2021年, 第42卷, 第5期　
刊出日期：2021-05-25

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有色金属合金材料
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  自然时效对7A99铝合金后续人工时效行为的影响

  黄元春, 邹倜, 陈斯卓, 胡嘉伟, 李湘粤, 申振宇

  材料热处理学报. 2021, 42(5): 1-8. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2020-0456

  摘要 ( 232 ) PDF全文 ( 18 )   可视化   收藏

  采用扫描电镜、透射电镜、维氏硬度计、拉伸试验机、差示扫描量热仪等研究了7A99合金在室温自然时效不同时间及后续人工时效处理后的显微组织和力学性能。结果表明：自然时效对7A99铝合金硬化率影响较大，自然时效时间在0~96 h时，合金的时效硬化率较快，之后随自然时效时间的延长提升缓慢。淬火态、自然时效96 h和自然时效720 h的合金达到峰值硬度所需的时间分别是10、30和22 h。合金经不同时间自然时效后进行120℃×24 h人工时效，发现自然时效96 h后合金的强度存在明显下降，之后随着自然时效时间的延长强度开始回升。DSC分析计算出合金η'相的形成激活能在淬火态、自然时效96 h和自然时效720 h分别为106.3、120.2和114.4 kJ/mol。
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  电磁铸轧2099铝锂合金的均匀化工艺

  李洋, 李师居, 包俞颉, 许光明, 李勇

  材料热处理学报. 2021, 42(5): 9-18. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2020-0468

  摘要 ( 114 ) PDF全文 ( 19 )   可视化   收藏

  采用光学显微镜、扫描电镜、电子探针微区分析、差式扫描量热仪等研究了不同均匀化处理对不同工艺制备的2099铝锂合金组织的影响；并结合均匀化动力学确定了不同工艺制备的2099铝锂合金适宜的均匀化处理工艺。结果表明：传统铸造工艺制备的2099铝锂合金适宜的均匀化工艺为510℃×24 h，双辊铸轧工艺生产的电磁铸轧合金适宜的均匀化制度为510℃×12 h。双辊铸轧工艺可以通过改善微观组织大幅缩短均匀化处理所需要的时间。
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  孔挤压对7050合金耳片组织及疲劳性能的影响

  刘莹莹, 李洁洁, 李嘉懿, 任凯鑫, 薛希豪

  材料热处理学报. 2021, 42(5): 19-25. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2020-0458

  摘要 ( 159 ) PDF全文 ( 19 )   可视化   收藏

  采用芯棒直接挤压的方法对不同尺寸的7050-T7451铝合金斜耳片进行孔挤压强化，并采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和疲劳试验等研究孔挤压前后耳片的组织和疲劳性能。结果表明：经孔挤压强化后7050-T7451铝合金斜耳片的显微组织产生了大量的高密度位错，并缠结成位错胞状结构，其疲劳性能也得到了显著地提高，尤其对小尺寸耳片的提高效果更为明显，提高了83.86%，而大尺寸耳片在特定的峰值应力下其疲劳寿命可提高68.92%。这是因为耳孔内壁表层的金属受到芯棒挤压产生了剧烈的塑性变形，形成了组织强化层和残余压应力层，使得疲劳裂纹源的位置和数量发生了改变且疲劳辉纹宽度变窄，这些均降低了孔壁边缘的应力集中系数，减缓了裂纹的萌生和扩展速率，从而提高了耳片的疲劳性能。
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  时效时间对7075铝合金疲劳裂纹扩展速率的影响

  程亚军, 冷利, 宫柏山, 王科飞, 白鑫, 张鹏, 王斌

  材料热处理学报. 2021, 42(5): 26-31. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2020-0465

