2023年, 第44卷, 第5期　
刊出日期：2023-05-25
  

  • 全选
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    综述
  • 自蔓延高温合成法制备金刚石工具材料研究现状
    武美玲, 尹育航, 丁冬海, 肖国庆, 段锋, 彭凯, 杨潘, 张立, 敬臣
    材料热处理学报. 2023, 44(5): 1-15. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2022-0500
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    金刚石工具多采用热压烧结法制备，但此方法存在能耗高、结合剂对金刚石的把持力弱、石墨模具污染环境等缺点。自蔓延高温合成法（SHS）不仅具有高效、节能的优点，而且反应过程中产生的瞬时高温有助于金刚石表面形成碳化物，能使结合剂与金刚石形成化学冶金结合。因此，SHS制备金刚石工具受到广泛关注。本文首先基于相关体系的热力学参数（绝热温度），分析了SHS制备金刚石工具的可行性；综述了原料配比、稀释剂、金刚石浓度及排布方式、引燃方式及碳化物的形成等因素对Ni-Al、Ti-Al及Fe-Al体系SHS制备金刚石工具材料的影响；然后，对比了所制得的金刚石工具材料的性能。最后，展望了SHS制备金刚石工具材料潜在的研究方向，提出了抑制SHS反应过程中金刚石石墨化的方法。
  • Cu-Zr合金研究现状与发展趋势
    曹军, 苏成豪
    材料热处理学报. 2023, 44(5): 16-24. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2022-0505
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    Cu-Zr合金主要应用于电子信息领域，是集成电路引线框架的关键材料。本文总结了Cu-Zr二元合金、Cu-Ag-Zr合金、Cu-Cr-Zr合金等的组织、性能与研究进展，介绍了其主要强化机制，阐述了铜锆合金的主要加工工艺及其对合金性能的影响，并在此基础上对铜锆合金的未来发展方向进行了展望。
  • 几种常见焊接工艺热源模型的研究进展
    洪小龙, 黄本生, 李天宁, 黄思语
    材料热处理学报. 2023, 44(5): 25-38. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2022-0481
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    焊接数值模拟通过对复杂或不可观察的现象进行定量分析和对极端情况下尚不知的规律进行预测，实现对复杂焊接现象的模拟，揭示焊接现象本质和规律，可以优化结构和工艺设计，从而减少实验工作量，提高焊接接头质量。然而，由于焊接技术在工程中所面临的焊接情形愈加复杂，而热源模型作为焊接数值模拟的“灵魂”，合理选用及开发新型焊接热源模型就显得尤为重要。因此，研究焊接仿真热源模型的发展、二次开发和热源参数的确定对日后的工程应用具有指导意义。本文针对近几年热源模型在气体保护金属极电弧焊、等离子弧焊和激光-电弧复合焊数值模拟中的发展进行了系统综述，介绍了基于二次开发的热源模型的研究进展，总结了热源参数的确定方法，最后指出了焊接热源模型未来的研究重点。
    • 复合材料
  • 热处理对30%SiCp/Al复合材料阻尼性能的影响
    郝世明, 刘鹏茹, 刘欣欣, 谢敬佩
    材料热处理学报. 2023, 44(5): 39-46. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2022-0499
