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层状复合钛合金增材制造研究进展及发展趋势

中国有色金属学报 2024年第7期34卷 2173-2187页

作者：关慰勉梁新增刘艳梅关峰刘标刘嘉斌沈阳飞机工业(集团)有限公司沈阳110850 浙江大学材料科学与工程学院杭州310058

层状复合钛合金是由不同种钛合金制成的、成分和组织性能逐层变化的先进材料,能够发挥多种钛合金的性能。层状复合金属的结构设计是保证成形性能和满足服役需求的前提。增材制造相比传统制造技术,具有设计灵活便捷、试制周期短、可成形... 详细信息

层状复合钛合金是由不同种钛合金制成的、成分和组织性能逐层变化的先进材料,能够发挥多种钛合金的性能。层状复合金属的结构设计是保证成形性能和满足服役需求的前提。增材制造相比传统制造技术,具有设计灵活便捷、试制周期短、可成形复杂结构等优势,在层状复合钛合金研制领域应用广泛。本文介绍了层状金属直接过渡、成分过渡和阻挡层过渡结构设计方法,综述了几种增材技术研制层状复合钛合金,包括激光定向能量沉积、电弧熔丝增材制造和电子束熔丝增材制造的研究进展。围绕过渡区组织性能优化、热处理制度建立、残余应力控制和失效机制判据等方面,展望增材制造层状复合钛合金未来的发展方向。

关键词：层状复合结构钛合金增材制造结构设计过渡层

Ca和Ag的含量对可降解Zn-Li-Ca-Ag合金的组织和性能的影响

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材料研究学报 2024年第3期38卷 177-186页

作者：闫俊竹高明于晓明谭丽丽沈阳理工大学材料科学与工程学院沈阳110159 中国科学院金属研究所沈阳110016

制备可降解Zn-Li-Ca-Ag合金,使用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、万能试验机和电化学测试等手段研究了Ca和Ag的含量对这种合金的微观组织、力学性能和耐蚀性能的影响。结果表明:Zn-Li-Ca-Ag合金的微观组织由树枝晶组成,Ca通过第二相强... 详细信息

制备可降解Zn-Li-Ca-Ag合金,使用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、万能试验机和电化学测试等手段研究了Ca和Ag的含量对这种合金的微观组织、力学性能和耐蚀性能的影响。结果表明:Zn-Li-Ca-Ag合金的微观组织由树枝晶组成,Ca通过第二相强化使锌合金的强度提高,Ag细化枝晶使锌合金的塑性提高。Zn-0.8Li-0.1Ca-0.2Ag合金的抗拉强度达到了186 MPa。Ca和Ag都能提高锌合金的耐蚀性能。

关键词：生物材料锌合金力学性能耐蚀性能

应力梯度和温度对GH4169高温合金力学性能的影响

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钢铁钒钛 2024年第2期45卷 171-175,204页

作者：郭续龙成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司四川成都610303 海洋装备用金属材料及其应用国家重点实验室辽宁鞍山114009

通过对某种特殊冶炼工艺得到的GH4169合金,在550、650、750℃不同温度梯度以及590、690、790 MPa不同应力水平下进行试验,获得了该合金的高温力学性能,对冶炼工艺的优化提供了指导。结果表明,高温拉伸试验中,随着温度的提高,拉伸件的抗... 详细信息

通过对某种特殊冶炼工艺得到的GH4169合金,在550、650、750℃不同温度梯度以及590、690、790 MPa不同应力水平下进行试验,获得了该合金的高温力学性能,对冶炼工艺的优化提供了指导。结果表明,高温拉伸试验中,随着温度的提高,拉伸件的抗拉强度显著降低,延伸率和断面收缩率都有一个小幅度的提高,δ相的析出数量和分布无明显变化,碳化物析出相减少。高温持久试验中,在相同温度下,随着应力增大,持久断裂的时间不断减小;当所受应力相同时,随着温度的增大,持久断裂的时间急剧减小,并给出了γ″相贫瘠的原因。