  摘要 ( 165 ) PDF全文 ( 18 )   可视化   收藏

  采用透射电镜、显微硬度仪、拉伸试验和疲劳试验等研究了7075铝合金在欠时效（120℃×8 h）、峰时效（120℃×24 h）与过时效（120℃×48 h）状态下的微观组织、硬度、拉伸性能方面与疲劳裂纹扩展速率方面的差异。结果表明：3种时效状态的合金在高低应力强度因子范围时，疲劳裂纹扩展速率呈现不同的规律。在低应力强度因子范围时，峰时效态合金的疲劳裂纹扩展速率最高，过时效态最低；在高应力强度因子范围时，过时效态的合金表现出最优的疲劳裂纹扩展阻力，而峰时效与欠时效状态的疲劳裂纹扩展阻力相近。结合疲劳损伤能量模型、强塑积与晶界析出相差异，分析了时效时间不同引起疲劳裂纹扩展速率差异的本质原因。
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  Sn添加对Cu-3Ni-0.75Si-0.1Mg合金高温抗软化性能的影响及其机理

  揭晓, 钟强强, 李钊, 陈金水, 肖翔鹏

  材料热处理学报. 2021, 42(5): 32-42. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2020-0517

  摘要 ( 121 ) PDF全文 ( 17 )   可视化   收藏

  采用中频感应熔炼炉制备了4种不同Sn含量的Cu-3Ni-0.75Si-0.1Mg-xSn合金，研究了Sn添加对Cu-3Ni-0.75Si-0.1Mg合金高温抗软化性能的影响及其作用机理。结果表明，Sn元素的添加可提高合金的峰值硬度，且随着Sn含量的增加，其提升效果更显著；0.6% Sn元素的添加可提高Cu-3Ni-0.75Si-0.1Mg合金的抗软化温度，这与Sn元素的添加阻碍合金回复和再结晶行为有关；Cu-3Ni-0.75Si-0.1Mg-xSn合金在不同温度区间的退火软化机理不同，低温退火时（450~500℃），退火软化与回复相关；中温退火时（500~600℃），退火软化主要受回复和再结晶影响；当退火温度过高时（>600℃），退火软化主要受第二相粒子的粗化影响。
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  退火态Ti-50Ni和Ti-45Ni-5Cu形状记忆合金丝显微组织和拉伸性能对比

  张坤刚, 贺志荣, 叶俊杰, 杜雨青

  材料热处理学报. 2021, 42(5): 43-49. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2020-0459

  摘要 ( 155 ) PDF全文 ( 14 )   可视化   收藏

  用X射线衍射仪、光学显微镜和拉伸试验等研究了退火温度（T_a）对Ti-50Ni和Ti-45Ni-5Cu形状记忆合金丝相组成、显微组织和拉伸性能的影响。结果表明，退火态Ti-50Ni和Ti-45Ni-5Cu合金丝室温组成相均为单斜结构的马氏体B19'和CsCl型结构的母相B2。350~550℃退火态Ti-50Ni和Ti-45Ni-5Cu合金丝皆处于回复阶段，组织呈现纤维状，600~700℃退火态合金丝处于晶粒长大阶段，组织呈等轴状；两种合金的再结晶温度均在550~600℃之间。Ti-50Ni和Ti-45Ni-5Cu合金丝的抗拉强度（R_m）和马氏体再取向平台长度（L_M）相近，Ti-50Ni合金丝的马氏体再取向应力（σ_M）和伸长率（A）大于Ti-45Ni-5Cu合金丝。随T_a升高，两种合金丝的R_m和L_M下降，A升高，σ_M先下降后上升，Ti-50Ni合金丝σ_M的最小值102.8 MPa在450~500℃退火态合金丝中取得，Ti-45Ni-5Cu合金丝σ_M的最小值63.3 MPa在400℃退火态合金丝中取得。
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  粉末高温合金原始颗粒边界与MC型碳化物溶解度的关系

  张梦迪, 刘建涛, 张义文, 贾建, 邢鹏宇

  材料热处理学报. 2021, 42(5): 50-57. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2020-0477