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    采用真空热压烧结法制备30% SiCp/2024Al复合材料以改善2024铝合金的阻尼性能，通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、能谱仪（EDS）、高分辨透射电镜（HRTEM）等对复合材料热处理前后的微观组织进行了表征。采用动态热机械分析仪（DMA）研究其热处理前后的阻尼特性。结果表明：热压烧结制备的复合材料界面结合良好，无界面反应，存在许多粗大析出相颗粒，经热处理之后，纳米析出相弥散分布在基体中，可提高复合材料的阻尼性能。30% SiCp/Al复合材料的阻尼性能随温度和应变量的升高而增大，储能模量随温度和应变量的升高而降低。热处理态复合材料中大量弥散的纳米析出相颗粒增加了界面的数量，使界面阻尼增加。复合材料的阻尼机制为位错阻尼、晶界阻尼和界面阻尼。晶界阻尼对温度敏感，大量的界面、晶界可以明显改善复合材料的高温（大于250℃）储能模量，从而改善30% SiCp/Al复合材料的阻尼性能。
    • 有色金属合金材料
  • 预变形温度对Al-Mg合金再结晶{111}/{111}近奇异晶界的影响
    童芳, 王卫国, Rohrer Gregory S, 陈松, 洪丽华, 林燕, 刘光辉, 黄新宇, 冯小铮
    材料热处理学报. 2023, 44(5): 47-58. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2022-0536
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    相较于一般晶界，{1 1 1}/{1 1 1}近奇异晶界具有更高的腐蚀抗力，如何提高此类晶界比例以从根本上改善晶间腐蚀性能是Al-Mg合金研究的一个新课题。首先在180~300℃对组织均匀化的Al-Mg合金样品进行厚度减缩量为80%的预变形轧制，随后立即在380℃保温20 min完成再结晶。采用基于电子背散射衍射和五参数分析的晶界界面匹配定量表征方法测定再结晶样品中的{1 1 1}/{1 1 1}近奇异晶界比例。结果表明，预变形温度对Al-Mg合金后续再结晶退火过程中{1 1 1}/{1 1 1}近奇异晶界的形成有显著影响，表现为{1 1 1}/{1 1 1}近奇异晶界比例随预变形温度的升高呈现先上升后下降的变化规律，经210℃预变形后再经380℃/20 min再结晶退火的样品，其{1 1 1}/{1 1 1}近奇异晶界比例达到极大值，为6.18%。分析指出，经不同温度预变形的样品形成不同的变形亚结构，其在后续退火过程中的再结晶行为存在显著差异；经210℃预变形的样品，其在后续退火过程发生连续再结晶行为，这是其{1 1 1}/{1 1 1}近奇异晶界比例达到极大的主要原因。
  • 时效时间对AA6014铝合金板材力学性能及晶间腐蚀性能的影响
    毛晓东, 李英东, 陈振宁, 刘贞山, 谷宁杰, 赵丕植, 王国军
    材料热处理学报. 2023, 44(5): 59-67. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2023-0032
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    采用显微硬度仪、拉伸试验和晶间腐蚀浸泡试验等研究了185℃时效时间对6014-T4P铝合金板材硬度、力学性能和晶间腐蚀敏感性的影响，采用透射电镜观察了合金晶内和晶界析出相形貌，以阐明晶间腐蚀机理。结果表明：随着时效时间的增加，合金的硬度及抗拉强度呈先升高后保持稳定最终有所下降的变化规律，断后伸长率逐渐下降。合金的晶间腐蚀敏感性呈先升高后降低的趋势，在时效时间为500 min时电位最负、晶间腐蚀敏感性最高。随着时效时间的延长，合金的腐蚀类型由最初的点蚀转变为连续晶间腐蚀最终变为局部斑状腐蚀，这与晶界析出相的形貌及无沉淀析出带（PFZ）的宽度紧密相关。
  • Mg、Si对Al-Cu-Mn-Zr合金时效析出行为及热稳定性的影响
    张浩, 吴美娴, 郭科宏, 文胜平, 態湘沅, 聂祚仁
    材料热处理学报. 2023, 44(5): 68-75. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2022-0526
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    采用显微硬度计与透射电镜等研究了Mg和Si的添加对AlCuMnZr合金时效析出行为和微观组织的影响。结果表明：同时添加Mg和Si显著提高了合金的时效硬度并保证了良好的热稳定性，Al5.5Cu0.25Mg0.3Mn0.2Zr0.15Si合金经540℃固溶7 h及175℃时效24 h后达到峰值硬度，为156.3 HV0.2。Mg的添加细化了AlCuMnZr合金中θ′相尺寸，增加了θ′相数密度，使其分布更弥散、均匀。而在添加Si后，由于σ相、Q相的析出和θ′相周围Si的偏聚，使θ′析出相尺寸进一步减少、粗化速度降低。但在225℃长时间热暴露后，会因为Si的偏聚消失，使部分θ′相粗化，合金的热稳定性下降。
