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激光热丝高效沉积Inconel 718熔覆层组织与性能

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焊接学报 2025年

作者：苏国兴石玗朱明张刚兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室

对工程构件表面进行强化改性或增材修复能够有效提升零件的服役寿命，减少材料和能源消耗，响应我国绿色和可持续发展战略.本文采用激光热丝沉积工艺在316L不锈钢表面制备了Inconel 718熔覆层，沉积过程中的线能量仅为81.4 kJ/m，焊丝... 详细信息

对工程构件表面进行强化改性或增材修复能够有效提升零件的服役寿命，减少材料和能源消耗，响应我国绿色和可持续发展战略.本文采用激光热丝沉积工艺在316L不锈钢表面制备了Inconel 718熔覆层，沉积过程中的线能量仅为81.4 kJ/m，焊丝沉积速率高达3.1 kg/h.对Inconel 718熔覆层的微观组织、相组成、显微硬度及耐磨性能进行了研究.结果表明：Inconel 718熔覆层的微观组织由垂直于基材表面和层道界线向熔覆层中心生长的柱状树枝晶构成.γ-Ni相是Inconel 718熔覆层中的基础相，在柱状树枝晶晶间区域检测到了呈“链状”和“岛状”分布的Laves相.Inconel 718熔覆层的平均显微硬度为268.89 HV1，比316L不锈钢基材的显微硬度高37%.Inconel 718熔覆层的平均摩擦系数为0.53，摩擦质量损失为316L不锈钢基材的23.9%，磨损表面由细微的划痕和少量的剥落构成，磨损机制为粘着磨损.

关键词：激光热丝沉积 Inconel 718 沉积速率微观组织耐磨性能

热处理调控对Fe-Ga合金相结构和磁致伸缩性能影响研究进展

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材料工程 2025年

作者：胡勇王泽张文格马好放杨小康兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州理工大学材料科学与工程学院兰州理工大学温州泵阀工程研究院

Fe-Ga合金作为一种新型的磁致伸缩材料，具有低驱动磁场和高磁致伸缩性能。因其兼具成本低、力学性能好及稳定性高等优点，在微位移器件、振动器和传感器件等领域引起了凝固态物理和材料科学工作者的关注。Fe-Ga合金的磁致伸缩性能与材... 详细信息

Fe-Ga合金作为一种新型的磁致伸缩材料，具有低驱动磁场和高磁致伸缩性能。因其兼具成本低、力学性能好及稳定性高等优点，在微位移器件、振动器和传感器件等领域引起了凝固态物理和材料科学工作者的关注。Fe-Ga合金的磁致伸缩性能与材料的织构取向，磁畴的分布状态及合金元素的添加有关，更取决与合金的物相结构。为此，本文从Fe-Ga合金的相结构出发，概述了不同制备方法对提高Fe-Ga合金晶粒择优取向的影响；施加一定的外加磁场和预应力改变磁畴分布状态的作用；添加稀土元素对于磁致伸缩性能提升的效果；重点介绍了热处理调控相结构转变和纳米沉淀相析出对Fe-Ga合金磁致伸缩性能影响的研究进展。综述论文有助于促进Fe-Ga 合金在结构-功能一体化精密器件制备领域的推广和应用。

关键词： Fe-Ga合金相结构磁致伸缩性能热处理调控

热处理温度对347H钢表面Fe-Al渗层组织结构的影响及其在氯化熔盐中的腐蚀行为

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材料工程 2025年

作者：陈维铅喇培清李增鹏姜昊成印若娇万磊兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室酒泉技术学院甘肃省太阳能发电系统重点实验室

为提升347H钢耐氯化熔盐腐蚀性能，探索其在光热发电氯化熔盐储热系统的应用。使用质量百分比为77% Al2O3+20% Al+3% AlCl3的渗剂在347H钢表面制备Fe-Al渗层，通过热扩散处理，改善渗层的结构及物相组成；然后在800℃三元共晶氯化盐中浸... 详细信息

为提升347H钢耐氯化熔盐腐蚀性能，探索其在光热发电氯化熔盐储热系统的应用。使用质量百分比为77% Al2O3+20% Al+3% AlCl3的渗剂在347H钢表面制备Fe-Al渗层，通过热扩散处理，改善渗层的结构及物相组成；然后在800℃三元共晶氯化盐中浸泡30 h，来研究不同热扩散处理温度对渗层耐腐蚀性的影响。结果表明：800℃保温20 h在347H钢表面成功制备了厚度约为195 μm 的渗铝层，渗层外层主要为FeAl3相，内层为Fe2Al5相。经750～950℃热扩散处理30 h，渗层出现了明显的分层，可分为互扩散层、内层和外层，互扩散层厚度随着处理温度的升高而增大。当处理温度低于900℃时，渗层外层由均匀分布的Fe2Al5相和FeAl组成，内层为FeAl相；当处理温度高于900℃时，外层Fe2Al5相全部转化为FeAl相。750℃处理渗层腐蚀后表现出了较好的耐腐蚀性能，其表面形成了厚度约为30 μm 致密均匀的Al2O3层，与渗层界面结合紧密，并且试样腐蚀失重率约为-0.07 mg/cm2，比未渗铝347H钢腐蚀失重率4.89mg/cm2和处理前渗层的腐蚀失重率5.86mg/cm2，均提高了两个数量级，对基体起到了良好的保护作用。