  摘要 ( 272 ) PDF全文 ( 22 )   可视化   收藏

  原始颗粒边界（PPB）是在粉末加热固结过程中MC型碳化物在颗粒边界析出造成的，利用扫描电镜（SEM）和电子探针X射线显微分析仪（EPMA）研究了MC型碳化物在镍基高温合金中的溶解度与粉末高温合金中原始颗粒边界（PPB）的关系。结果表明：强碳化物形成元素（Ti、Zr、Hf、Nb、Ta）对应的MC型碳化物在镍与镍基高温合金中的溶解度顺序为：TiC>NbC>TaC>ZrC>HfC，同时温度越高MC型碳化物的溶解度越大；在镍基高温合金中溶解度较大的TiC容易在粉末高温合金的PPB上析出，而溶解度较小的TaC则避免了这种现象。未添加Ta元素的FGH4098合金中原始颗粒边界（PPB）上的MC型碳化物主要为TiC；添加Ta元素的FGH4098合金，制粉过程中会在粉末颗粒内部析出更多的含Ta的MC'型碳化物，在随后的热等静压过程中，这种MC'碳化物转变成为更高稳定性的MC型碳化物（Ta，Ti，Nb） C。（Ta，Ti，Nb） C存在富Ti的核心，Ti和C元素被"固定"在了碳化物中，阻碍了MC型碳化物在PPB上析出。
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  基于表面活性剂辅助球磨的MnAlCu永磁合金的微观结构和磁性能

  聂子豪, 李伟, 李厚熹, 王芳芸, 郭开祥, 侯育花, 黄有林

  材料热处理学报. 2021, 42(5): 58-63. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2020-0472

  摘要 ( 158 ) PDF全文 ( 23 )   可视化   收藏

  基于表面活性剂辅助球磨技术成功制备出了纳米晶MnAl基永磁合金。结果表明，随球磨时间的增加，合金的矫顽力呈先增加后减小的趋势，最大矫顽力可达366 kA/m。微观结构分析表明，球磨时间的增加有益于颗粒的细化，微观结构呈现纳米晶τ-MnAl相被非晶相所包围的特征，这能够增加硬磁相之间的磁隔离作用，增加反转畴形核场，促进矫顽力的提高。后续热处理工艺研究表明，400~600℃温度范围内退火均能有效地使非晶相晶化，大幅增加τ-MnAl相含量，400℃退火5 h条件下所制样品的剩磁最高。
黑色金属合金材料
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  低温回火时间对GCr15钢组织演变与力学性能的影响

  周宋泽, 汪小锋, 陈剑斌

  材料热处理学报. 2021, 42(5): 64-71. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2020-0447

  摘要 ( 415 ) PDF全文 ( 55 )   可视化   收藏

  采用扫描电镜（SEM）、能量色散光谱仪（EDS）、电子背散射衍射（EBSD）技术、X射线衍射（XRD）、万能试验机、洛氏硬度计等研究了低温回火时间对GCr15钢显微组织和力学性能的影响。结果表明：随着回火时间的增加，GCr15钢中碳化物面积分数不断增加，其平均直径先增加后减小；回火态与淬火态的碳化物类型主要为M₇C₃和M₂₃C₆；随着回火时间的增加，试验钢的回火马氏体逐渐分解消失，组织形态有显著变化，但其尺寸变化不大，抗拉强度逐渐升高，但硬度有一定程度降低。
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  临界退火工艺对冷轧中锰钢微观组织和力学性能的影响

  张宇鹏, 李大赵, 闫志杰, 王睿, 杨晓敏, 康燕, 牛伟强

  材料热处理学报. 2021, 42(5): 72-80. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2020-0388

  摘要 ( 172 ) PDF全文 ( 19 )   可视化   收藏

  采用扫描电镜、透射电镜和拉伸试验等研究了临界退火工艺对Fe-10.2Mn-0.48C-2.2Al-0.7Si-0.75V的冷轧中锰钢微观组织和力学性能的影响。通过热力学计算确定最佳的退火温度，以便获得最佳的力学性能。结果表明：临界退火后实验钢获得了板条状和等轴状奥氏体晶粒，同时铁素体中存在高密度位错。奥氏体的体积分数受退火温度的影响较大。实验钢的力学性能是由TRIP效应、TWIP效应和位错强化共同决定的。实验钢抗拉强度和伸长率随退火温度升高呈现出先增加后降低的趋势，在650℃退火后，实验钢的抗拉强度为1409 MPa，伸长率为16.4%，强塑积为23.1 GPa·%。
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  贝氏体等温淬火对H13热作模具钢组织及热疲劳性能的影响