  • 热处理对Mg-2Nd-xZn合金耐腐蚀性能的影响
    马鸿斌, 魏福安, 孙领兄
    材料热处理学报. 2023, 44(5): 76-85. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2022-0498
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    采用X射线衍射（XRD）、光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、电子背散射衍射（EBSD）、透射电镜（TEM）及能谱仪（EDS）等研究了挤压态Mg-2Nd-4Zn和挤压态Mg-2Nd-2Zn合金以及经T4和T6处理后挤压态Mg-2Nd-2Zn合金的显微组织和腐蚀产物形貌，并利用电化学工作站测试其耐腐蚀性能。结果表明：挤压态Mg-2Nd-2Zn合金的耐腐蚀性能比挤压态Mg-2Nd-4Zn合金的更好，这主要是由于挤压态Mg-2Nd-2Zn合金中的第二相的数量比挤压态Mg-2Nd-4Zn合金少。挤压态Mg-2Nd-2Zn合金经T4处理后，第二相数量减少及弥散分布在基体中，提高了其耐腐蚀性能；挤压态Mg-2Nd-2Zn合金经T6处理后，耐腐蚀性能比经T4处理后更差，这主要是由于第二相的时效析出，数量增加；质量损失以及电化学测试结果也表明，T4处理后有效提高了挤压态Mg-2Nd-2Zn合金的耐腐蚀性能，这与腐蚀形貌变化规律一致。
  • 热处理对增材制造TC4钛合金组织结构及耐蚀性能的影响
    刘包发, 胡剑南, 石俊杰, 高宣雯, 李建中
    材料热处理学报. 2023, 44(5): 86-94. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2022-0539
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    增材制造TC4钛合金存在亚稳态相结构，其对合金的组织结构和耐蚀性有着明显的影响。基于此，对增材制造TC4钛合金进行了不同工艺的热处理，采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、残余应力测量和电化学分析等研究了热处理对增材制造TC4钛合金组织结构、残余应力与耐蚀性能的影响。结果表明：热处理工艺对TC4钛合金的组织结构具有重要影响，当钛合金在940℃以上保温1 h后冷却，组织由亚稳态α′相转变为α+β相及少量次生α相，与炉冷相比，水冷条件下钛合金β相含量更高；当热处理温度为800、940和1080℃时，钛合金表面的残余应力值较低；钛合金的耐腐蚀性能与组织结构和残余应力有着密切关系，钛合金中α相晶粒越细小，β相含量越高，残余压应力值越大，其耐蚀性越好。当热处理温度为1020℃时，钛合金表面残余压应力值为470 MPa，耐蚀性能良好。
  • 热处理对Ti-50.6Ni形状记忆合金相变和显微组织的影响
    贺志荣, 王芳
    材料热处理学报. 2023, 44(5): 95-103. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2022-0533
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    为了给形状记忆效应和超弹性优异的Ti-50.6Ni形状记忆合金实际应用时制订热处理工艺提供依据，采用示差扫描量热仪、光学显微镜和透射电镜等研究了退火和时效处理对Ti-50.6Ni形状记忆合金相变行为和显微组织的影响。结果表明：当退火温度由350℃升高到800℃时，Ti-50.6Ni合金冷却/加热相变类型由B2→R→B19′/B19′→R→B2（B2-母相，CsCl型结构；R-R相，菱方结构；B19′-马氏体，单斜结构）型向B2→R→B19′/B19′→B2型再向B2→B19′/B19′→B2型转变；R相变温度TR先升后降，极大值36.44℃出现在400℃退火态合金中；马氏体相变温度TM先升后降，极大值-19.98℃出现在600℃退火态合金中；M相变热滞ΔTM降低；R相变热滞ΔTR≈4℃；组织形态由纤维状向等轴状变化。