- 王宁波;王磊;范晓杰;张少辉;
钛材表面渗氮不仅可以有效提高材料表面硬度、耐磨损性能、延长钛材料使用寿命,还可以将氮化层作为装饰性薄膜,增加钛材料的美观性,因而对钛材料进行表面渗氮这一技术应用前景广阔。文中介绍了钛材料渗氮的常用方法:气体渗氮、离子渗氮及激光气体渗氮,阐述其原理并详细分析各自的优缺点。研究发现,这些渗氮方法均能在钛材表面形成氮化钛渗层,有效提高钛材表面硬度和耐磨性,延长其使用寿命,并且不同组分的氮化钛涂层还能增加钛材的美观性和装饰性。综合来看,氮化处理技术在钛制生活品领域具有一定的应用前景,为钛材在更多领域的广泛应用提供了技术支持。
2025年03期 No.239 65-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1541K] [下载次数:32 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:5 ] - 曲家东;张薇;高尚飞;赵兵兵;王怀勇;
TA10钛合金凭借其优异的抗腐蚀性和轻量化特性,在海洋工程、化工设备、航空航天等领域备受青睐。然而,其性能稳定性问题限制了更广泛的应用。本文从“氧含量”和“退火温度”两大关键因素入手,揭秘TA10钛合金性能的调控机制。研究发现:当氧质量分数为0.05%时,通过调节退火温度(550~800℃),可使材料在“高强耐蚀”(A类标准)与“易加工成型”(B类标准)两种性能模式间灵活切换;而质量分数升高至0.12%时,材料只能满足A类标准,无法兼顾成型需求。进一步分析表明,退火温度通过改变微观组织形态(如针状→球状→块状α+β相)直接影响性能:680℃退火时,材料形成均匀等轴晶,强度与延展性达到最佳平衡;温度过高则引发晶粒异常生长,导致性能下降。
2025年03期 No.239 69-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 2411K] [下载次数:6 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:4 ] - 田径;金思远;蔡林生;林音;翁雨琦;
铜基复合材料因兼具高导电性和优异力学性能,在电子器件、航空航天等领域备受关注。然而,传统铜合金的强度与导电性往往相互制约,成为技术瓶颈。本研究通过内氧化工艺(即利用工业氮气中的氧气作为介质,在铜基体中原位生成氧化钇颗粒),成功制备出新型铜–氧化钇(Cu–Y_2O_3)复合材料。实验表明,微量稀土钇的添加可显著细化铜晶粒,并形成高稳定性氧化钇弥散相。当钇质量分数为0.05%时,材料的电导率达58.99 MS/m,较纯铜提升显著;而钇质量分数增至0.40%时,经900℃内氧化处理的复合材料硬度高达HV 91,较未氧化前提升明显。研究进一步发现,氧化钇颗粒不仅通过阻碍位错运动增强材料强度,还能减少晶格畸变。该工艺兼具低成本、短周期优势,为开发新一代高强高导铜基材料提供了重要技术支撑。
2025年03期 No.239 74-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 2072K] [下载次数:91 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:4 ] - 黄在告;
采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法,系统探究了金属间化合物Al_4Sr在0~60 GPa压力范围内的结构稳定性、力学性能及热力学性质。结果表明:(1)力学性能:Al_4Sr的弹性常数在高压下满足机械稳定性条件,其体积模量随压力线性增长,而杨氏模量和剪切模量呈现3阶段变化趋势——0~20 GPa时线性上升,20~50 GPa时增速趋缓,50~60 GPa时则略微下降。通过体积模量与剪切模量比值(B/G>1.75)、泊松比及柯西压力分析,证实Al_4Sr在高压下为韧性相,且金属键合特征显著。(2)热力学行为:Al_4Sr的德拜温度随压力先升后降,与杨氏模量变化趋势一致;焓和熵随温度升高单调增加,而自由能随温度急剧降低。热容在低温区遵循T3规律,高温区则趋近杜隆–珀替极限,揭示了其原子振动模式与能量耗散的关联性。(3)应用潜力:研究通过微观性能计算,阐释了Al_4Sr作为镁合金强化相的机制,为开发低成本、高耐热性镁合金提供了理论依据。本研究不仅深化了对Al_4Sr高压行为的理解,也为新型轻量化材料的性能优化与设计提供了重要参考。
2025年03期 No.239 79-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 1720K] [下载次数:21 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:5 ] - 臧伟;李鸿斌;袁雪婷;王维东;王维亮;王晓波;王泽宇;闫涛;
09CrCuSb钢是工业锅炉和油田酸化作业连续油管的关键材料,但其焊接后的性能易因残余应力和组织不均匀而下降。为解决这一问题,本研究采用等离子填丝焊接工艺对5.2 mm厚的09CrCuSb钢板进行对接,并分别在880、900、920和940℃下进行焊后热处理。通过金相显微镜、硬度测试、拉伸试验、冲击试验及弯曲试验,系统分析了不同温度对焊缝微观组织和力学性能的影响。实验结果表明:未经热处理的焊缝因残余应力导致硬度显著升高,但塑性和抗拉强度较低;随着热处理温度提升至920℃,焊缝组织逐渐均匀化,形成弥散分布的铁素体+珠光体结构。此时,焊缝硬度达到峰值(HV 215),抗拉强度(633 MPa)超过母材(622 MPa),低温冲击功(159 J)和抗弯曲性能均显著改善。然而,当温度继续升高时,硬度和强度略有下降。综合来看,920℃热处理有效消除了焊接残余应力,优化了组织均匀性,使焊缝兼具高强度与良好韧性。
2025年03期 No.239 85-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 3305K] [下载次数:10 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:4 ]