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焊前固溶处理对SLM-AlSi10Mg合金激光焊孔隙缺陷的影响

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稀有金属材料与工程 2024年第4期53卷 1111-1119页

作者：陈威豪刘奋成牛鹏亮尤启凡刘丰刚汪志太南昌航空大学轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室江西南昌330063

针对选区激光熔化成形AlSi10Mg铝合金焊接过程中氢气孔敏感性高的问题,采用固溶脱氢与真空固溶脱氢的方法对比了脱氢处理对合金激光焊接接头孔隙缺陷的影响,分析了不同状态下激光焊焊缝气孔分布、组织演变及力学行为。结果表明,固溶处... 详细信息

针对选区激光熔化成形AlSi10Mg铝合金焊接过程中氢气孔敏感性高的问题,采用固溶脱氢与真空固溶脱氢的方法对比了脱氢处理对合金激光焊接接头孔隙缺陷的影响,分析了不同状态下激光焊焊缝气孔分布、组织演变及力学行为。结果表明,固溶处理能够有效减少选区激光熔化成形AlSi10Mg铝合金激光焊焊缝气孔率,且真空固溶处理效果最好,气孔率从沉积态激光焊接焊缝的2.646%降到真空固溶态焊缝的0.14%;通过对接头组织的演变与基板物相形态、成分的变化分析阐述了孔隙出现的原因,揭示了真空热处理是解决由于基板中预先存在的较高含量的氢导致焊缝氢气孔形成的有效方法。固溶后母材硬度明显下降,各试板焊缝的平均硬度(HV)为784MPa,较为一致;固溶态试板焊接接头抗拉强度为143 MPa,低于沉积态接头,但延伸率增加到了24%,表现为韧性断裂特征。

关键词：铝合金激光焊接气孔率选区激光熔化

机械振动对真空差压铸造ZL114A铝硅共晶组织及力学性能的影响

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材料工程 2024年第7期52卷 194-203页

作者：廖青春芦刚周泽远胡国友毛蒲吴晓雨陈义斯严青松南昌航空大学轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室南昌330063 江西洪都国际机电有限责任公司南昌330024

为进一步提升复杂薄壁ZL114A铸件性能,对真空差压铸造过程施加机械振动,系统研究振幅和频率对Al-Si共晶组织及铸件拉伸性能的影响。结果表明,机械振动可以强化熔体局域对流,折断先凝固枝晶,并造成硅相碎断形成短棒状、颗粒状组织。同时... 详细信息

为进一步提升复杂薄壁ZL114A铸件性能,对真空差压铸造过程施加机械振动,系统研究振幅和频率对Al-Si共晶组织及铸件拉伸性能的影响。结果表明,机械振动可以强化熔体局域对流,折断先凝固枝晶,并造成硅相碎断形成短棒状、颗粒状组织。同时,可以促进凝固前沿溶质均匀分布,抑制硅相过度生长,诱发初生相周围Al-Si共晶网状转变。振幅和频率对合金强度和塑性的影响呈对立关系,高频低幅下近振源侧样品获得最高抗拉强度达335.6 MPa,但合金伸长率下降至1.54%。然而,由于振动能在熔体传播存在能量耗散,远振源侧样品强度仅327.06 MPa,伸长率为1.67%。此外,性能衰减拟合分析显示,增加频率有利于抑制振动能的损失,改善远侧熔体机械振动处理效果。

关键词：真空差压铸造机械振动 Al-Si共晶力学性能

孔隙类型对激光选区熔化Inconel 625合金高温塑性的影响

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中国激光 2024年第10期51卷 314-324页

作者：聂伟刘奋成胡文伟刘丰刚耿永祥王宏胡万谦王联波南昌航空大学轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室江西南昌330063 南昌航空大学工程训练中心江西南昌330063 江西宝航新材料有限公司江西南昌330200

采用激光选区熔化成形了Inconel 625合金试样,研究了激光功率和扫描速度对合金孔隙的影响,制备了存在大尺寸圆形孔隙缺陷(key-hole模式下)、小尺寸圆形孔隙缺陷(conduction模式下)和不规则孔隙缺陷的拉伸试样,通过815℃高温拉伸试验探... 详细信息

采用激光选区熔化成形了Inconel 625合金试样,研究了激光功率和扫描速度对合金孔隙的影响,制备了存在大尺寸圆形孔隙缺陷(key-hole模式下)、小尺寸圆形孔隙缺陷(conduction模式下)和不规则孔隙缺陷的拉伸试样,通过815℃高温拉伸试验探讨了孔隙类型对合金抗拉强度及塑性的影响。结果表明:孔隙类型对合金815℃高温抗拉强度及塑性有较大影响。其中,不规则孔隙缺陷试样的高温抗拉强度为374 MPa,塑性为5%;大尺寸圆形孔隙缺陷试样的高温抗拉强度为364 MPa,塑性为31%;小尺寸圆形孔隙缺陷试样的高温抗拉强度为363 MPa,塑性为37%。当不规则孔隙向小尺寸圆形孔隙转变时,高温抗拉强度约降低3%;当大尺寸圆形孔隙向小尺寸圆形孔隙转变时,高温塑性约提升19%。在各类815℃高温拉伸试样断口纵截面中均发现了大量的沿晶界扩展的高温失塑裂纹,这是合金失塑的主要原因。孔隙缺陷处的位错塞积造成较大的应力集中,阻挡了位错滑移和合金的塑性变形,使合金更易发生断裂。