随退火时间延长，TR和TM升高，ΔTM降低，ΔTR约为4℃。300℃和400℃时效态合金发生B2→R→B19′/B19′→R→B2型相变，500℃时效态合金发生B2→R→B19′/B19′→B2型相变，且TR400>TR300>TR500，TM500>TM400>TM300，ΔTM300>ΔTM400>ΔTM500?ΔTR300≈ΔTR400≈4℃。随时效时间延长，TR300、TR400、TR500、TM300和TM500升高；TM400先降后升，极小值-87.30℃出现在400℃×1 h时效态合金中；ΔTM300升高；ΔTM400先升后降，极大值99.74℃出现在400℃×5 h时效态合金中；ΔTM500降低，ΔTR300和ΔTR400在3.81~5.53℃之间变化。随时效温度升高，该合金中Ti3Ni4析出物形貌由细小颗粒状→针状→粗片状变化。退火温度和时效温度对Ti-50.6Ni合金相变行为的影响远大于退火时间和时效时间。冷却方式不影响Ti-50.6Ni合金的相变行为。
  • ZrAlNiCuCo非晶合金的组织及力学性能
    刘钰鑫, 蒲永亮, 刘丛, 丁静, 朱胜利
    材料热处理学报. 2023, 44(5): 104-111. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2022-0515
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    采用电弧熔炼-铜辊甩带法制备Zr50Al5Ni15-xCu15Co15+x（x=2、4和6 at%）非晶合金条带，使用X射线衍射（XRD）、差示扫描量热仪（DSC）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）及万能力学试验机等研究了样品厚度、合金成分以及热处理工艺对其微观结构、相组成、热稳定性和拉伸力学性能的影响。结果表明：Zr50Al5Ni15-xCu15Co15+x（x=2，4，6 at%）合金条带为非晶态，退火后非晶基体上析出简单立方结构的CoZr和CuZr纳米晶。在相同样品厚度下，随着Ni含量的减小，合金的室温拉伸塑性增加；随着条带厚度的增加，合金的室温拉伸塑性逐渐增加。其中，51μm厚的Zr50Al5Ni9Cu15Co21合金条带经513℃退火1800 s后，室温拉伸塑性最高可达7.3%，抗拉强度为370.6 MPa。
  • 纯铜组元对Al2O3弥散强化铜变形性能的影响
    肖振朋, 李韶林, 贾淑果, 宋克兴, 国秀花, 王旭, 刘嵩
    材料热处理学报. 2023, 44(5): 112-122. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2022-0429
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    为改善Al2O3弥散强化铜的变形性能，通过向弥散强化铜中加入软质相纯铜组元，研究纯铜组元对弥散强化铜烧结坯变形性能的影响。对弥散铜烧结坯进行热压缩变形实验，获得了其不同热变形条件下的真应力应变曲线，建立了基于双曲正弦本构关系Arrhenius流变应力模型的本构方程，并计算获得热激活能值Q与应变速率敏感系数值m；对热挤压试样，进行室温性能检测和微观组织表征。结果表明：加入纯铜组元后，弥散铜烧结坯应力应变曲线峰值应力下降，曲线走势波动减弱，变形试样缺陷减少，热激活能Q降低，变形难度下降。应变速率较低时，纯铜组元的加入使得m值增加，弥散强化铜的塑性变好；应变速率较高时，纯铜组元的加入加剧基体软硬相不协调变形，m值降低，塑性变差。纯铜组元的加入使热挤压弥散铜的强化相浓度降低，硬度下降，导电率提升，晶粒变大。
    • 黑色金属合金材料
  • 残留奥氏体含量对GCr15轴承钢摩擦磨损性能的影响
    宫志鹏, 贺甜甜, 李林芳, 杜三明, 张永振, 张鹏杰
    材料热处理学报. 2023, 44(5): 123-134. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2022-0506
