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Co含量对Co_(x)Cr_(25)(AlFeNi)_(75-x)高熵合金组织和力学性能的影响

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材料与冶金学报 2024年第1期23卷 60-64页

作者：黄东庄艳歆东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室沈阳110819

针对FCC基TRIP高熵合金屈服强度较低的问题,设计并制备了Co_(x)Cr_(25)(AlFeNi)75-x合金体系,实现了B2相的沉淀强化与FCC-HCP形变诱导相变的协同.利用热力学模拟与实验相结合的方法,探究了Co含量对于合金体系组织和力学性能的影响.结果... 详细信息

针对FCC基TRIP高熵合金屈服强度较低的问题,设计并制备了Co_(x)Cr_(25)(AlFeNi)75-x合金体系,实现了B2相的沉淀强化与FCC-HCP形变诱导相变的协同.利用热力学模拟与实验相结合的方法,探究了Co含量对于合金体系组织和力学性能的影响.结果表明:随着Co含量(原子数分数,下同)的增加,合金中析出的B2相逐渐减少,从而导致其屈服强度下降;Co_(45)Cr_(25)Al_(10)Fe_(10)Ni_(10)合金的屈服强度约为850 MPa,而Co_(57)Cr_(25)Al_(6)Fe_(6)Ni_(6)合金的屈服强度下降到不足500 MPa.此外,随着Co含量的增加,Co_(51)Cr_(25)Al_(8)Fe_(8)Ni_(8)和Co_(57)Cr_(25)Al_(6)Fe_(6)Ni_(6)合金在拉伸过程中均发生了形变诱导的FCC-HCP型马氏体相变,这使得它们拥有接近50%的良好塑性.

关键词：高熵合金力学性能沉淀强化形变诱导相变

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混铁车内衬优化后铁水温度变化分析

冶金能源 2024年第2期43卷 21-24,59页

作者：赵岩雷洪东北大学冶金学院东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室

通过实测和数值模型计算,研究了混铁车内衬改造前后的铁水温度变化。研究结果表明:在不改变混铁车内衬厚度的情况下,优化混铁车内衬结构对铁水温度有明显影响。实测结果表明:在混铁车铁水量少、铁水初温低及运行时间长的情况下,改造后... 详细信息

通过实测和数值模型计算,研究了混铁车内衬改造前后的铁水温度变化。研究结果表明:在不改变混铁车内衬厚度的情况下,优化混铁车内衬结构对铁水温度有明显影响。实测结果表明:在混铁车铁水量少、铁水初温低及运行时间长的情况下,改造后的混铁车实测铁水终温提高了17℃,铁壳表面温度降低了55℃。数值计算结果表明:在混铁车铁水量、铁水初温及运行时间与改造前混铁车实测相同的情况下,改造后混铁车铁水终温提高了24℃,铁壳表面温度降低了54℃。说明混铁车内衬改造方案保温效果显著。

关键词：混铁车内衬数值计算温度

结晶器内Ar气泡破碎-聚合和捕获行为的数值模拟

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金属学报 2024年

作者：徐涛邓安元李阳王恩刚东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室东北大学冶金学院钒钛资源综合利用国家重点实验室

为合理控制板坯结晶器内的Ar气泡运动分布，提高气泡对夹杂物的去除效率和减少凝固坯壳对气泡的捕获，本工作针对1300 mm×230 mm的结晶器建立了气泡碰撞-聚合-破碎-捕获模型，分析了拉速、吹Ar量、水口倾角、水口浸入深度对气泡运动、... 详细信息

为合理控制板坯结晶器内的Ar气泡运动分布，提高气泡对夹杂物的去除效率和减少凝固坯壳对气泡的捕获，本工作针对1300 mm×230 mm的结晶器建立了气泡碰撞-聚合-破碎-捕获模型，分析了拉速、吹Ar量、水口倾角、水口浸入深度对气泡运动、分布和气泡被凝固坯壳捕获的规律。结果表明，大气泡主要在水口附近上浮，中等尺寸气泡在远离水口区域上浮，多数小气泡在窄面附近上浮，少数小气泡会运动到结晶器深处被凝固坯壳捕获，造成铸坯质量缺陷。水口浸入深度主要影响气泡的分布，吹Ar量和水口倾角主要影响气泡直径及气泡数量，拉速对气泡的分布和气泡数量及气泡直径都有影响。对1300 mm×230 mm铸坯，拉速为1.4 m/min、吹Ar量为10 L/min、水口倾角为15°和水口浸入深度为180 mm可使气泡在结晶器内具有较好的弥散分布特性，有利于去除夹杂物，提高钢液纯净度，减少凝固坯壳对气泡的捕获，提高板坯质量。

