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Inconel690合金在高温苛性碱溶液中的腐蚀行为

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表面技术 2025年

作者：王瑞霍同龙田真真刘鑫孙昌帅钱保治山东科技大学机械电子工程学院河钢集团有限公司青岛天河制造业转型升级研究院有限公司上海核电试验中心

目的蒸汽发生器传热管服役环境存在高温高压的碱性溶液，鉴于此，本文研究Inconel690合金在高温苛性碱溶液中的腐蚀行为。方法采用水循环系统的高压釜设备模拟压水堆（PWR）真实工况，设计了二回路水环境（285 ℃）、320 ℃偏离工况... 详细信息

目的蒸汽发生器传热管服役环境存在高温高压的碱性溶液，鉴于此，本文研究Inconel690合金在高温苛性碱溶液中的腐蚀行为。方法采用水循环系统的高压釜设备模拟压水堆（PWR）真实工况，设计了二回路水环境（285 ℃）、320 ℃偏离工况水环境、次临界水环境（360 ℃）以及不同pH值（pH=7、pH=9.8、pH=10.6）实验方案；通过SEM、EDS和XRD分析了氧化膜形貌及成分、元素含量和腐蚀机理。结果在二回路水环境下，690合金在pH=9.8和pH=10.6的水环境下的表面氧化物形状相似，表现为分布均匀的絮状氧化物，并且在絮状氧化物中离散分布着薄片状的氧化物颗粒，而在纯水（pH=7）环境下的氧化物则呈现单纯絮状；在320 ℃偏离工况水环境下，690合金形成的外层氧化物均为片状，并有不规则颗粒状氧化物生成；次临界水环境（360 ℃）下，随温度的升高，690合金表面的氧化物尺寸也在逐渐增大，但形貌并没有太大变化。结论 690合金在高温水环境中形成了双层氧化膜，初期内、外层氧化膜分别为Cr2O3和Fe(OH)2、Ni(OH)2，由于固态氧化和金属溶解及沉积机制，最终形成Cr2O3、Cr(OH)2为主和微量(Nix，Fe1-x)Cr2O4的内层氧化膜以及Fe(OH)2、Ni(OH)2、NiFe2O4为主和少量NiO、FeO、Fe2O3的外层氧化膜；pH=7和pH=10.6时，320 ℃偏离工况水环境下均匀腐蚀速率最低；pH=9.8时，次临界水环境（360℃）下均匀腐蚀速率最低。

关键词：蒸汽发生器 609合金高温碱性溶液均匀腐蚀腐蚀速率

钢-UHPC-NC组合梁受弯性能试验及数值研究

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工程力学 2025年第3期42卷 143-156页

作者：朱经纬辛公锋徐传昶张恒毛一波宋秀豪山东建筑大学交通工程学院山东济南250101 山东高速集团有限公司创新研究院山东济南250098 山东高速工程检测有限公司山东济南250002 济宁市鸿翔公路勘察设计研究院有限公司山东济宁272100

为研究钢-超高性能混凝土(UHPC)-普通混凝土(NC)组合梁受弯性能,开展了2根采用不同UHPC-NC界面处理方式的钢-UHPC-NC组合梁和1根对比钢-NC组合梁的受弯试验,研究了试验梁破坏模式、界面滑移、承载能力、变形及应变发展规律。利用有限元... 详细信息

为研究钢-超高性能混凝土(UHPC)-普通混凝土(NC)组合梁受弯性能,开展了2根采用不同UHPC-NC界面处理方式的钢-UHPC-NC组合梁和1根对比钢-NC组合梁的受弯试验,研究了试验梁破坏模式、界面滑移、承载能力、变形及应变发展规律。利用有限元程序考虑UHPC-NC界面粘聚力接触关系建立了钢-UHPC-NC组合梁精细化数值模型,分析了UHPC-NC界面配筋率和界面粘结参数对受弯性能的影响。依据试验梁受弯性能与破坏特征,提出了钢-UHPC-NC组合梁UHPC-NC界面抗剪计算分析方法。研究结果表明:弯曲荷载作用下钢-UHPC-NC组合梁各部分协同工作性能良好,最终破坏时展现出显著的塑性弯曲破坏特征,相同截面尺寸下因顶面UHPC层的超高强力学性能,钢-UHPC-NC组合梁的抗弯承载力较钢-NC组合梁更高;UHPC-NC界面采用凿毛糙化和配置充足抗剪钢筋的处理方式能够可靠保证钢-UHPC-NC组合梁的UHPC-NC组合翼板始终协同受力,实现完全组合作用;数值模型计算抗弯性能与试验吻合良好,可用于钢-UHPC-NC组合梁受弯全过程计算分析;采用AASHTO LRFD规范界面参数应用所提UHPC-NC界面抗剪计算方法评估的UHPC-NC界面抗剪结果与试验梁表现基本一致,较为适用于钢-UHPC-NC组合梁UHPC-NC界面抗剪分析。