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    首先对GCr15轴承钢进行了不同温度的淬火和回火处理及淬火+深冷+回火处理，获得了残留奥氏体含量分别为6.2、11.2、17.5和26.4 vol%的GCr15轴承钢试样，随后采用重载往复摩擦磨损实验仪在干摩擦和油润滑条件下对试样进行摩擦磨损实验，研究了残留奥氏体含量对GCr15轴承钢滑动摩擦磨损性能的影响；利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、X射线残余应力分析仪和洛氏硬度计等分析了GCr15轴承钢试样在不同状态下的组织、表面形貌和力学性能。结果表明：经不同工艺热处理后，GCr15轴承钢的组织都是由马氏体、残留奥氏体和碳化物组成；随着残留奥氏体含量增加，GCr15轴承钢的表面硬度逐渐减小，残余压应力逐渐减小并趋于稳定；在干摩擦条件下，深冷处理试样的平均摩擦系数最小；在油润滑条件下，4组试样的平均摩擦系数相差不大且都低于0.08，在干摩擦和油润滑条件下，随着残留奥氏体含量升高，GCr15轴承钢的磨损率都是先升高再降低，在淬火温度为865℃时磨损率达到最大；经过深冷处理的试样的残留奥氏体含量最小，为6.2 vol%，其磨损率也最小，说明深冷处理能提高GCr15轴承钢的摩擦磨损性能；在干摩擦条件下GCr15轴承钢的磨损机制为磨粒磨损、黏着磨损和氧化磨损，油润滑条件下为磨粒磨损和黏着磨损。
  • 轴重对贝氏体车轮钢滚滑磨损及疲劳损伤行为的影响
    马新元, 徐海峰, 周霆伟, 赵海, 何宜柱, 苏世怀
    材料热处理学报. 2023, 44(5): 135-144. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2022-0502
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    采用滚滑接触疲劳磨损试验机以及光学显微镜、扫描电镜、显微硬度仪等研究了不同轴重下贝氏体车轮钢的滚滑磨损性能及疲劳损伤行为。结果表明：车轮样品的磨损率随着轴重的增加呈增长趋势，30 t时样品的磨损率是20 t的1.36倍。所有样品表面的损伤机制均为疲劳裂纹和黏着磨损。不同轴重下样品表面存在呈梯度分布的塑性变形层。增加轴重，车轮表层材料的变形层厚度和硬化率呈减小趋势，30 t样品的变形层厚度是20 t的0.86倍，而20 t的表面硬化率是30 t的1.04倍。平均裂纹扩展速率、疲劳裂纹扩展角度和深度随着轴重的提高而增大，20 t时样品表面产生A型裂纹，而A型和B型裂纹主要在25和30 t时形成。此外，随着轴重的增加，磨损的增加趋势弱于疲劳，疲劳损伤占据主导地位。
  • 淬火温度对N63钢组织和力学性能的影响
    张海峰, 杨豪, 韩顺, 厉勇, 王春旭, 吴波
    材料热处理学报. 2023, 44(5): 145-151. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2022-0527
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    采用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）、透射电镜（TEM）和X射线衍射（XRD）等研究了淬火温度对N63钢组织及性能的影响。结果表明：当淬火温度低于1050℃时，N63钢中观察到M23C6型未溶相；随淬火温度升高，N63钢中未溶相逐渐溶解，晶粒有长大趋势；N63钢在900~1150℃范围内淬火时（淬火后还进行了深冷及回火处理），随着淬火温度的升高，其抗拉强度先升高后降低，在1000℃淬火时达到峰值，为1479 MPa，屈服强度整体上呈降低趋势，在950℃淬火时达到峰值，为1209 MPa，冲击吸收能量先升高后略有降低，在1100℃淬火时达到峰值，为148 J。N63钢在1100℃淬火及深冷和回火处理后，碳化物完全溶解且组织完全奥氏体化，具有最佳的强韧性匹配，其抗拉强度为1470 MPa、屈服强度为1136 MPa，冲击吸收能量为148 J。
  • 时效粗、细晶Super304H钢的第二相析出行为及力学性能