  何文超, 李志敏, 张旭, 魏鑫鸿, 李俊, 李绍宏

  材料热处理学报. 2021, 42(5): 81-87. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2020-0467

  摘要 ( 179 ) PDF全文 ( 24 )   可视化   收藏

  采用光学显微镜、扫描电镜和热疲劳试验等研究了常规淬火和等温淬火两种不同工艺对H13钢显微组织和热疲劳性能的影响。结果表明：等温淬火处理后H13钢的显微组织为马氏体+下贝氏体（M/B_下）。与常规淬火相比，具有M/B_下复相组织的试验钢的硬度有所降低，冲击韧性有所提高。热疲劳裂纹分析表明，经等温淬火处理后试样的热疲劳裂纹在长度和密度上均小于常规淬火处理的试样，表明M/B_下复相组织有益于提高H13钢的热疲劳性能。
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  SDCM1新型热作模具钢回火过程中碳扩散行为的电阻表征

  张进峰, 吴晓春, 闵娜

  材料热处理学报. 2021, 42(5): 88-95. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2020-0445

  摘要 ( 140 ) PDF全文 ( 26 )   可视化   收藏

  采用原位电阻法，并结合硬度测量、微观组织分析技术对SDCM1新型热作模具钢从室温至590℃回火过程中的碳原子扩散行为进行了研究。结果表明：在80℃至125℃回火时，试验钢的电阻偏离线性出现下降趋势，同时硬度出现峰值，这主要是由于碳原子向位错扩散所致，其激活能为83 kJ·mol^-1；180~250℃回火时，电阻偏离线性略微降低，归因于ε碳化物的形核；300℃以上回火时，电阻随温度升高增势减缓，结合透射电镜（TEM）分析，这主要是由于碳化物的析出所致，通过电阻的不同演化趋势可以判断碳化物和合金碳化物的析出差异；温度升高至590℃等温时，试验钢的电阻急剧下降，这主要是由于等温碳化物的大量析出所致。研究表明电阻法可以清晰表征模具钢的回火过程中碳原子运动、占位及组织演化特征与动力学过程，是一种有效的研究手段。
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  Q-P-T工艺中C配分对4Cr5MoSiV1Ti钢力学性能的影响

  韩文奎, 张彦敏, 王要利, 葛学元, 宋克兴

  材料热处理学报. 2021, 42(5): 96-103. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2020-0490

  摘要 ( 158 ) PDF全文 ( 14 )   可视化   收藏

  采用扫描电镜（SEM）、洛氏硬度计、电子拉伸试验机和夏比冲击摆锤等分析了4Cr5MoSiV1Ti钢经Q-P-T （淬火+碳分配+回火）热处理后的组织性能。结果表明：当碳配分温度为400℃和碳配分时间为3 min时，试验钢的冲击韧性达到26.25 J·cm^-2，碳配分时间增加到20 min和60 min，其强度和硬度均呈上升趋势；当碳配分温度为370℃和碳配分时间为3 min时，试验钢的硬度值为49.66 HRC，冲击韧性为25 J·cm^-2，断面收缩率为51.2%；当碳配分温度升高到400℃和430℃，试验钢的强度提高，冲击韧性和断面收缩率呈先上升后下降的趋势。
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  一种TRIP型双相钢的显微组织形貌特征与强塑性机制

  侯晓英, 孙卫华, 曹光明, 展英姿, 金光宇, 任东

  材料热处理学报. 2021, 42(5): 104-110. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2021-0018

  摘要 ( 179 ) PDF全文 ( 18 )   可视化   收藏

  采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和拉伸试验等研究了一种TRIP型双相钢经不同退火工艺处理后的显微组织形貌特征及力学性能，并分析了其强塑性机制。结果表明：实验钢的微观组织由约（57~58）%铁素体、（30~34）%马氏体及≥8.0%残留奥氏体组成，三相组织的协调变形机制，有利于实验钢的强度、塑性和扩孔性能的提升。在795℃退火处理有利于实验钢中残留奥氏体的稳定保留，体积分数达到12.4%，其相变产生的增强增塑效应，在强化基体的同时，还可抑制由于应力集中导致的局部软化，延迟颈缩的发生。此外，晶粒细化（98.863%的晶粒尺寸<3.0 μm）和大角度晶界比例增加（61.2%），均有效加速"位错墙"的形成，可同步提高实验钢的强度、塑性和扩孔性能，其中抗拉强度达到1095 MPa，伸长率为15.0%，扩孔率λ为55%。
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  高硅铁素体球墨铸铁的组织及性能

