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铁含量对激光熔覆层微结构及性能的影响

材料导报 2017年第4期31卷 75-78页

作者：孙有政刘帅李进宝刘常升东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室沈阳110819

为满足不同支承辊再制造表面硬度需求,利用激光熔覆技术,将添加不同含量纯铁粉的铁基合金粉末材料熔覆到Cr5支承辊钢表面。研究了铁含量对熔覆层微结构及性能的影响。结果表明,所有材料设计成分条件下熔覆层的截面组织差异很小,均为鱼... 详细信息

为满足不同支承辊再制造表面硬度需求,利用激光熔覆技术,将添加不同含量纯铁粉的铁基合金粉末材料熔覆到Cr5支承辊钢表面。研究了铁含量对熔覆层微结构及性能的影响。结果表明,所有材料设计成分条件下熔覆层的截面组织差异很小,均为鱼骨状枝晶和网状晶间组织。通过改变添加铁粉的量可以控制熔覆层中枝晶含量。随着合金粉末中铁含量增多,激光熔覆层截面硬度和耐磨性显著下降。添加50%(质量分数)纯铁粉的粉末材料可以制备出硬度约为480HV、耐磨性高于传统淬火工作层的激光熔覆层,可以满足Cr5支承辊再制造需求。

关键词：激光熔覆铁含量支承辊硬度耐磨性

镍基高温合金表面冲击强化机制及应用研究进展

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金属学报 2023年第9期59卷 1173-1189页

作者：王磊刘梦雅刘杨宋秀孟凡强东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室沈阳110819 中山大学中法核工程与技术学院珠海519000

为满足不断攀升的两机涡轮动力系统的快速发展,表面冲击强化技术在涡轮转子用高温合金表面强化的应用及相应机制的研究受到了广泛关注。然而,高温合金表面硬化层在高温服役环境下的回复、再结晶行为难以避免,由此引起的表面强韧化、抗... 详细信息

为满足不断攀升的两机涡轮动力系统的快速发展,表面冲击强化技术在涡轮转子用高温合金表面强化的应用及相应机制的研究受到了广泛关注。然而,高温合金表面硬化层在高温服役环境下的回复、再结晶行为难以避免,由此引起的表面强韧化、抗疲劳效果的退化,成为制约表面冲击强化技术在先进高温合金关键部件深入应用的瓶颈。本文总结了近年来镍基高温合金表面冲击强化机制及应用研究进展,分析了表面冲击强化对镍基高温合金表面强韧性及抗疲劳的作用规律,探究了高温合金表面冲击硬化层在高温及长期时效过程中的显微组织、微结构演化及其对高温稳定性的作用机理。以期为发展镍基高温合金表面冲击强化、提高两机涡轮转子疲劳抗力提供基础。

关键词：镍基高温合金表面强化处理抗疲劳制造硬化层组织和性能高温稳定性

硼酸碳热还原-渗硅反应制备碳化硼复合材料的研究

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无机材料学报 2024年

作者：郑雅雯张翠萍张瑞杰夏乾茹红强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

碳化硼性能优良，应用广泛，但制备成本较高。为了从源头解决碳化硼陶瓷材料制备成本高的问题，本工作直接以碳热还原法合成的碳化硼-C复合粉体为原料，无需进行破碎提纯，通过渗Si反应烧结制备碳化硼复合材料，所得材料性能与以市售碳... 详细信息

碳化硼性能优良，应用广泛，但制备成本较高。为了从源头解决碳化硼陶瓷材料制备成本高的问题，本工作直接以碳热还原法合成的碳化硼-C复合粉体为原料，无需进行破碎提纯，通过渗Si反应烧结制备碳化硼复合材料，所得材料性能与以市售碳化硼粉体为原料制备的材料性能相当，有效降低了其制备成本。主要研究了原料碳硼摩尔比对合成粉体以及碳化硼复合材料物相、显微组织和性能的影响，并探讨了碳化硼陶瓷复合材料的强韧化机理。结果表明：随碳硼摩尔比的增加，所合成粉体中碳化硼粉体碳硼比增加，且合成粉体中游离C含量增加，当碳硼摩尔比为2.01时，游离C包覆在碳化硼粉体颗粒表面。复合材料相组成均为B12(C，Si，B)3、SiC和Si，随碳硼摩尔比的增加，复合材料中碳化硼和游离Si含量降低，SiC含量、SiC区域尺寸、大尺寸SiC区域和纳米SiC颗粒的数量均增加。大尺寸SiC区域的产生会降低材料强度和韧性，而SiC纳米颗粒的形成又有利于提高强度和韧性。当碳硼摩尔比为1.35时，复合材料的抗弯强度和断裂韧性最高，分别为338 MPa和4.06 MPa·m1/2。

关键词：碳化硼碳热还原法渗Si反应烧结碳硼摩尔比显微组织

短程有序对高层错能Cu-Mn合金拉-拉疲劳变形行为及损伤机制的影响

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金属学报 2022年第9期58卷 1208-1220页

作者：韩冬张炎杰李小武东北大学材料科学与工程学院材料物理与化学系沈阳110819 东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室沈阳110819