关键词：钢-UHPC-NC组合梁 UHPC-NC界面抗弯性能界面抗剪能力抗弯承载力

空心阴极离子源氮碳共渗改性H13钢的摩擦性能

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金属热处理 2025年第1期50卷 325-331页

作者：廖永发尚勇李杨刘仲礼姜明全周泽龙高越中铁工程装备集团有限公司河南郑州450016 烟台大学核装备与核工程学院山东烟台264005

为提高H13钢的硬度以及耐磨性,采用空心阴极离子放电氮碳共渗(520、530和540℃,5 h)的方法对淬火回火态H13钢进行表面处理,分析了经氮碳共渗后试样的微观组织、硬度与摩擦磨损性能。结果表明,经氮碳共渗后H13钢表面形成了铁氮化合物扩渗... 详细信息

为提高H13钢的硬度以及耐磨性,采用空心阴极离子放电氮碳共渗(520、530和540℃,5 h)的方法对淬火回火态H13钢进行表面处理,分析了经氮碳共渗后试样的微观组织、硬度与摩擦磨损性能。结果表明,经氮碳共渗后H13钢表面形成了铁氮化合物扩渗层,硬度与耐磨性有显著提升。其中530℃氮碳共渗后试样的表面硬度最高,为999.3 HV0.1,相比淬火回火态试样提升120%,由硬度梯度得出其硬化层深度约为175μm。油润滑条件下的摩擦磨损测试表明,540℃氮碳共渗后的磨损量相比淬火回火态下降83%。

关键词：空心阴极氮碳共渗 H13模具钢摩擦磨损

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S55C钢高温流变行为的本构模型

锻压技术 2025年第1期50卷 272-280页

作者：周俞廷郝庆乐宋俊辉俞鑫山赵凯鹏钟素娟关常勇龙伟民中国机械总院集团宁波智能机床研究院有限公司中国机械科学研究总院集团有限公司宁波大学机械工程与力学学院山东索力得焊材股份有限公司

基于Gleeble-3180热模拟试验机对S55C钢材展开变形温度为850～1000℃、应变速率为0.01～10 s-1的等温流变压缩实验，研究了该材料的高温热变形行为；根据实验所得的真实应力-真实应变曲线，分析了真实应变、变形温度和应变速率对流动应... 详细信息

基于Gleeble-3180热模拟试验机对S55C钢材展开变形温度为850～1000℃、应变速率为0.01～10 s-1的等温流变压缩实验，研究了该材料的高温热变形行为；根据实验所得的真实应力-真实应变曲线，分析了真实应变、变形温度和应变速率对流动应力的影响规律，并建立了S55C钢材应变补偿后的Arrhenius本构模型，更进一步地对模型的拟合精度进行了分析。结果表明，S55C钢材热压缩变形过程的塑性变形部分可以分为3个阶段，变形初期，流动应力随应变的增加而急剧增大；变形中期，流动应力的增长速率减缓，材料加工硬化和动态软化相抗争，达到平衡后出现峰值应力；变形后期，流动应力在不同的应变速率下呈现不同的变化趋势，低应变速率下，流动应力呈现出下降的特征，热压缩变形中的软化形式以动态再结晶为主，而在高应变速率下，流动应力则在峰值应力范围内趋于稳定，软化形式主要为动态回复。对比分析材料本构模型的预测结果与实际实验所得数据，获得应变补偿的Arrhenius本构模型的相关系数为0.94844,平均绝对相对误差为8.76285%,说明该本构模型可以较好地描述S55C钢材的高温热变形行为。