  周宏伟, 程和法, 韦杰, 程文, 魏家强

  材料热处理学报. 2021, 42(5): 111-116. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2020-0487

  摘要 ( 191 ) PDF全文 ( 24 )   可视化   收藏

  制备了含硅量达到4.0%以上的高硅铁素体球墨铸铁，采用光学显微镜及电子万能拉伸试验机研究了其显微组织及力学性能，并通过X射线衍射仪（XRD）半宽高法测定了其铁素体基体的晶格常数。结果表明：含硅量为4.0%~4.1%时，高硅铁素体球铁的基体组织为全铁素体，石墨数量多、石墨球细小圆整；球铁的抗拉强度达到608~626 MPa，屈服强度为498~519 MPa，屈强比为0.81%~0.83%，伸长率为18%~21%。硅对球铁中铁素体具有显著的固溶强化作用，使铁素体基体的晶格发生畸变，含硅量为4.0%的球铁中铁素体的晶格常数比含硅量为2.6%时的晶格常数减小0.067%。
材料表面改性
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  不同化学热处理对GCr15钢力学性能及摩擦行为的影响

  郇庆婷, 杜三明, 王梦丹, 贺甜甜, 张永振

  材料热处理学报. 2021, 42(5): 117-123. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2020-0466

  摘要 ( 408 ) PDF全文 ( 27 )   可视化   收藏

  采用预渗氮+淬回火（N+Q）及碳氮共渗+淬回火（C+Q）两种化学热处理对GCr15钢进行表面强化，并与淬回火的GCr15钢进行对比。采用X射线衍射仪、扫描电镜、光学显微镜、显微硬度计等研究了不同热处理后GCr15钢的物相、组织结构及硬度，利用UMT-2摩擦磨损实验机分析了不同热处理后GCr15钢的摩擦学特性。结果表明：预渗氮+淬回火（N+Q）及碳氮共渗+淬回火（C+Q）处理后GCr15钢的显微组织由马氏体、碳/氮化物及残留奥氏体组成，其中，C+Q处理后生成的碳/氮化物组织尺寸更为粗大；经过N+Q及C+Q处理后GCr15钢的表层硬度均高于经淬回火后的硬度，硬化层深度分别为0.25 mm、0.30 mm；摩擦磨损实验表明，C+Q处理可以有效降低GCr15钢的摩擦系数及磨损率，磨损机制主要为磨粒磨损。
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  喷砂预处理对20CrMnMo钢气体渗碳效率及渗层特性的影响

  缪小吉, 宋璐, 卢阳阳, 孙斐, 胡静

  材料热处理学报. 2021, 42(5): 124-128. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2020-0359

  摘要 ( 124 ) PDF全文 ( 21 )   可视化   收藏

  采用光学显微镜、接触角测量仪、显微硬度计等研究了喷砂预处理对20CrMnMo钢气体渗碳效率及渗层特性的影响。结果表明：在相同的气体渗碳工艺条件下，喷砂预处理对20CrMnMo钢气体渗碳具有明显的催渗效果，有效硬化层深度由1.24 mm增加到1.59 mm，即渗碳效率提高了约30%。同时，喷砂预处理使气体渗碳渗层脆性明显降低。
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  H₂O₂热处理对Cu₂O薄膜结构及性能的影响

  宋瑛, 刘文峥, 毛永强, 徐连升, 牛珂, 杨绍斌

  材料热处理学报. 2021, 42(5): 129-134. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2020-0448