以不同Mn含量的高层错能Cu-Mn合金为研究对象,在恒应力幅控制下系统研究了短程有序对其拉-拉疲劳变形行为及损伤机制影响的规律和微观机理。结果表明,随着短程有序度的增加,微观变形机制由位错的波状滑移逐渐转变为平面滑移,疲劳裂纹萌... 详细信息

以不同Mn含量的高层错能Cu-Mn合金为研究对象,在恒应力幅控制下系统研究了短程有序对其拉-拉疲劳变形行为及损伤机制影响的规律和微观机理。结果表明,随着短程有序度的增加,微观变形机制由位错的波状滑移逐渐转变为平面滑移,疲劳裂纹萌生模式由倾向沿晶开裂转变为沿滑移带开裂,合金的拉-拉疲劳寿命显著提高。上述影响在宏观上表现为Basquin关系中疲劳强度系数(σ^(')_(f))和疲劳强度指数(b)的同步增大。分析表明,σ^(')_(f)的增大主要归因于Mn元素的固溶强化和位错平面滑移所引起的加工硬化能力的增强;而b的增大则源于位错平面滑移表现出的更高的变形均匀性和滑移可逆性。

关键词： Cu-Mn合金短程有序层错能疲劳位错滑移方式位错结构

一种新型Ti-Al-Mn-Nb合金的固态相变行为

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金属学报 2024年

作者：王强李小兵郝俊杰陈波张滨张二林刘奎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季华实验室

为了制定新型β凝固γ-TiAl合金合理的热加工和热处理工艺,研究其相变行为和组织变化规律具有极其重要的指导意义。本工作设计出一种新型的Ti-Al-Mn-Nb合金,该合金的名义成分为Ti-43Al-1.5Mn-3Nb-0.2Si-0.2C-0.1B,采用Pandat热力学计算... 详细信息

为了制定新型β凝固γ-TiAl合金合理的热加工和热处理工艺,研究其相变行为和组织变化规律具有极其重要的指导意义。本工作设计出一种新型的Ti-Al-Mn-Nb合金,该合金的名义成分为Ti-43Al-1.5Mn-3Nb-0.2Si-0.2C-0.1B,采用Pandat热力学计算软件、电子探针(EPMA)、透射电镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)和X射线衍射(XRD)等方法,系统研究了该新合金在1440℃至1000℃温度范围内的组织转变行为。结果表明:铸态合金组织由片层组织(α2/γ)和片层组织周围少量βo/γ混合相组成。合金的凝固和固态相变路径为:liquid→liquid+β→β→β+α→α→α+γ→(α2+γ)→(α2+γ)+βo→(α2+γ)+βo+γg,其β转变温度(Tβ)约为1420℃,γ相溶解温度(Tγ,solv)约为1280℃,共析转变温度(Teut)约为1160℃。在略低于Tγ,solv时,由α相析出的γ呈片层状,α相和γ相始终存在Blackburn位向关系:(111)γ‖(0001)α2,γ‖α2;由α相析出的βo呈块状,遵循Burgers位向关系:(110)βo‖(001)α2,βo‖α2。新合金淬火组织的Vickers硬度位于385～512 HV范围,随着淬火温度的升高淬火组织显微硬度提高,在β单相区淬火后生成的马氏体组织使得硬度达到512 HV。该新合金同时具有β和α单相区,对发展可调控出全片层结构的易变形、高承温新型β凝固γ-TiAl合金具有重要指导意义。

关键词： β凝固γ-TiAl 固态相变显微组织凝固路径显微硬度

强磁场对FePt纳米粒子液相生长速率的影响

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中国有色金属学报 2022年第3期32卷 836-844页

作者：吴纯鞠玉萍江亚男董世知任鑫裴文利王凯王强辽宁工程技术大学材料科学与工程学院阜新123000 东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室沈阳110819 东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室沈阳110819

本文使用定量金相法分析了6 T强磁场对FePt晶体、方向生长行为的影响机制。结果表明:FePt晶体液相生长包括、方向的快速生长和缓慢生长两个阶段。强磁场通过降低原子浓度、抑制原子扩散、抑制表面活性剂吸附等方式降低生长速率和生长距... 详细信息

本文使用定量金相法分析了6 T强磁场对FePt晶体、方向生长行为的影响机制。结果表明:FePt晶体液相生长包括、方向的快速生长和缓慢生长两个阶段。强磁场通过降低原子浓度、抑制原子扩散、抑制表面活性剂吸附等方式降低生长速率和生长距离,细化晶粒。强磁场通过增强磁晶各向异性、影响—NH_(2)官能团在(100)面吸附、促进Fe原子在(100)面吸附生长等方式,减小方向生长速率的降低幅度,使生长过程中FePt晶体形状从截角立方体向立方体和凹立方体转变所需时间增加,使相同生长时间时晶体形状从立方体转变为截角立方体、从凹立方体转变为截角立方体和立方体。