关键词： GH4169合金拉伸试验高温持久性力学性能析出相

熔融制样-X射线荧光光谱法测定氯化炉渣中12种组分含量

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中国有色冶金 2024年第3期53卷 88-94页

作者：佡云马晓卉沈阳有色金属研究院有限公司辽宁沈阳110141

本文采用钒钛高炉渣、钒渣、高钛渣、高炉渣等标准样品建立含量范围梯度大的标准曲线,同时测定氯化炉渣中Al、Si、Fe、Ca、Mg、P、Ti、Mn、K、Na、V、Cr。采用熔融制样,以四硼酸锂-偏硼酸锂混合熔剂(67∶33)作为熔样体系,讨论了熔融制... 详细信息

本文采用钒钛高炉渣、钒渣、高钛渣、高炉渣等标准样品建立含量范围梯度大的标准曲线,同时测定氯化炉渣中Al、Si、Fe、Ca、Mg、P、Ti、Mn、K、Na、V、Cr。采用熔融制样,以四硼酸锂-偏硼酸锂混合熔剂(67∶33)作为熔样体系,讨论了熔融制样熔剂选择、熔片温度、稀释比及脱模剂用量等条件对熔片效果的影响。使用变化理论α系数校正,谱线重叠校正对标准曲线进行校正,对方法的精密度进行了考察,其中相对标准偏差为0.21%~4.20%(n=10)。分析结果与容量法和电感耦合等离子体原子发射光谱法分析结果进行对比,结果令人满意,本方法可适用于氯化炉渣样品成分的快速分析。

关键词：氯化炉渣钒钛高炉渣钒渣 X射线荧光光谱法熔融制样

热处理对选区激光熔化Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金力学性能和腐蚀行为的影响

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中国有色金属学报 2024年第4期34卷 1240-1251页

作者：邓英曹俊昌赖毅郭一帆梁美婵潘清林徐国富中南大学材料科学与工程学院长沙410083 中南大学有色金属材料科学与工程湖南省重点实验室长沙410083 广东伟业铝厂集团有限公司佛山528000

以Al-4.77Mn-1.37Mg-0.67Sc-0.25Zr(质量分数,%)合金粉末为原料,在激光功率330 W和扫描速率700 mm/s下进行选区激光熔化(Selective laser melting,SLM)形成SLM Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金,结合慢应变速率拉伸实验、电化学测试、析氢浸泡实验及显微组织表征手段,分析了(350℃,8 h)热处理对SLM Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金力学性能和腐蚀行为的影响。结果表明:SLM Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金力学性能优异,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为423 MPa、376 MPa和25.1%。热处理后,SLM Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金晶内析出大量针棒状纳米Al_(6)Mn相,抗拉强度和屈服强度分别提升至509 MPa和478 MPa。此外,SLM Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金具有良好的耐蚀性能,热处理可以促进SLM Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金的钝化,在-0.5 V极化电位时出现钝化台阶,降低SLM Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金的电流密度,增加SLM Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金的阳极极化率,使SLM Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金的平均析氢速率从0.242 mL/(cm^(2)·h)降至0.216 mL/(cm^(2)·h),应力腐蚀敏感因子从3.379%降至0.405%。与此同时,热处理也促进了晶内微米富Si相以及晶界富Mn相和Mg相的析出,增加了SLM Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金点蚀形核位置,增大了SLM Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金的晶界电化学成分非均匀性,降低了SLM Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金的点蚀和晶间腐蚀抗力。

关键词：选区激光熔化热处理应力腐蚀晶间腐蚀电化学显微组织

微纳米铜粉的液相还原法制备及抗氧化研究进展

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稀有金属材料与工程 2024年第9期53卷 2695-2712页

