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2100MPa级超高强弹簧钢的组织和强韧化机理

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金属热处理 2024年第6期49卷 142-149页

作者：卢伟涂天权邓小云罗素晖邢献强骆智超广州华德汽车弹簧有限公司广东广州511339 广东省科学院新材料研究所、国家钛及稀有金属粉末冶金工程技术研究中心、广东省金属强韧化技术与应用重点实验室广东广州510650 广汽零部件有限公司广东广州510620 广州市奥赛钢线科技有限公司广东广州511450

通过合金成分与淬、回火工艺优化获得1900、2000和2100 MPa级别的超高强弹簧钢,并对比研究了这3种超高强钢的组织、性能与强化机制。结果表明,随着C和V含量的提高,钢材原奥氏体晶粒尺寸由28.8μm减小到16.0μm。2100 MPa级别钢的抗拉强... 详细信息

通过合金成分与淬、回火工艺优化获得1900、2000和2100 MPa级别的超高强弹簧钢,并对比研究了这3种超高强钢的组织、性能与强化机制。结果表明,随着C和V含量的提高,钢材原奥氏体晶粒尺寸由28.8μm减小到16.0μm。2100 MPa级别钢的抗拉强度达2130 MPa,断面收缩率为42%。进一步研究表明2100 MPa级别弹簧钢含有高达16.2%的残留奥氏体,在拉伸变形时,残留奥氏体发生相变诱发塑性(TRIP)效应使钢材加工硬化能力和均匀伸长率显著提高。2100 MPa级别弹簧钢强度主要来源于固溶强化、位错强化与沉淀强化,其强化贡献值分别为391、808和469 MPa。细化的原奥氏体晶粒以及残留奥氏体的TRIP效应是2100 MPa级别超高强弹簧钢具有优异强塑性的关键。

关键词：弹簧钢显微组织强度加工硬化韧性

海洋环境用热轧304L不锈钢-A36碳钢复合钢板的腐蚀行为研究

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表面技术 2024年第14期53卷 75-86页

作者：刘叶诚郑志斌龙骏徐志彪郑开宏焦四海殷福星五邑大学轨道交通学院广东江门529000 广东省科学院新材料研究所国家钛及稀有金属粉末冶金工程技术研究中心广东省金属强韧化技术与应用重点实验室广州510650 广东省钢铁基复合材料工程研究中心广州510650 宝山钢铁股份有限公司上海201900

目的探究304L不锈钢和A36碳钢热轧复合钢板中不锈钢覆层、碳钢基体以及不锈钢-碳钢复合界面在海洋大气环境及海水浸没环境中的腐蚀行为与腐蚀机理。方法采用中性盐雾实验和电化学实验模拟了海洋大气环境及海水浸没环境,对304L不锈钢-A3... 详细信息

目的探究304L不锈钢和A36碳钢热轧复合钢板中不锈钢覆层、碳钢基体以及不锈钢-碳钢复合界面在海洋大气环境及海水浸没环境中的腐蚀行为与腐蚀机理。方法采用中性盐雾实验和电化学实验模拟了海洋大气环境及海水浸没环境,对304L不锈钢-A36碳钢热轧复合钢板的腐蚀机理进行了全面评估。利用扫描电子显微镜(SEM)和能量色散光谱(EDS)表征复合材料界面的微观结构和局部元素分布,使用X射线衍射仪(XRD)表征了腐蚀产物的成分和化合价。结果在复合界面上存在一个明显的元素过渡区域。2种钢复合界面结合平滑,结合质量良好,轧制对2种钢复合界面处的组织无明显影响。当中性盐雾实验进行到96 h时,复合界面的腐蚀速率开始超越碳钢基体的腐蚀速率。实验结束时,复合界面与碳钢基体的腐蚀失重量分别达到582g/m^(2)和468g/m^(2),复合界面在海洋大气环境中的腐蚀速率为碳钢基体的1.24倍。此外,在复合界面碳钢侧的腐蚀产物中观察到富氯层。在电化学实验中,复合界面显示出了比碳钢基体更小的阻抗,这使复合界面在海水浸没环境中的腐蚀速率为碳钢基体的1.13倍。在复合界面处发现电偶腐蚀效应,加速了A36碳钢侧的腐蚀。开路电位的测试结果表明,复合界面的开路电位与耐蚀性较差的碳钢的开路电位接近,不同不锈钢-碳钢面积比复合界面的开路电位变化较小。结论在不同海洋腐蚀环境中,复合界面的腐蚀速率均大于覆层及基体的腐蚀速率,在海洋大气环境中尤为严重,复合界面碳钢部分的小面积暴露将导致材料的耐腐蚀性严重下降,在实际工程使用中应避免复合界面,尤其是复合界面碳钢部分的直接暴露。