关键词： 347H钢 Fe-Al渗层包埋渗铝热扩散处理氯化盐腐蚀

乙二胺功能化氧化石墨烯增强环氧树脂复合涂层耐磨性能

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北京航空航天大学学报 2025年

作者：金钰皓刘秉国宇文超杨振兴龚斯宇陈旺昆明理工大学冶金与能源工程学院非常规冶金省部共建教育部重点实验室省部共建复杂有色金属清洁利用国家重点实验室

针对环氧树脂（EP）涂层在实际应用中因磨损而效能受限的问题，本研究运用乙二胺（EDA）改性氧化石墨烯（GO）得到功能化氧化石墨烯（RGO-EDA），将RGO-EDA作为EP添加剂制备了耐磨性能显著提升的RGO-EDA/EP复合材料涂层，并探讨了RGO-ED... 详细信息

针对环氧树脂（EP）涂层在实际应用中因磨损而效能受限的问题，本研究运用乙二胺（EDA）改性氧化石墨烯（GO）得到功能化氧化石墨烯（RGO-EDA），将RGO-EDA作为EP添加剂制备了耐磨性能显著提升的RGO-EDA/EP复合材料涂层，并探讨了RGO-EDA添加量对EP复合材料耐磨性能的影响。研究结果表明，当RGO-EDA添加量为1wt.%时，与纯EP涂层相比，复合涂层的摩擦系数由0.835锐减至0.47，磨损率同样大幅度降低，展现了优异的抗磨损性能。本成果为开发高耐磨、长寿命的防护涂层材料提供了新途径，并为GO增强高分子材料耐磨性能提供了理论依据，具有广阔的应用前景。

关键词：功能化氧化石墨烯摩擦学性能接枝氨基复合材料磨损

奥氏体不锈钢Cr15Mn9Cu2Ni1N连铸坯壳层的热塑性

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材料科学与工艺 2011年第1期19卷 91-94页

作者：侯国清朱亮马蓉魏鹏兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点试验室兰州730050

为认识连铸坯壳层中热塑性的变化及其原因,从奥氏体不锈钢Cr15Mn9Cu2Ni1N连铸坯壳层不同深度区域及芯部制取小型试样,在热模拟试验机上进行高温拉伸试验.结果表明:变形温度高于1050℃时,表层试样断面收缩率较低,由表及里逐渐增加,在距... 详细信息

为认识连铸坯壳层中热塑性的变化及其原因,从奥氏体不锈钢Cr15Mn9Cu2Ni1N连铸坯壳层不同深度区域及芯部制取小型试样,在热模拟试验机上进行高温拉伸试验.结果表明:变形温度高于1050℃时,表层试样断面收缩率较低,由表及里逐渐增加,在距壳层表面27 mm左右处达到最高;变形温度低于1050℃时,壳层各深度区域断面收缩率变化不大.除表层外,壳层的断面收缩率均高于芯部.结合铸坯各区域微观组织分析认为,由于高的冷却速度,壳层形成时液相不能全部以初始析出相为δ铁素体而后转变为奥氏体的方式凝固,而从枝晶间的剩余液相中直接析出奥氏体.这种凝固模式的改变在壳层表层最为严重,使得其热塑性有所降低;由于铸坯芯部为粗大的等轴晶,其热塑性低于壳层.

关键词：奥氏体不锈钢铸坯壳层热塑性冷却速度

微观组织对2A12铝合金熔焊接头力学性能的影响

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焊接学报 2011年第9期32卷 5-8,113页

作者：乔及森余江瑞苟宁年袁小二兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点试验室兰州730050

采用TIG焊对2A12铝合金薄板进行焊接,并对接头的组织及力学性能相关性进行分析.金相观察发现焊缝及熔合区内晶粒粗大且不均匀,焊缝从边缘的柱状晶向中心的等轴晶过渡,熔合线附近出现粗细晶混杂分布.采用显微硬度及拉伸试验研究了焊接接... 详细信息

采用TIG焊对2A12铝合金薄板进行焊接,并对接头的组织及力学性能相关性进行分析.金相观察发现焊缝及熔合区内晶粒粗大且不均匀,焊缝从边缘的柱状晶向中心的等轴晶过渡,熔合线附近出现粗细晶混杂分布.采用显微硬度及拉伸试验研究了焊接接头力学性能不均匀性.结果表明,硬度最小值处于焊缝的熔合区,拉伸试样亦断裂在该区,与组织分布相对应;对断口进行扫描电镜观察,采用电子探针对二次相进行成分分析.引起2A12铝合金焊接接头性能下降的主要原因是焊缝在冷却过程中由于偏析而生成的低熔点共晶θ相和S相.