作者：柯鑫谢炳卿王忠张敬国王建伟李占荣胡强贺会军汪礼敏中国有研科技集团有限公司金属粉体材料产业技术研究院北京101407 重庆有研重冶新材料有限公司重庆401431 北京有色金属研究总院北京100088 有研粉末新材料股份有限公司北京101407 有研纳微新材料(北京)有限公司北京101407

以纳米和亚微米尺度为主的微纳米铜粉,因其具有高导电导热性、低的电化学迁移行为、强的可焊性以及低廉的价格和易得的原料,是现代军工、船舶、航天与尖端科技领域的重要功能材料。针对不同应用特性而对微纳米铜粉的形貌粒度和表面特性... 详细信息

以纳米和亚微米尺度为主的微纳米铜粉,因其具有高导电导热性、低的电化学迁移行为、强的可焊性以及低廉的价格和易得的原料,是现代军工、船舶、航天与尖端科技领域的重要功能材料。针对不同应用特性而对微纳米铜粉的形貌粒度和表面特性有着不同的要求,同时较小的粒度分布和较高的活性以及易氧化的特性对制备和存储提出了更高的要求。液相还原法利用氧化还原反应的机制,通过调控工艺条件可以针对性控制微纳米铜粉的粒径和形貌,并可在此基础上进行表面改性处理改善其抗氧化能力,以达到更好的应用特性。本文综述了液相还原过程中不同调控因素(还原剂、铜源、保护剂、溶剂、反应温度和pH)对微纳米铜粉形貌粒度及分散性的影响,进一步概括了微纳米铜粉抗氧化的3种处理方法(表面包覆、表面晶面重构和表面转化处理),简述了微纳米铜粉在化学催化、医疗抗菌、润滑摩擦和电子浆料等领域的应用现状,总结了微纳米铜粉的应用困境和发展方向,并对其发展前景进行展望,以期为液相还原法制备微纳米铜粉的发展提供借鉴。

关键词：微纳米铜粉液相还原法形貌粒度表面抗氧化应用特性

无压烧结温度对15%SiC/2009Al复合材料微观组织与力学性能的影响

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材料工程 2024年第5期52卷 76-82页

作者：边鹏博朱士泽张峻凡肖伯律马宗义沈阳理工大学材料科学与工程学院沈阳110158 中国科学院金属研究所沈阳110016

针对传统粉末冶金工艺制备成本高、制备效率低等问题,采用冷等静压结合无压烧结及热挤压工艺制备15%(体积分数,下同)SiC/2009Al复合材料。研究不同烧结温度(600,620,640℃)对15%SiC/2009Al复合材料微观组织及力学性能的影响。结果表明:... 详细信息

针对传统粉末冶金工艺制备成本高、制备效率低等问题,采用冷等静压结合无压烧结及热挤压工艺制备15%(体积分数,下同)SiC/2009Al复合材料。研究不同烧结温度(600,620,640℃)对15%SiC/2009Al复合材料微观组织及力学性能的影响。结果表明:在600℃下烧结,SiC与基体间的结合差,微观下可观察到较多的大尺寸孔隙,材料的致密度低,力学性能差;在640℃高温下烧结,坯锭产生大量液相,并溢出到坯锭表面,造成心部合金元素下降,此外,640℃会引发强烈的界面反应,生成较多大尺寸脆性相,成为材料断裂过程中的裂纹源,导致材料性能下降;620℃为最佳烧结温度,产生较多的液相能填充坯锭中的部分孔隙,进而提高材料致密度以及界面结合强度,复合材料的强度和塑性均取得最佳值,抗拉强度与屈服强度分别达到505,345 MPa,伸长率达到7.2%。

关键词： SiC颗粒铝基复合材料冷等静压烧结温度力学性能

预氧化处理对12Cr铁素体/马氏体钢耐Pb-Bi腐蚀性能的影响

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金属学报 2024年第5期60卷 639-649页

作者：潘霞张洋鹏董志宏陈胜虎姜海昌戎利建中国科学院金属研究所沈阳110016 中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016 中国科学院金属研究所中国科学院核用材料与安全评价重点实验室沈阳110016