  摘要 ( 121 ) PDF全文 ( 14 )   可视化   收藏

  采用电化学沉积法制备了Cu₂O薄膜并对薄膜表面进行了不同温度的H₂O₂热处理。利用扫描电镜、X射线衍射仪、紫外-可见光透射谱仪和俄歇能谱仪研究了H₂O₂热处理对Cu₂O薄膜的结构及光电性能的影响。结果表明：经过60℃的H₂O₂热处理10 min的样品其结晶性变好，薄膜表面被氧化，禁带宽度值从2.36 eV减小至2.27 eV，表明薄膜光吸收率增强，可提高太阳能电池光电转换效率。随着H₂O₂热处理时间的增加，薄膜表面均匀性和致密性降低，表明金字塔形貌逐渐被破坏。经过90℃的H₂O₂热处理10 min后样品的表面粗糙且存在微小的孔，随着处理时间的增加样品表面存在不规则隆起并产生凹坑和细孔，表明过高温度和过长时间的H₂O₂热处理会严重腐蚀Cu₂O薄膜表面，破坏其结构。
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  G115和T92钢表面FeAl渗层制备及其抗高温水蒸汽氧化性能

  董猛, 谢逍原, 朱阳存, 杨淑莉, 刘光明, 汪元奎

  材料热处理学报. 2021, 42(5): 135-142. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2020-0418

  摘要 ( 150 ) PDF全文 ( 15 )   可视化   收藏

  采用粉末包埋法对G115和T92钢表面进行低温渗铝，测试了两者渗铝前后在高温水蒸汽环境下的氧化行为。结果表明，在660℃水蒸汽环境下，G115钢的抗氧化性能优于T92钢；G115与T92钢表面制备的FeAl渗层具有优秀的抗高温水蒸汽氧化性能。同等实验条件下，渗铝试样的氧化增重比无渗层试样低两个数量级；G115钢中W、Cu等元素有利于渗层在高温水蒸汽中的稳定，可以有效地降低Al的扩散速率。
材料模拟计算
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  旋压参数对TC21钛合金筒形件旋压织构的影响

  欧阳德来, 崔霞, 鲁世强, 朱慧安, 杜海明

  材料热处理学报. 2021, 42(5): 143-151. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2020-0478

  摘要 ( 132 ) PDF全文 ( 16 )   可视化   收藏

  通过二次开发将晶体塑性滑移模型嵌入ABAQUS商业软件，对TC21钛合金筒形件旋压织构演变进行了有限元数值模拟，研究了旋压工艺参数对合金筒形件旋压织构组分和织构强度的影响。结果表明，实验与模拟结果对比显示出采用晶体塑性模型模拟织构演变时具有较高可靠性。减薄率显著影响旋压织构的组分和强度，当减薄率<25%时，织构组分主要为（0001）<2110>，当减薄率>30%时，织构组分主要为（0001）<2110>、（10113）<uvtw>、（0001）<uvtw>及（10110）织构，且织构强度随减薄率增加而增大。主轴转速和进给速度不明显改变织构组分，主要为（10113）<uvtw>、（0001）<uvtw>及（10110）<uvtw>纤维织构。随主轴转速和进给速度增加，（10113）<uvtw>、（0001）<uvtw>及（10110）<uvtw>织构强度增大。
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  极低温度超高压强下纳米多晶镍塑性变形行为与机理的分子动力学研究

  何东, 闵威, 姚路

  材料热处理学报. 2021, 42(5): 152-159. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2020-0482

  摘要 ( 113 ) PDF全文 ( 12 )   可视化   收藏

  采用分子动力学方法研究了极低温度、超高压强条件下纳米多晶镍的塑性变形行为；利用共近邻分析（Common neighbor analysis，CNA）表征了纳米多晶镍的微观结构特征及其演化过程；结合广义层错能计算，揭示了超高压强对纳米多晶镍塑性变形机理的影响。结果表明：在0~300 K范围内，纳米多晶镍的强度随着温度的降低而提高，当温度从300 K降低到1 K时，屈服强度由2.9 GPa提高到5.1 GPa；超高压强能提高纳米多晶镍滑移开动的临界分切应力，改善位错分解与增殖的能力，进而导致其屈服强度随外界压强的升高而显著提高：当压强从0 GPa升高到10 GPa时，其屈服强度提高了44.8%。
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  考虑变形参数的锰黄铜高温本构模型构建及变形激活能演化

  夏洪均, 李平, 梁强, 李永亮

  材料热处理学报. 2021, 42(5): 160-169. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2020-0475