关键词： S55C钢材 Arrhenius本构模型 Zener-Hollomon参数热变形行为应变速率

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考虑黏度时变性的粉砂土高压旋喷材料研究

岩土工程技术 2025年

作者：董道卫王德才宋力强史长远李建伟董政孙明美姚凯济南城市建设集团有限公司济南黄河路桥建设集团有限公司山东大学齐鲁交通学院

高压旋喷技术在水利工程、基础工程、地下工程、深基坑工程中应用广泛。然而在粉砂土地层条件下，由于土颗粒的黏聚力差，采用常规水泥基固化剂进行施工时，浆液在高喷浆压力下难以聚集、极易流失，导致旋喷桩施工质量差。针对上述问题... 详细信息

高压旋喷技术在水利工程、基础工程、地下工程、深基坑工程中应用广泛。然而在粉砂土地层条件下，由于土颗粒的黏聚力差，采用常规水泥基固化剂进行施工时，浆液在高喷浆压力下难以聚集、极易流失，导致旋喷桩施工质量差。针对上述问题研发高效的速凝材料，使得浆液快速凝结固化，解决粉砂土地层中浆液难以聚集的问题。研究基于高压旋喷侵蚀理论模型，提出考虑黏度时变性的浆液扩散距离计算方法，并对不同配比下的水泥–水玻璃浆液开展黏度试验，研究了各组别黏度随时间变化规律，在考虑凝胶时间、材料强度及浆液扩散距离的前提下，综合优化了粉砂土地层下水泥–水玻璃速凝材料配比，最终给出粉砂土地层水泥–水玻璃浆液推荐配比为水灰质量比1.0～1.2，体积比为1∶0.1。本研究对于速凝浆液在高压旋喷法中的理论分析及工程配比优化具有参考意义。

关键词：速凝材料水玻璃粘度时变性浆液扩散距离

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纤维增强复合材料表面防护涂层的研究进展

涂料工业 2025年第1期55卷 82-88页

作者：陶旭陈旭邹向赵永林杨忠哈尔滨乐普实业有限公司哈尔滨150090 中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266111 上海阿宝实业有限公司上海201408 吉利汽车集团有限公司浙江宁波315336

在纤维增强复合材料表面涂覆一层防护涂层,可赋予其优异的综合性能,提高其使用效率并延长服役寿命。文中首先介绍了纤维增强复合材料的分类、应用和发展方向,轻量、环保、智能化是未来的发展趋势。随后,讨论了纤维增强复合材料表面防护... 详细信息

在纤维增强复合材料表面涂覆一层防护涂层,可赋予其优异的综合性能,提高其使用效率并延长服役寿命。文中首先介绍了纤维增强复合材料的分类、应用和发展方向,轻量、环保、智能化是未来的发展趋势。随后,讨论了纤维增强复合材料表面防护涂层的分类,重点论述了其表面防护涂层的附着力增强策略和方法。进一步论述了交通运输、能源装备等领域中纤维增强复合材料表面防护涂层的开发策略和应用研究现状。最后,针对存在的问题进行总结与展望,明确表面防护涂层的水性化是大势所趋,且涂层的开发将紧密结合性能、成本及环保等指标。

关键词：玻璃纤维碳纤维复合材料涂层表面防护

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高强双相钢的工艺设计与组织性能分析

中国冶金 2025年第02期 45-54页

作者：王业勤刘万春郭亚南王国强侯晓英毕永杰丁明凯陈钢山东钢铁集团日照有限公司钢铁研究院

为实现双相钢材料“素化”,采用低成本成分设计，通过2种退火工艺处理，得到不同的相组成，从而获得F/M和F/B 2种不同力学性能特征的高强双相钢材料，并分析了微观组织形貌和力学性能特征。结果表明，F/M双相钢由62%铁素体和38%马氏体... 详细信息

