ti6Al4V合金喷丸组织各向异性

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    激光粉末定向能量沉积AlCoCrFeNi高熵合金涂层的工艺、组织与力学性能

    朱建鲁克锋郭永明辛伍红...
    3002-3013页
    查看更多>>摘要：采用激光粉末定向能量沉积技术制备AlCoCrFeNi高熵合金涂层，研究了激光功率、扫描速率及搭接率等工艺参数对涂层成形特性、组织及力学性能的影响规律。研究结果表明，随着激光功率的增加，单道涂层的熔宽增大，而余高和熔深先增大后减小。随着扫描速率的增加，熔宽、余高和熔深均出现不同程度的降低。随着搭接率的升高，稀释现象逐渐减弱。搭接率为33％和50％的沉积层组织以等轴晶为主，而搭接率为67％的沉积层组织以枝晶为主。激光定向能量沉积的高G/R及二次退火效应造成了多道涂层存在亚晶结构。AlCoCrFeNi涂层大幅提升了Q235基材的表面硬度，硬度从167(HV)增加到500(HV)以上。搭接率为50％的涂层硬度最高，超过550(HV)。多道涂层的低稀释效应和独特的微观组织使其硬度明显高于单道涂层的硬度。为了兼顾成形效率和低稀释率，可选用激光功率为2 200 W、送粉速率为10 mm/s和搭接率为50％的工艺条件制备AlCoCrFeNi高熵合金涂层。

    激光粉末定向能量沉积AlCoCrFeNi高熵合金工艺参数组织力学性能

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    选区激光熔融制备FeCoCrNiMn?(N,Si)高熵合金在冷轧变形及500℃长时间退火后的析出行为

    张忠伦顾及宋旼
    3014-3021页
    查看更多>>摘要：对选区激光熔融制备的FeCoCrNiMn-(N，Si)高熵合金先进行冷轧变形，然后在500℃进行长时间退火处理，研究长时间退火对其相稳定性及微观组织演变的影响。研究结果表明，在退火温度为500℃，退火时间为10～40 d时，合金基体内形成了3种类型的沉淀析出物(Cr2N相、BCC-Cr相和L10-NiMn相)，且氮原子的添加抑制了富FeCo相的形成;当退火时间从10 d增加到20 d时，沉淀物的尺寸显著增加。然而，当退火时间进一步增加到40 d时，沉淀物颗粒不长大，其尺寸保持不变。

    高熵合金氮掺杂析出相选区激光熔融冷轧退火处理

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    激光线能量密度对75W-FeCoNiCr合金微观组织及力学性能的影响

    赵伟韩勇袁媛黄丽婷...
    3022-3031页
    查看更多>>摘要：利用FeCoNiCr高熵合金为黏结相，并采用激光定向能量沉积(L-DED)方法制备新型75W-FeCoNiCr合金，研究激光线能量密度对合金相组成、相对密度、微观组织及力学性能的影响。研究结果表明，在线能量密度为157。14～325。00 J/mm时，不同线能量密度下的合金相组成没有明显变化，均由BCC-W相、TCP金属间化合物析出相Co7W6相和FCC-FeCoNiCr黏结相组成。随着线能量密度的增大，成分过冷度增加，析出相长大速率加快，其形态由板状/胞状向树枝晶状转变，并且粒径从1 μm增加到8 μm左右。随着线能量密度的升高，合金的致密度、显微硬度和压缩强度均呈现先升高后降低的趋势。当线能量密度为166。67 J/mm时，析出相主要为均匀胞状结构，此时，合金的致密度、显微硬度和压缩强度均达最高值，分别为98。4％、656 MPa和2 261 MPa。

    钨合金高熵粘接相激光定向能量沉积线能量密度熔池形貌

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    金属粉末增塑成形用聚甲醛基黏结剂发展现状及改性研究进展