关键词：金属复合材料不锈钢碳钢腐蚀海洋环境

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V含量对高铬合金钢组织与力学性能的影响

钢铁研究学报 2024年第2期36卷 207-216页

作者：廖薛宇郑志斌张浩宇龙骏刘天龙郑开宏沈阳工业大学材料科学与工程学院辽宁沈阳100870 广东省科学院新材料研究所国家钛及稀有金属粉末冶金工程技术研究中心广东省金属强韧化技术与应用重点实验室广东广州510650 广东省钢铁基复合材料工程研究中心广东广州510650 江西联峰熔模铸造有限公司江西宜春336300

研究了V元素的添加对高铬合金钢的组织形貌、析出碳化物、洛氏硬度、抗冲击能力和拉伸性能的影响。结果表明,合金钢组织中包含板条马氏体和少量碳化物,V的加入有利于细化合金钢的有效晶粒尺寸并增加大角度晶界密度。随着V的增加,组织中M... 详细信息

研究了V元素的添加对高铬合金钢的组织形貌、析出碳化物、洛氏硬度、抗冲击能力和拉伸性能的影响。结果表明,合金钢组织中包含板条马氏体和少量碳化物,V的加入有利于细化合金钢的有效晶粒尺寸并增加大角度晶界密度。随着V的增加,组织中MC碳化物不断增加,同时C的消耗使M_(7)C_(3)碳化物细化、数量明显减少。细小MC碳化物的析出有利于阻碍位错的运动,使得合金钢的洛氏硬度有所提升。在抗冲击能力方面,V的加入极大提升了合金钢的室温冲击吸收功。在拉伸性能方面,随着V的加入,合金钢的屈服强度和抗强度都有明显提升。研究结果表明,V元素可以综合改善高铬合金钢的力学性能。

关键词：耐磨合金钢高铬合金钢 V含量微观组织力学性能

大气等离子喷涂及固相反应法制备MnCoCu金属连接体防护涂层

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表面技术 2024年第2期53卷 175-183页

作者：杨壮壮刘太楷文魁宋琛张留艳邓畅光邓春明刘敏广东工业大学材料与能源学院广州510640 广东省科学院新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广州510650 广东省科学院新材料研究所广东省现代表面工程技术重点实验室广州510650

目的锰钴尖晶石涂层可有效抑制金属连接体高温氧化、降低固体氧化物燃料电池(SOFC)性能衰减,但其成本较高,电性能和稳定性也需进一步提升。方法本文拟采用大气等离子喷涂技术(APS)和固相反应法以金属粉末制备高电导率尖晶石涂层。通... 详细信息

目的锰钴尖晶石涂层可有效抑制金属连接体高温氧化、降低固体氧化物燃料电池(SOFC)性能衰减,但其成本较高,电性能和稳定性也需进一步提升。方法本文拟采用大气等离子喷涂技术(APS)和固相反应法以金属粉末制备高电导率尖晶石涂层。通过Cu元素的添加,在尖晶石涂层中引入高电导率的铜锰尖晶石相,获得高电导率尖晶石涂层,并通过对涂层的相组成、表面截面形貌、元素分布、电性能等物性的表征,揭示Cu添加量及固相转变条件对尖晶石涂层性能的影响规律。结果 800℃热处理后涂层明显致密化、均匀化,涂层主相为Cu_(x)Mn_(3-x)O_(4)(x=1,1.2,1.4)和MnCo_(2)O_(4);在基体和涂层的界面处存在Cr富集,800℃氧化10h后,含Cu量12%(质量分数)的试样面比电导最高;氧化100h后,面比电导有所下降,含Cu量12%(质量分数)试样仍具有最高的面比电导;经过还原的试样面比电导明显低于未还原样品,其原因在于还原过程中Cr元素产生扩散,氧化后生成了较多的低电导率相。涂层导电性随Cu含量的增加而增大,800℃时Cu含量为12%(质量分数)的样品电导率可达93.15S/cm。结论尖晶石涂层可通过APS制备的金属涂层经热处理后获得;涂层的相组成可以通过金属粉末成分进行调控;Cu的添加有效提高了涂层的电导率,且随Cu含量的增加而增大;经还原处理后的涂层更加致密,但导电性低于未还原样品。