针对液态Pb-Bi共晶(LBE)冷却快堆开发了一种新型高硅12Cr铁素体/马氏体钢,为进一步增强其耐Pb-Bi腐蚀性能,提升燃料组件的安全性,采用预氧化法对其进行了表面防护处理,表征了预氧化膜的结构,分析了预氧化处理对12Cr铁素体/马氏体钢耐55... 详细信息

针对液态Pb-Bi共晶(LBE)冷却快堆开发了一种新型高硅12Cr铁素体/马氏体钢,为进一步增强其耐Pb-Bi腐蚀性能,提升燃料组件的安全性,采用预氧化法对其进行了表面防护处理,表征了预氧化膜的结构,分析了预氧化处理对12Cr铁素体/马氏体钢耐550℃饱和氧LBE的腐蚀性能的影响。结果表明,该钢在720℃、1%O_(2)+99%N_(2)气氛中预氧化1 h时形成的氧化膜主要是(Fe,Cr)_(2)O_(3)和MnCr_(2)O_(4)氧化物,此氧化膜可有效阻止钢中Fe元素的向外扩散和LBE中O元素的向内扩散,进而提升了材料的耐LBE腐蚀性能。但由于Mn较高的扩散速率和在LBE中较高的溶解度,预氧化膜中的Mn元素会逐渐扩散和溶解至LBE,导致部分氧化膜失效并形成局部腐蚀区,当LBE腐蚀1000 h后,合金表面的局部腐蚀区可达60%。本工作揭示了新型高硅12Cr铁素体/马氏体钢中预氧化膜的微观结构、保护效果和失效机制,为进一步提升其预氧化膜的有效性和稳定性指明了方向。

关键词： Pb-Bi共晶冷却快堆铁素体/马氏体钢表面处理 Pb-Bi腐蚀预氧化膜

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Cu含量对管线钢耐微生物腐蚀性能的影响

金属学报 2024年第1期60卷 43-56页

作者：曾云鹏严伟史显波闫茂成单以银杨柯中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016 中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心沈阳110016 中国科学院金属研究所中国科学院核用材料与安全评价重点实验室沈阳110016

含Cu耐微生物腐蚀管线钢的开发和应用是解决管道微生物腐蚀难题的有效措施。本工作利用电化学测试及SEM、激光共聚焦显微镜(CLSM)等分析技术,研究了不同Cu含量(0、0.7%、1.34%,质量分数)的X65级管线钢在无菌和接种硫酸盐还原菌(SRB)的... 详细信息

含Cu耐微生物腐蚀管线钢的开发和应用是解决管道微生物腐蚀难题的有效措施。本工作利用电化学测试及SEM、激光共聚焦显微镜(CLSM)等分析技术,研究了不同Cu含量(0、0.7%、1.34%,质量分数)的X65级管线钢在无菌和接种硫酸盐还原菌(SRB)的近中性模拟土壤浸出液(NS4)中的腐蚀行为,为耐微生物腐蚀管线钢的优化设计提供依据。结果表明,随着Cu含量的升高,含Cu管线钢的抗菌性能和耐蚀性能均有所提高;当Cu含量从0增加到0.70%时,试样表面的点蚀坑密度从714 cm^(-2)下降到244 cm^(-2);当Cu含量达到1.34%时,点蚀坑密度进一步下降到67 cm^(-2);含Cu钢在腐蚀过程中持续释放的铜离子在接菌环境中的杀菌作用和其对腐蚀产物层的改善作用,以及其在无菌环境中所形成的Cu2O等保护性腐蚀产物是含Cu管线钢具有优异耐蚀性能的关键原因。

关键词：微生物腐蚀硫酸盐还原菌含Cu管线钢抗菌性能耐蚀性能