为实现双相钢材料“素化”,采用低成本成分设计，通过2种退火工艺处理，得到不同的相组成，从而获得F/M和F/B 2种不同力学性能特征的高强双相钢材料，并分析了微观组织形貌和力学性能特征。结果表明，F/M双相钢由62%铁素体和38%马氏体组成；铁素体存在再结晶和取向附生铁素体2种形态，晶粒平均直径约为3.9μm,块状马氏体晶粒直径为0.5～2.5μm;其断后伸长率达到17.6%,而屈服强度及屈强比较低，分别为588 MPa和0.547。F/B双相钢由40%铁素体、49%粒状贝氏体及11%残留奥氏体组成；铁素体只存在再结晶铁素体1种形态，晶粒平均直径约为3.4μm;其扩孔率和强塑积均较高，分别为33%和20.38 GPa·%。不同于F/M钢的微孔长大聚集型断裂，F/B双相钢在三相协调变形作用下强塑匹配性有效提高，断后伸长率为16.2%,同时屈服强度和抗拉强度分别达到812、1 258 MPa,相较于F/M双相钢，其提高幅度分别达到38.1%和17.0%。F/M双相钢中两相交界处存在较大的界面能级差，扩孔过程中微裂纹会直接在F/M两相交界处迅速扩展直至断裂；而对于F/B双相钢，贝氏体内部岛状组织尺寸不一，其强度可有效削弱或钝化微裂纹尖端所承受的局部应力作用，从而提高其扩孔性能，扩孔率达到33%。研究结果对高强双相钢材料实现高性能以及多用途的设计和制造具有一定的参考意义。

关键词：双相高强钢工艺设计微观组织形貌特征力学性能扩孔性能

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构造尺寸和纹理角度影响下的钢-钙质砂界面力学特性研究

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建筑技术 2025年第3期56卷 363-367页

作者：韩延吉山东省公路桥梁建设集团有限公司济南250000

桩基表面构造特征是影响桩侧摩阻力的重要因素,利用改进的直剪装置在室内开展了纹理尺寸和纹理角度影响下的钢-钙质砂界面宏观力学试验。结果表明:剪切应力随剪切位移的变化规律依次表现为直线增长、曲线增长和平稳发展3个特征;增加纹... 详细信息

桩基表面构造特征是影响桩侧摩阻力的重要因素,利用改进的直剪装置在室内开展了纹理尺寸和纹理角度影响下的钢-钙质砂界面宏观力学试验。结果表明:剪切应力随剪切位移的变化规律依次表现为直线增长、曲线增长和平稳发展3个特征;增加纹理角度和结构物表面纹理尺寸能够显著提升界面抗剪强度和界面摩擦角;密实的钙质砂决定了其体变行为主要表现为剪胀,且纹理宽度和纹理角度越大,其剪胀体变位移量则越大。

关键词：构造尺寸纹理角度钙质砂抗剪强度剪胀界面摩擦角

公路边坡锚固用钢表面涂层的热处理与耐蚀耐磨性能

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电镀与精饰 2025年第1期47卷 91-97页

作者：耿城晁铁彦葛玉伟李辉信阳农林学院河南信阳464000 陕西华山路桥集团有限公司陕西西安710016 山东大学土建与水利学院山东济南250100 山东科技大学材料科学与工程学院山东青岛266042

为了提升公路边坡锚固用钢的表面耐蚀和耐磨性能,采用化学镀和热处理相结合的方法在锚固用45#钢基体表面制备了Ni-B涂层,研究了热处理温度对表面涂层显微形貌、物相组成、疏水性、硬度、耐蚀和耐磨性能的影响。结果表明,250℃和350℃热... 详细信息

为了提升公路边坡锚固用钢的表面耐蚀和耐磨性能,采用化学镀和热处理相结合的方法在锚固用45#钢基体表面制备了Ni-B涂层,研究了热处理温度对表面涂层显微形貌、物相组成、疏水性、硬度、耐蚀和耐磨性能的影响。结果表明,250℃和350℃热处理后涂层表面致密性提高,450℃热处理后涂层表面致密性降低,局部颗粒产生裂纹;热处理前和250℃热处理后锚固用钢表面涂层呈非晶态特征,升高热处理温度至350℃及以上时涂层主要由Fe、Ni_(2)B、Ni_(3)B和Ni_(4)B_(3)相组成,呈晶态特征;经过不同温度热处理后,锚固用钢表面涂层的硬度有不同程度增大,热处理温度为350℃时涂层的硬度最大(832 HV)。350℃热处理涂层的磨痕深度明显小于热处理前、250℃热处理和450℃热处理涂层,耐磨性较好;相较于热处理前锚固用钢表面涂层,350℃热处理涂层的腐蚀电位发生正向移动、腐蚀电流密度减小,450℃热处理涂层的腐蚀电位发生负向移动、腐蚀电流密度增大,350℃热处理涂层的耐蚀性最好。适宜的锚固用45#钢表面涂层的热处理温度为350℃,此时表面涂层的硬度最高,耐蚀和耐磨性最好。

关键词：边坡锚固用钢涂层热处理耐蚀耐磨