关键词：大气等离子喷涂连接体防护尖晶石涂层 MnCoCu涂层电导率

Cu含量对激光选区熔化CoCrMoCu合金微观组织及表面摩擦磨损性能的影响

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表面技术 2024年第7期53卷 126-135页

作者：岳术俊史文玲解凤宝潘超闫星辰北京市春立正达医疗器械股份有限公司北京100021 广东省科学院新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广州510651 广东省科学院新材料研究所广东省现代表面工程技术重点实验室广州510651

目的阐明不同Cu含量对激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)制备的CoCrMoCu合金微观组织的影响及其在表面摩擦磨损和腐蚀性能使役行为方面的作用。方法采用CoCrMo合金粉和纯Cu粉通过行星球磨机进行机械混合,制备了Cu质量分数为2%... 详细信息

目的阐明不同Cu含量对激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)制备的CoCrMoCu合金微观组织的影响及其在表面摩擦磨损和腐蚀性能使役行为方面的作用。方法采用CoCrMo合金粉和纯Cu粉通过行星球磨机进行机械混合,制备了Cu质量分数为2%、4%、6%的CoCrMo/Cu混合粉末,并通过SLM技术制备相应的试样。对不同Cu含量的SLM CoCrMoCu的相组成、微观结构、硬度、摩擦磨损和腐蚀性能进行检测和分析。结果Cu含量对SLM CoCrMoCu的相组成和微观组织没有明显影响,在不同Cu含量的试样中,试样的微观组织均主要为胞状等轴晶。在力学性能方面,随着Cu含量的升高,试样的硬度先提升后降低,在含2%Cu的情况下达到最大值(429.2HV0.2),在含6%Cu的情况下达到最小值(367.7HV0.2)。CoCrMoCu的摩擦因数和磨损率随着Cu含量的升高而降低,在4%时摩擦因数和磨损率达到最低(2.7×10^(-5)mm^(3)/(N·m)),摩擦磨损性能最好。随着Cu质量分数进一步增加到6%,由于硬度降低,磨损性能下降,试样表面出现沟壑,影响Cu自润滑层的附着,磨损机制由黏着磨损向磨粒磨损转变,导致摩擦因数和磨损率增加。在腐蚀性能方面,腐蚀电位随着Cu含量的升高而升高,而腐蚀电流随着Cu含量的升高呈现先下降后上升的趋势,在4%时达到最佳的腐蚀性能。结论Cu的引入在一定范围内(2%~4%)可以有效提高CoCrMoCu合金的硬度和腐蚀性能。结合Cu的自润滑效应和类钝化效应,实现CoCrMo合金耐磨性能和腐蚀性能的协同提升。

关键词：激光选区熔化 CoCrMoCu 摩擦磨损性能微观组织自润滑医用金属

Al−Si−Fe−Mn合金熔体保温过程中富铁相的三维形态特征和生长行为

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第6期34卷 1745-1758页

作者：宋东福赵愈亮贾义旺李新涛周楠郑开宏张卫文广东省科学院新材料研究所广东省金属强韧化技术与应用重点实验室广州510650 华南理工大学金属材料近净成形国家工程技术研究中心广州510641 东莞理工大学机械工程学院东莞523808 贵州大学材料与冶金学院贵阳550025 江西寰球新材料科技有限公司上饶334499

采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、热力学计算和同步辐射X射线成像技术研究Al−7.0Si−1.0Fe−1.2Mn合金熔体保温过程中富铁相的形态演变和生长行为。结果表明,随着保温温度的降低,富铁相的形态由粗大的星形和多边形状转变成细小的汉... 详细信息

采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、热力学计算和同步辐射X射线成像技术研究Al−7.0Si−1.0Fe−1.2Mn合金熔体保温过程中富铁相的形态演变和生长行为。结果表明,随着保温温度的降低,富铁相的形态由粗大的星形和多边形状转变成细小的汉字状以及汉字和多边形的耦合结构。富铁相的三维形貌显示,星形富铁相由多个多分支的初生相和衍生的不规则次生相组成;耦合结构由多面体和枝晶组成;单一汉字相则由枝晶组成。随着保温温度的降低,富铁相的数量、体积分数以及最大富铁相的体积和连通性显著降低。原位同步辐射X射线结果显示,在凝固过程中形成了两类初生富铁相,其中尺寸较小的初生富铁相保留在熔体中,并成为耦合共晶结构富铁相的形核质点。

关键词：保温温度 Al−Si合金富铁相 3D形态演变同步辐射X射线

选区激光熔化及热等静压制备Ti-25Ta合金微观组织和力学性能（英文）

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稀有金属材料与工程 2024年第8期 2123-2130页