关键词：激光技术激光选区熔化 Inconel 625合金孔隙缺陷高温失塑行为

机械合金化+放电等子烧结FeCrAl/La_(2)Zr_(2)O_(7)复合材料高温氧化行为研究

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中国腐蚀与防护学报 2024年第4期44卷 965-971页

作者：张帮彦吴洪斌胡雪刚董家键郑世杰尹蔚蔚张方宇田礼熙刘光明南昌航空大学材料科学与工程学院南昌330063

采用机械合金化+放电等离子烧结技术制备了Fe-Cr-x Al/La_(2)Zr_(2)O_(7)(x=4、8和10,质量分数,%)复合材料,结合扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和氧化增重等方法研究了复合材料中Al含量对其高温氧化行为的影响。... 详细信息

采用机械合金化+放电等离子烧结技术制备了Fe-Cr-x Al/La_(2)Zr_(2)O_(7)(x=4、8和10,质量分数,%)复合材料,结合扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和氧化增重等方法研究了复合材料中Al含量对其高温氧化行为的影响。结果表明:氧化初期,复合材料氧化速率随着Al含量的升高而逐渐增大,而氧化稳定阶段3种复合材料氧化速率接近;氧化过程中,含Al量为4%的复合材料氧化产物保持为生长缓慢的稳定α-Al_(2)O_(3);含Al量为8%和10%的复合材料中析出了FeAl相,使其表面在氧化初期产生生长较快的亚稳θ-Al_(2)O_(3),加快了氧化,且含Al量越高则析出的FeAl相越多,氧化加速越明显;氧化时间延长后,θ-Al_(2)O_(3)逐渐转变为α-Al_(2)O_(3),3种复合材料氧化行为接近。

关键词： FeCrAl/La_(2)Zr_(2)O_(7)复合材料穿孔顶头高温氧化氧化动力学

Ni-Cr合金在富CO_(2)气氛中的高温腐蚀研究进展

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金属学报 2024年第6期60卷 731-742页

作者：谢云 Jianqiang Zhang 彭晓南昌航空大学材料科学与工程学院南昌330063 School of Materials Science and Engineering University of New South WalesSydney 2052Australia

发展富氧燃烧技术和提高锅炉的蒸汽参数可以有效减少燃煤电厂的CO_(2)排放,有助于火力发电行业实现“碳达峰-碳中和”的目标,但采用上述技术对锅炉材料的抗CO_(2)高温腐蚀性能和高温蠕变强度提出了更高要求,镍基合金有望成为优选材料。... 详细信息

发展富氧燃烧技术和提高锅炉的蒸汽参数可以有效减少燃煤电厂的CO_(2)排放,有助于火力发电行业实现“碳达峰-碳中和”的目标,但采用上述技术对锅炉材料的抗CO_(2)高温腐蚀性能和高温蠕变强度提出了更高要求,镍基合金有望成为优选材料。针对先进超超临界发电机组富氧燃烧烟气高含CO_(2)的特点,本文综述了目前关于Ni-Cr合金在富CO_(2)气氛中的高温腐蚀研究成果,重点介绍了CO_(2)气氛对Ni-Cr合金热生长Cr_(2)O_(3)保护膜的影响,阐明了Ni-Cr合金在CO_(2)气氛中发生碳化的机理,总结了富CO_(2)气氛中的H_(2)O(g)、SO_(2)、环境温度和合金元素对Ni-Cr合金抗高温腐蚀性能的影响,进而提出未来关于Ni-Cr合金在富CO_(2)气氛中的高温腐蚀需深入研究的问题,包括:解析Ni-Cr合金在不同气氛中热生长Cr_(2)O_(3)膜的微观精细结构,探明CO_(2)、H_(2)O(g)和SO_(2)与稀土元素在氧化膜晶界处的交互作用,关注富CO_(2)气氛中的HCl(g)组分对Ni-Cr合金形成Cr_(2)O_(3)保护膜的影响。

关键词： Ni-Cr合金富CO_(2)气氛高温腐蚀

MA+SPS FeCrAl/LaZrO复合材料高温氧化行为研究

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中国腐蚀与防护学报 2024年

作者：张帮彦吴洪斌胡雪刚董家键郑世杰尹蔚蔚张方宇田礼熙刘光明南昌航空大学材料科学与工程学院

采用机械合金化+放电等离子烧结技术制备了Fe-Cr-xAl/La2Zr2O7(x=4、8和10，质量分数，下同)复合材料，结合扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和氧化增重等方法研究了复合材料中Al含量对其高温氧化行为的影响。结果... 详细信息