    陈梦熊熊慧文邹恒欧阳德才...
    3032-3046页
    查看更多>>摘要：金属粉末增塑成形结合了有机黏结剂的增塑流动特性，辅助混合喂料可快速成形复杂坯件，是不锈钢、合金钢及钛、镍、钨等有色金属及其复合材料的重要近净成形方法。新型聚甲醛(POM)基黏结剂因具有高的成形坯件强度、优异的脱脂保形性、高效率、低碳残留等优点，已成为金属粉末注射成型的主流黏结剂体系，是极具发展潜力的粉末增塑成形用黏结剂。本文总结近年来粉体增塑成形的技术进展，概述POM基黏结剂的物理特性与粉末注射成型用组分设计，探究POM基黏结剂的流变性能及其影响因素，分析催化脱脂的工艺反应过程与关键因素，综述POM基黏结剂在有色金属构件中的典型应用，并展望POM基黏结剂存在的问题与未来研究方向，为推动POM基黏结剂在粉体增塑成形中的应用提供参考。

    粉末增塑成形聚甲醛(POM)金属注射成型黏结剂催化脱脂

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    苛刻制动能量密度下铜基粉末冶金摩擦材料摩擦学行为

    周佩禹徐宇轩周海滨王兴...
    3047-3059页
    查看更多>>摘要：基于国家标准中高速列车200、340和400 km/h紧急制动参数，利用MM-3000摩擦磨损试验机，设计基于等制动能量密度、等压强的等效放缩实验，研究铜基粉末冶金摩擦材料配对铸钢在不同苛刻制动能量密度(157、446和616 J/mm2)下的摩擦学行为。研究结果表明:在157和446 J/mm2制动能量密度下，材料平均摩擦因数稳定在0。250左右，制动效果较好;在616 J/mm2制动能量密度下，材料平均摩擦因数从0。260迅速衰退至0。210，制动效果减弱;随着制动能量密度增加，摩擦材料亚表面存在成分与性能不同的摩擦层结构，其厚度先增加再减小，纳米压痕硬度逐渐减小，材料磨损机制发生了由犁削、黏着磨损到氧化磨损、疲劳磨损再到严重氧化磨损与剥层磨损的转变。

    铜基粉末冶金摩擦材料摩擦学行为摩擦层磨损机制

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    Ag/MoS2-WS2复合材料的微纳摩擦学特性

    曲强朱修崇涂有旺康潇...
    3060-3071页
    查看更多>>摘要：为探明Ag/MoS2-WS2复合材料在解决空间载流摩擦部件高稳定载流和抗磨损问题的作用效果，采用纳米压痕、纳米划痕、表面轮廓仪、扫描电镜等研究微/纳力学尺度下、不同载荷和电流时Ag/MoS2-WS2复合材料的力学行为和摩擦磨损特性。研究结果表明:Ag/MoS2-WS2复合材料在精准微小力作用下具有良好的塑性，压痕模量和硬度与载荷呈非线性关系，其变化机制主要由压痕尺寸效应和塑性变形共同主导;随着载荷增加，Ag/MoS2-WS2复合材料压痕最大深度和塑性深度呈线性增大，当载荷从10 mN增加到20 mN时，压痕最大深度增加约44％，塑性深度增加约51％，而当载荷从20 mN增加到50 mN时，压痕最大深度增加约78％，塑性深度增加约79％，材料的弹塑性转变载荷约为20 mN。在较低载荷(50～100 mN)下，Ag/MoS2-WS2复合材料具有较好的耐磨性。

    Ag/MoS2-WS2复合材料纳米压痕纳米划痕摩擦磨损

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    时效前预拉伸处理对TiB2/7056复合材料组织与性能的影响

    郭子龙王邓彪陈送义蒋日鹏...
    3072-3082页
    查看更多>>摘要：采取扫描电镜、透射电镜等显微组织表征方法并结合室温拉伸、室温摆锤冲击实验和应力腐蚀等测试手段，研究时效前预拉伸处理对TiB2/7056复合材料组织与性能的影响。研究结果表明:随着时效前预拉伸量增加，TiB2/7056复合材料的位错密度显著增加，经时效热处理后的晶内析出相直径增大，晶界析出相形貌由链状转变为粗大不连续状，无沉淀析出带宽化;TiB2/7056复合材料的强度先增大后减小，冲击韧性能与延伸率降低;与无预拉伸相比，预拉伸的TiB2/7056复合材料的应力腐蚀抗力显著提升(扩展速率降低1个量级)，其主要原因是不连续粗大的晶界析出相阻断了应力腐蚀裂纹的扩展。

    TiB2铝基复合材料7056铝合金预拉伸显微组织应力腐蚀

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