作者：蒲芸娜赵德伟刘斌斌施麒李军雷谭冲申正焱谢焕文刘辛广东省科学院新材料研究所国家钛及稀有金属粉末冶金工程技术研究中心广东省金属强韧化技术与应用重点实验室大连大学附属中山医院北京科技大学新金属材料国家重点实验室

采用选区激光熔化技术制备了Ti-25Ta合金样品，并对打印件和热等静压样品的相对密度、显微组织、显微硬度和拉伸性能进行了表征。结果表明，随着激光功率的增加，扫描轨迹宽度和深度增加，表面形貌得到改善。经热等静压处理后，样品最... 详细信息

采用选区激光熔化技术制备了Ti-25Ta合金样品，并对打印件和热等静压样品的相对密度、显微组织、显微硬度和拉伸性能进行了表征。结果表明，随着激光功率的增加，扫描轨迹宽度和深度增加，表面形貌得到改善。经热等静压处理后，样品最大致密度由95.31%提高到98.01%。同时，随着输入功率的增加，晶粒细化为板条马氏体和胞状晶粒。致密化处理后，亚晶粒合并，并形成大角度晶界。热等静压稳定了合金的显微硬度，提高了合金的抗拉伸强度和伸长率。

关键词： Ti-25合金选区激光熔化热等静压

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W–Cu梯度复合材料的制备、组织与性能

粉末冶金技术 2024年第3期42卷 283-289页

作者：冯晓伟司岸恒冯波李达人广东省科学院新材料研究所广东省金属强韧化技术与应用重点实验室广州510650 河南科技大学金属材料磨损控制与成型技术国家地方联合工程研究中心洛阳471003 哈特三维(中山)金属材料有限公司中山528403

采用不同配比的W粉和Cu粉为原料,经过混粉、放电等离子烧结后制备了三层的W–Cu梯度复合材料,研究了不同烧结温度下W–Cu梯度复合材料的微观组织、界面特征、物理性能、力学性能及抗热震性能。结果表明:900℃烧结制备W–Cu梯度复合材料... 详细信息

采用不同配比的W粉和Cu粉为原料,经过混粉、放电等离子烧结后制备了三层的W–Cu梯度复合材料,研究了不同烧结温度下W–Cu梯度复合材料的微观组织、界面特征、物理性能、力学性能及抗热震性能。结果表明:900℃烧结制备W–Cu梯度复合材料相对密度高(95%)且保持了单层的原始设计成分;每个梯度层中W、Cu分布较均匀,W、Cu之间界面结合良好,未发生扩散。W–Cu梯度复合材料的力学性能呈梯度分布,W–40Cu层的显微硬度最高为HV 136。在压缩过程中,W–40Cu层首先发生断裂,最高压缩屈服强度为332 MPa。900℃烧结制备的W–Cu梯度复合材料的热导率为202 W·m^(-1)·K^(-1)。经抗热震实验后,梯度复合材料界面处无裂纹,具有良好的抗热震性能。

关键词：梯度复合材料放电等离子烧结微观组织界面特征力学性能

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氮掺杂分级孔道碳的制备及其锌离子储能特性

中国有色金属学报 2024年第6期34卷 1871-1883页

作者：王甜俞娟谢雨琪彭嘉鑫赵俊楷西安建筑科技大学冶金工程学院陕西省冶金工程技术研究中心西安710055

本文选用生物质材料荷花花粉作为碳源,以不同比例的ZnCl_(2)作为活化剂,采用超声分散、一步碳化活化、高能珠磨等工艺制备出具有天然球形分级孔道结构的生物质衍生多孔碳材料(LPC),通过将其作为水系锌离子电容器(AZIC)的正极材料进行形... 详细信息

本文选用生物质材料荷花花粉作为碳源,以不同比例的ZnCl_(2)作为活化剂,采用超声分散、一步碳化活化、高能珠磨等工艺制备出具有天然球形分级孔道结构的生物质衍生多孔碳材料(LPC),通过将其作为水系锌离子电容器(AZIC)的正极材料进行形貌结构及电化学性能研究。结果表明:ZnCl_(2)和花粉的最佳活化质量比为2∶1,此时LPC的比表面积为1516 m^(2)/g,并表现出了最佳的充放电特性。在0.1 A/g的电流密度下,LPC首次放电比容量达到了69.9 mA·h/g;在5 A/g的电流密度下循环1450圈后的容量保持率为79.9%。这些性能的改善主要归因于LPC的大比表面积、丰富的天然分级孔道结构及氮、氧原子掺杂特性,为Zn^(2+)提供快速的扩散路径及大量的电化学活性位点,诱导其产生了额外的赝电容。

关键词：锌离子电容器花粉多孔碳氮掺杂

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