关键词：连铸结晶器 Ar气泡夹杂物凝固坯壳捕获行为

电磁搅拌改善连铸钢坯宏观偏析的研究现状和发展

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特种铸造及有色合金 2024年第4期44卷 451-456页

作者：魏亚芳邓安元王恩刚东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室沈阳110004 东北大学冶金学院沈阳110004

宏观偏析是连铸钢坯不可避免的凝固缺陷,严重的宏观偏析对钢铁产品力学性能和使用寿命有很大影响。目前,铸坯宏观偏析的控制已经取得了重大进展,许多技术已经在生产过程中得到广泛应用。从试验研究和数值模拟两个方面总结了国内外采用... 详细信息

宏观偏析是连铸钢坯不可避免的凝固缺陷,严重的宏观偏析对钢铁产品力学性能和使用寿命有很大影响。目前,铸坯宏观偏析的控制已经取得了重大进展,许多技术已经在生产过程中得到广泛应用。从试验研究和数值模拟两个方面总结了国内外采用电磁搅拌解决铸坯宏观偏析技术的研究现状,对比了两种研究方法的特点,并对电磁搅拌影响铸坯偏析的因素进行了总结,为后续采用电磁搅拌解决铸坯偏析问题提供参考。

关键词：电磁搅拌连铸坯宏观偏析

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纳米线状α-MnO_(2)电极材料的制备及电催化性能的研究

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功能材料 2024年第8期55卷 8027-8033,8089页

作者：陈健陈庆伦韩宁何立子东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室沈阳110819 东北大学材料科学与工程学院沈阳110819

以KMnO_(4)和MnCl_(2)·4H_(2)O为原料通过水热法制备出二氧化锰电极材料,利用SEM、XRD观察材料的微观形貌并确定其晶型,通过放电测试和电化学测试研究二氧化锰作为电极材料的ORR电催化性能。研究结果表明,水热反应温度为180℃、KMnO_(4... 详细信息

以KMnO_(4)和MnCl_(2)·4H_(2)O为原料通过水热法制备出二氧化锰电极材料,利用SEM、XRD观察材料的微观形貌并确定其晶型,通过放电测试和电化学测试研究二氧化锰作为电极材料的ORR电催化性能。研究结果表明,水热反应温度为180℃、KMnO_(4)∶MnCl_(2)·4H_(2)O摩尔比为2.5∶1时,能够制得均匀纳米线状的α-MnO_(2),其作为催化剂制备的空气阴极在极化电压为1.0 V时极化电流密度最大,达到76.15 mA/cm^(2),并且具有最小的阻抗,说明氧还原反应阻力最小,在10,20,30,40 mA/cm^(2)电流密度下放电电压分别为1.64,1.49,1.36和1.23 V,放电性能相较于5%铂碳催化剂提升10%左右。

关键词：二氧化锰电催化放电性能空气阴极

相场法模拟溶质对ZK60合金晶粒长大过程中织构演化的影响

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第4期34卷 1110-1122页

作者：宋宇豪王明涛白俊源金剑锋杨培军宗亚平秦高梧东北大学材料科学与工程学院材料各向异性与织构教育部重点实验室沈阳110819

建立包含受溶质影响的弹性各向异性及晶界偏析的多尺度三维相场模型,研究溶质原子Ca、Y和Al对ZK60合金在270 MPa压应力及573 K下晶粒生长过程中织构演变的影响。结果表明,添加Ca或Y均可以弱化ZK60的基面织构,而添加Al则会增强织构。添... 详细信息

建立包含受溶质影响的弹性各向异性及晶界偏析的多尺度三维相场模型,研究溶质原子Ca、Y和Al对ZK60合金在270 MPa压应力及573 K下晶粒生长过程中织构演变的影响。结果表明,添加Ca或Y均可以弱化ZK60的基面织构,而添加Al则会增强织构。添加Al后,晶粒尺寸分布与Hillert模型之间的偏差增大,而添加Ca或Y会使偏差减小。与弹性各向异性相比,溶质偏析引起的晶界能变化对织构演化的影响十分有限。揭示的机理对在ZK60合金显微组织设计中采用合适的合金化策略具有重要意义。

关键词：相场模型弹性各向异性溶质偏析织构演化 ZK60合金合金化

Cr对Al-Cu-Mg-Ag合金动态再结晶行为和力学性能的影响

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材料工程 2024年

作者：余创张海涛邹晶付金禹颜帅许光明山东省宏灿材料科技有限公司东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室

借助光学显微镜(OM)，X射线衍射仪(XRD)，场发射扫描电镜(SEM-EDS)和透射电镜(TEM)研究Cr对Al-Cu-Mg-Ag合金铸态组织和双级均匀化后弥散相分布、尺寸和数量密度的影响，并采用高通量等温压缩实验研究不同等效应变下Cr对Al-Cu-Mg-Ag合金... 详细信息