  摘要 ( 117 ) PDF全文 ( 17 )   可视化   收藏

  采用Gleeble-3500热模拟实验机对挤压态HMn64-8-5-1.5锰黄铜合金在不同变形温度（873~1073 K）及应变速率（0.01~10 s^-1）条件下进行等温热压缩实验，获得其真应力-真应变曲线。基于实验数据构建考虑应变补偿的Arrhenius模型并检验其预测精度，结果表明由于该模型未考虑变形条件对材料参数的影响，导致了预测精度不高。因此，提出一种考虑变形条件对材料参数影响的修正型本构模型，经验证，所建立修正的Arrhenius本构模型能很好地预测HMn64-8-5-1.5合金的高温流变应力。此外，基于修正模型可获得不同变形条件下合金的变形激活能，其受到应变、应变速率和变形温度的影响。
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  部分硬化45Cr4NiMoV钢轴类件淬回火过程中残余应力的仿真及验证

  张雪姣, 杨康, 李萌蘖, 宋肖阳, 朱琳

  材料热处理学报. 2021, 42(5): 170-177. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2020-0470

  摘要 ( 186 ) PDF全文 ( 137 )   可视化   收藏

  以两个直径为600 mm，长度为1800 mm的45Cr4NiMoV圆柱形试验件为研究对象，对其进行了部分硬化淬回火热处理，在其中一个试验件上进行敷偶测温及宏观金相检测实验，在另一个试验件上应用Sachs法进行残余应力的测量；建立了试验件淬回火过程中的温度、组织、应力演变模型，并验证了模型的准确性。研究了部分硬化大截面轴类件热处理残余应力的演变过程，讨论了材料参数、边界条件对有限元模拟残余应力分布结果的影响。结果表明，模拟与实测应力吻合较好，试验件由于尺寸较大整体呈现出表面压心部拉的热应力型分布特征，淬硬层附近呈现出内压外拉的相变应力特征。马氏体转变温度降低、膨胀系数降低、相变塑性增大使工件心部应力减小，表面应力增大；换热系数增大，则心部应力增大，表面应力降低。
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  Ti、Nb、Zr掺杂γ-Fe-(B)中的电子结构及键合作用的第一性原理研究

  刘飞

  材料热处理学报. 2021, 42(5): 178-186. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2020-0436

  摘要 ( 271 ) PDF全文 ( 18 )   可视化   收藏

  采用第一性原理的方法计算了Ti、Nb、Zr固溶于γ-Fe-（B）后形成晶胞的体积变化率、晶胞总能、结合能、态密度、差分电荷密度、迁移激活能及力学性能，并由此研究了Ti、Nb、Zr与γ-Fe-（B）的微观作用机理。结果表明，3种原子均优先取代γ-Fe-（B）晶胞中顶角位置的Fe原子。Ti掺杂后，γ-Fe-（B）的结合能降低，B原子的迁移激活能降低，B原子可能更容易偏聚。Nb、Zr掺杂后，γ-Fe-（B）的结合能升高，增加γ-Fe-（B）的稳定性。Zr对于提高γ-Fe-（B）稳定性的作用要大于Nb固溶。γ-Fe-（B）晶胞中，主要以离子键为主，并伴随少量的共价键；γ-Fe-（B）-Ti晶胞中主要形成的是较弱的离子键；而γ-Fe-（B）-Nb、γ-Fe-（B）-Zr晶胞中主要形成的是较强的共价键。M、Fe、B均提供成键电子，参与成键的是Md、Fe3d和B2p轨道。γ-Fe-（B）-Ti晶胞中Ti3d电子相对比较局域，参与成键的作用较弱，γ-Fe-（B）-Nb及γ-Fe-（B）-Zr晶胞中Nb4d电子及Zr4d电子离域性较强，成键能力较强。Ti、Nb、Zr均能提高γ-Fe-（B）的力学性能，主要表现为硬度及抗压强度有所提高，但塑性及韧性变化不大。Zr对于提升体系硬度的作用效果是最明显的。论文依据合金元素对γ-Fe-（B）电子结构的影响，探讨了Ti、Nb、Zr及B原子对于提高材料淬透性的影响机制。