采用机械合金化+放电等离子烧结技术制备了Fe-Cr-xAl/La2Zr2O7(x=4、8和10，质量分数，下同)复合材料，结合扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和氧化增重等方法研究了复合材料中Al含量对其高温氧化行为的影响。结果表明：氧化初期，复合材料氧化速率随着Al含量的升高而逐渐增大，而氧化稳定阶段3种复合材料氧化速率接近；氧化过程中，含Al量为4%的复合材料氧化产物保持为生长缓慢的稳定ɑ-Al2O3；含Al量为8%和10%的复合材料中析出了FeAl相，使其表面在氧化初期产生生长较快的亚稳θ-Al2O3，加快了氧化，且含Al量越高则析出的FeAl相越多，氧化加速越明显；氧化时间延长后，θ-Al2O3逐渐转变为ɑ-Al2O3,3种复合材料氧化行为接近。

关键词： FeCrAl/La2Zr O 复合材料穿孔顶头高温氧化氧化动力学

基于灰色系统理论的TiVNbMo高固溶合金强塑性演变规律分析

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机械工程学报 2024年

作者：李洲徐再东武保林傅霄云万刚张璐沈阳航空航天大学材料科学与工程学院辽宁省航空轻合金及加工技术重点实验室东北大学材料科学与工程学院

在电子浓度VEC约束条件下，基于最大熵原则，设计并制备了一组Ti VNb Mo高固溶合金。经过1200℃/24h均匀化处理后，合金呈成分均匀的单一BCC固溶体单相组织。根据室温拉伸力学性能测试获得的数据，基于灰色系统理论相关性理论和GM(1, N... 详细信息

在电子浓度VEC约束条件下，基于最大熵原则，设计并制备了一组Ti VNb Mo高固溶合金。经过1200℃/24h均匀化处理后，合金呈成分均匀的单一BCC固溶体单相组织。根据室温拉伸力学性能测试获得的数据，基于灰色系统理论相关性理论和GM(1, N)模型，计算了屈服强度、塑性与平均原子平均半径r*、电子浓度VEC、电子键级Bo、d电子层转移能量Md、原子错配度δ以及剪切模量G这些物理参量间的关联度，得出了合金的强度、塑性与各已知物理参量之间的相关关系；对屈服强度进行了预测。作为对比，同时利用固溶强化模型对合金的拉伸强度进行了计算分析。结果表明，屈服强度与各物理参量间的关联序为：G>δ>VEC>Bo>r*>Md；拉伸伸长率与各物理参量间的关联序为：Md>r*>Bo>VEC>δ>G。剪切模量G和原子错配度δ是对强塑性影响最大的物理参量。选取关联度最大的G、δ、VEC和Bo物理参量，基于GM(1,5)模型计算的屈服强度与试验结果之间的误差较小，具有比传统固溶强化模型更好的适配度。

关键词： Ti VNb Mo高固溶合金灰色系统理论GM(1, N)模型物理参量灰色关联度

超声滚压加工次数对M50钢疲劳及腐蚀行为的影响

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热加工工艺 2024年

作者：刘树静李涌泉王帅星喻天健庞志伟北方民族大学材料科学与工程学院南昌航空大学材料科学与工程学院

采用三维显微镜、FESEM、X射线应力仪等分析了超声滚压加工次数对M50钢表面粗糙度、微观结构及残余应力的影响，通过旋转弯曲疲劳试验、电化学试验评价了不同状态M50钢的疲劳与腐蚀行为，探讨了相关机制。结果表明，超声滚压过程中M50... 详细信息

采用三维显微镜、FESEM、X射线应力仪等分析了超声滚压加工次数对M50钢表面粗糙度、微观结构及残余应力的影响，通过旋转弯曲疲劳试验、电化学试验评价了不同状态M50钢的疲劳与腐蚀行为，探讨了相关机制。结果表明，超声滚压过程中M50钢发生累积塑性变形，表面粗糙度降低，表层晶粒细化并引入了残余压应力，这些提升了M50钢的抗疲劳性能。增加加工次数可加深塑性变形层，提高表面硬化效果；但M50钢的疲劳寿命并不随加工次数的增多而延长，1000 N静压力下加工10次即可为M50提供较佳的抗疲劳效果，1000 MPa下该样品的疲劳裂纹萌生在距表面约157μm的次表层，疲劳寿命长达1101.7万次，是未处理试样的近5倍。此外，超声滚压强化可赋予M50钢更优异的钝化性能，改善其耐蚀性，尤其是10次处理的样品，其自腐蚀电流密度最低，仅为4.10μA/cm2。

关键词： M50钢超声表面滚压加工加工道次抗疲劳性能耐蚀性

层状双氢氧化物膜在镁合金防腐蚀领域的研究进展

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腐蚀与防护 2024年第2期45卷 18-26页

作者：王乘风杜小青陈东初王梅丰南昌航空大学材料科学与工程学院南昌330063 佛山科学技术学院材料科学与氢能学院佛山528000

介绍了层状双氢氧化物(LDH)膜的常见类型及其制备方法,重点总结了其在镁合金防腐蚀方面的应用现状和可能存在的问题。概述了LDH膜改性的研究进展,最后对LDH膜未来的研究方向进行了展望。

关键词：层状双氢氧化物镁合金防腐蚀