借助光学显微镜(OM)，X射线衍射仪(XRD)，场发射扫描电镜(SEM-EDS)和透射电镜(TEM)研究Cr对Al-Cu-Mg-Ag合金铸态组织和双级均匀化后弥散相分布、尺寸和数量密度的影响，并采用高通量等温压缩实验研究不同等效应变下Cr对Al-Cu-Mg-Ag合金动态再结晶行为的影响。结果表明：均匀化阶段除析出棒状T-Al20Cu2Mn3弥散相外，还出现平均直径和数量密度分别为67.4 nm和4.7 μm-2的球状Al7(Cr， Mn)弥散相，Cr与Mn相反的平衡分配系数(KMn1)将无弥散相析出面积分数从29.5%降至13.8%，棒状的T-Al20Cu2Mn3弥散相平均长度从275.4 nm减小至147.3 nm，数量密度从3.5 μm－2增至10.4 μm－2。EBSD和拉伸实验结果表明，Al7(Cr， Mn)弥散相对位错运动阻碍作用减少热压缩过程中小角度晶界向大角度晶界的转变，抑制动态再结晶。Cr的添加提高Al-Cu-Mg-Ag合金不同温度下的力学性能，室温下的抗拉强度和屈服强度分别提高了13.3 MPa和21.9 MPa，弥散强化效果明显。

关键词： Al-Cu-Mg-Ag合金高温拉伸高通量等温压缩弥散相动态再结晶

Cr对Al-Cu-Mg-Ag合金动态再结晶行为和力学性能的影响

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材料工程 2024年第10期 80-89页

作者：余创张海涛邹晶付金禹颜帅许光明东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室山东省宏灿材料科技有限公司

借助光学显微镜（OM）,X射线衍射仪（XRD），场发射扫描电镜（SEM-EDS）和透射电镜（TEM）研究Cr对Al-CuMg-Ag合金铸态组织和双级均匀化后弥散相分布、尺寸和数量密度的影响，并采用高通量等温压缩实验研究不同等效应变下Cr对Al-Cu-Mg-A... 详细信息

借助光学显微镜（OM）,X射线衍射仪（XRD），场发射扫描电镜（SEM-EDS）和透射电镜（TEM）研究Cr对Al-CuMg-Ag合金铸态组织和双级均匀化后弥散相分布、尺寸和数量密度的影响，并采用高通量等温压缩实验研究不同等效应变下Cr对Al-Cu-Mg-Ag合金动态再结晶行为的影响。结果表明：均匀化阶段除析出棒状T-Al20Cu2Mn3弥散相外，还出现平均直径和数量密度分别为67.4 nm和4.7μm-2的球状Al7（Cr, Mn）弥散相，Cr与Mn相反的平衡分配系数(KMn1)将无弥散相析出面积分数从29.5%降至13.8%，棒状的T-Al20Cu2Mn3弥散相平均长度从275.4 nm减小至147.3 nm，数量密度从3.5μm-2增至10.4μm-2。EBSD和拉伸实验结果表明，Al7（Cr, Mn）弥散相对位错运动阻碍作用减少热压缩过程中小角度晶界向大角度晶界的转变，抑制动态再结晶。Cr的添加提高Al-Cu-Mg-Ag合金不同温度下的力学性能，在25,250,300℃下Al7（Cr,Mn）弥散相对合金屈服强度的贡献值分别为21.9,16.2 MPa和15.3 MPa。

关键词： Al-Cu-Mg-Ag合金高温拉伸高通量等温压缩弥散相动态再结晶

晶界偏聚元素作用下无取向硅钢织构的空间分布与演变机制

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金属学报 2024年

作者：常松涛张芳沙玉辉左良东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室

晶界偏聚元素常用于调控无取向硅钢再结晶织构，但其对织构演变的作用机制尚不清晰。本工作采用电子背散射衍射技术研究了Sb元素干预下无取向硅钢晶粒长大过程中的织构竞争。Goss({110})团簇的取向钉扎效应抑制了Goss晶粒长大，而毗邻... 详细信息

晶界偏聚元素常用于调控无取向硅钢再结晶织构，但其对织构演变的作用机制尚不清晰。本工作采用电子背散射衍射技术研究了Sb元素干预下无取向硅钢晶粒长大过程中的织构竞争。Goss({110})团簇的取向钉扎效应抑制了Goss晶粒长大，而毗邻晶粒通过消耗Goss团簇快速长大。晶界偏聚元素Sb通过降低Goss团簇周围{111}晶粒的数量，抑制大尺寸{111}晶粒的形成，削弱{111}织构并强化λ织构。结果表明，晶界偏聚元素可通过调控织构组分的空间分布来改变晶粒长大过程中的织构竞争关系。

关键词：晶粒长大织构晶界偏聚无取向硅钢