关键词：焊接接头微观组织力学性能低熔点共晶

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铝合金2024-M搅拌摩擦焊接头性能

焊接学报 2009年第4期30卷 69-72页

作者：金玉花王希靖李常锋张杰兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点试验室兰州730050

通过轴向拉伸试验,研究了搅拌针旋转速度对铝合金2024-M接头力学性能的影响.结果表明,轴向拉伸断裂部位随搅拌针转速的变化而变化,高转速下接头组织中有大量块体颗粒被保留下来,降低了接头强度,断裂发生在焊核区;低转速下因轴肩与焊接... 详细信息

通过轴向拉伸试验,研究了搅拌针旋转速度对铝合金2024-M接头力学性能的影响.结果表明,轴向拉伸断裂部位随搅拌针转速的变化而变化,高转速下接头组织中有大量块体颗粒被保留下来,降低了接头强度,断裂发生在焊核区;低转速下因轴肩与焊接材料间摩擦机制作用在接头成形中的比例减小,层间结合力减弱,接头断裂面呈现层状结构,焊核区又成为断裂的敏感部位;当焊接速度为20 mm/min时,搅拌针转速存在一个理想的焊接参数范畴,在这个焊接参数范畴内焊接的试样断裂通常发生在母材区,断裂面与拉伸轴成45°,属典型的剪切断裂.

关键词：搅拌摩擦焊力学性能断口分析

应变速率对奥氏体不锈钢Cr17Mn6Ni4Cu2N铸坯热塑性的影响

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材料研究学报 2013年第1期27卷 70-74页

作者：侯国清朱亮边红霞田彦龙兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点试验室兰州730050

研究了应变速率对奥氏体不锈钢Cr17Mn6Ni4Cu2N铸坯热塑性的影响。结果表明,壳层的微观组织为δ铁素体树枝品分布在奥氏体晶粒内部,提高应变速率会降低其热塑性,并使裂纹形核位置由δ铁索体树枝品处变为奥氏体晶界处;在芯部铁素体分布在... 详细信息

研究了应变速率对奥氏体不锈钢Cr17Mn6Ni4Cu2N铸坯热塑性的影响。结果表明,壳层的微观组织为δ铁素体树枝品分布在奥氏体晶粒内部,提高应变速率会降低其热塑性,并使裂纹形核位置由δ铁索体树枝品处变为奥氏体晶界处;在芯部铁素体分布在奥氏体晶粒内部及晶界上,提高应变速率会提高其热塑性,且裂纹的形核位置由晶界铁素体处变为晶界铁素体和奥氏体晶界处。在高应变速率下变形,铁素体和奥氏体的强度均提高,并使它们之间的强度差别减小,导致裂纹形核位置由铁索体向奥氏体晶界转移。在壳层,较高的应变速率提高了奥氏体晶界处的应力集中,导致其塑性降低;在芯部,较高的应变速率降低了铁素体处的应力集中,使其热塑性提高。

关键词：金属材料奥氏体不锈钢高温拉伸试验应变速率热塑性

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超窄间隙焊剂带约束电弧电压及电流波形特征

焊接学报 2010年第8期31卷 85-88页

作者：朱亮苗红丽金将李渊博兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点试验室兰州730050

为认清焊剂带约束电弧在超窄间隙中的作用,在放置焊剂带的I形坡口中进行熔化极电弧焊接试验.试验发现,坡口侧壁根部焊剂带裸露高度,控制着坡口侧壁的熔化高度;当裸露高度很小时,电弧的作用范围主要集中在坡口的底部,短路结束燃弧开始时... 详细信息

为认清焊剂带约束电弧在超窄间隙中的作用,在放置焊剂带的I形坡口中进行熔化极电弧焊接试验.试验发现,坡口侧壁根部焊剂带裸露高度,控制着坡口侧壁的熔化高度;当裸露高度很小时,电弧的作用范围主要集中在坡口的底部,短路结束燃弧开始时弧长较长,在电压波形上表现为初始燃弧电压高,随后快速降低;电流波形反映出较高的短路电流峰值.结果表明,随裸露高度的增加,电弧作用范围从坡口底部向侧壁扩张,电弧长度缩短,瞬时燃弧电压降低,燃弧后电压下降速度变慢,甚至不再下降;同时反映出短路频率提高,短路电流峰值减小,瞬时短路出现几率增加.

关键词：超窄间隙焊剂带约束电弧电弧电压波形