关键词：强磁场 FePt纳米粒子生长速率形状转变

挤压态Mg-1.2Zn-0.8Y合金组织及高应变速率下的力学行为

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东北大学学报（自然科学版） 2015年第8期36卷 1102-1105,1109页

作者：李洪晓李聪任玉平秦高梧东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室辽宁沈阳110819

通过显微组织观察、X射线及电子衍射结构分析对挤压态Mg98Zn1.2Y0.8合金的第二相结构及分布,以及Mg基固溶体组织形态进行了研究,并对其100/s^667/s应变速率下的力学行为及断裂机制进行了分析.结果表明:Mg98Zn1.2Y0.8合金在300℃、挤压比... 详细信息

通过显微组织观察、X射线及电子衍射结构分析对挤压态Mg98Zn1.2Y0.8合金的第二相结构及分布,以及Mg基固溶体组织形态进行了研究,并对其100/s^667/s应变速率下的力学行为及断裂机制进行了分析.结果表明:Mg98Zn1.2Y0.8合金在300℃、挤压比为16的热挤压过程中发生了完全的动态再结晶;挤压态组织为晶粒细小的镁基固溶体、其上弥散分布的化合物H相,以及沿晶界分布的Z相.室温下随着应变速率从100/s提高到667/s,挤压态Mg98Zn1.2Y0.8合金的屈服强度及抗拉强度明显升高,延伸率也从9.2%提高到13%.室温下应变速率为100/s^667/s时挤压态M g98Zn1.2Y0.8合金的拉伸断裂方式是以韧性断裂为主并伴有脆性断裂的混合断裂.

关键词： Mg-Zn-Y合金组织形态高应变速率力学行为断裂方式

Ti(C,N)含量对无压烧结Ti(C,N)/ZrO_(2)陶瓷复合材料微观结构和性能的影响

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机械工程材料 2022年第11期46卷 49-54页

作者：郭广晗刘佳琦黄云涛岳新艳张翠萍茹红强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

以Y2O3稳定纳米ZrO_(2)粉、TiO_(2)粉、TiN粉、炭黑和水溶性酚醛树脂为原料,采用无压烧结方法制备Ti(C,N)/ZrO_(2)陶瓷复合材料,研究了Ti(C,N)质量分数(25%~40%)对其微观结构和性能的影响。结果表明:Ti(C,N)/ZrO_(2)陶瓷复合材料由t-ZrO... 详细信息

以Y2O3稳定纳米ZrO_(2)粉、TiO_(2)粉、TiN粉、炭黑和水溶性酚醛树脂为原料,采用无压烧结方法制备Ti(C,N)/ZrO_(2)陶瓷复合材料,研究了Ti(C,N)质量分数(25%~40%)对其微观结构和性能的影响。结果表明:Ti(C,N)/ZrO_(2)陶瓷复合材料由t-ZrO_(2)和Ti(C,N)两相组成;随着Ti(C,N)含量的增加,Ti(C,N)颗粒逐渐出现团聚现象,但当Ti(C,N)质量分数增加至40%时,Ti(C,N)相分布又变得较均匀;随着Ti(C,N)含量的增加,陶瓷复合材料的开口气孔率先增大后减小,硬度、抗弯强度和断裂韧度先降低后升高;当Ti(C,N)质量分数为40%时,陶瓷复合材料的综合性能最好,其开口气孔率、硬度、抗弯强度、断裂韧度分别为0.73%,14.4 GPa,354 MPa,5.8 MPa·m^(1/2)。

关键词： Ti(C N)/ZrO_(2)陶瓷复合材料无压烧结物相组成微观结构力学性能

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钴蓝无颗粒陶瓷墨水的制备及性能研究

陶瓷学报 2019年第4期40卷 512-516页

作者：孙是昊茹红强冯东魏贺张翠萍东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室

配制以EDTA-Co为钴源、以EDTA-Al为铝源,以PEG200为增溶剂的钴铝蓝无颗粒陶瓷墨水。该墨水具有良好的流变性能和极高的稳定性,能够解决现有颗粒陶瓷墨水堵塞、磨损打印喷头和稳定性较差的问题。墨水经高温煅烧,可制备纳米晶CoAl2O4颜料... 详细信息

配制以EDTA-Co为钴源、以EDTA-Al为铝源,以PEG200为增溶剂的钴铝蓝无颗粒陶瓷墨水。该墨水具有良好的流变性能和极高的稳定性,能够解决现有颗粒陶瓷墨水堵塞、磨损打印喷头和稳定性较差的问题。墨水经高温煅烧,可制备纳米晶CoAl2O4颜料粉体。借助比色仪、XRD、UV-vis分光光度计,探究了煅烧温度(800℃、900℃、1000℃和1100℃)对于Co3O4含量和墨水呈色性能的影响。结果表明:随着煅烧温度的上升,Co3O4含量逐渐降低,颜料的b^*值逐渐降低、明度值逐渐上升。经1100℃煅烧的墨水,具有最佳的呈色效果,其b^*值可达-23.13。

关键词：陶瓷墨水钻铝蓝呈色性能