    占先强, 汤文明, 刘俊建, 王万里, 张建华, 吴跃, 王严
    材料热处理学报. 2023, 44(5): 152-161. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2022-0522
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    采用预变形后固溶处理的方法制备了粗晶Super304H钢试样，对比研究了粗、细晶Super304H钢试样在700℃时效过程中的第二相析出行为及力学性能。结果表明：时效过程中，细小MX相与富Cu相颗粒主要分布于奥氏体晶内，奥氏体晶粒尺寸对其析出行为影响不大。粗晶Super304H钢中的M23C6相颗粒择优沿奥氏体晶界析出，长大速率大，时效1200 h后，呈连续网络状分布。随着时效时间的延长，粗、细晶Super304H钢试样的室温及高温拉伸强度先上升后下降，最终趋于稳定，断后伸长率单调下降。时效态粗晶Super304H钢试样的室温、高温拉伸力学性能，尤其是塑性，均明显小于时效态细晶Super304H钢试样。
  • M50NiL钢中的δ-铁素体分布及其对强韧性的影响
    陈佳城, 杨卯生, 曹建春, 王艳江
    材料热处理学报. 2023, 44(5): 162-172. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2022-0514
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    M50NiL轴承钢强韧性能特征与显微组织演变规律的研究结果表明，钢的显微组织由马氏体基体、残留奥氏体、碳化物和δ-铁素体所构成，其中δ-铁素体的面积分数在0.01%~0.125%之间；钢中Mo、V、Cr合金原子置换Fe原子固溶后，产生晶格畸变并提高内应力，δ-铁素体的硬度最高值为4.84 GPa，弹性模量的最高值为236.9 GPa。在冲击载荷作用下，冲击变形速度约为5 m·s-1，钢中δ-铁素体界面产生应力集中，导致δ-铁素体破碎且裂纹沿δ-铁素体界面扩展，降低钢的冲击性能，冲击吸收能量在47 J以上的试样缺口附近存在较少的小尺寸δ-铁素体相，形成宽度为600~1600μm的韧窝条带的断口形貌。在拉伸载荷的作用下，拉伸变形速度约为8μm·s-1，钢的基体与δ-铁素体界面经过协调塑性变形释放应力使得δ-铁素体形态、数量及分布对拉伸性能的影响不明显。
  • 奥氏体化工艺对1800 MPa级热冲压钢弯曲性能的影响
    王彭涛, 徐德超, 张博明, 赵海峰, 韩赟
    材料热处理学报. 2023, 44(5): 173-180. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2022-0519
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    采用光学显微镜（OM）、电子背散射衍射（EBSD）技术和透射电镜（TEM）等分析了1800 MPa热冲压钢经不同工艺奥氏体化后的显微组织、脱碳层及析出物形貌，利用力学实验机和弯曲夹具研究了奥氏体化工艺对其弯曲性能的影响。结果表明：在较低的奥氏体化温度加热淬火后实验钢基体存在非马氏体组织；随着奥氏体化温度的升高实验钢的最大弯曲力先升高后下降，而弯曲角度呈现下降趋势；延长加热保温时间会使得实验钢的表面脱碳层逐渐加深，弯曲角度升高，最大弯曲力下降。热冲压淬火后实验钢仍然存在一定程度的各向异性，但随着加热温度的升高，横纵向性能差异逐渐减小。采用870℃加热5 min后热冲压，实验钢可以获得抗拉强度和弯曲角度分别达到1883 MPa和54.5°的综合性能。
    • 材料表面改性
  • 激光熔覆FeCrNiMo-WC复合涂层的组织与耐磨性能
    殷泽亮, 崔洪芝, 宋晓杰, 李宝程, 赵小凤
    材料热处理学报. 2023, 44(5): 181-190. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2022-0504
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    采用激光熔覆技术在Q235钢表面制备了WC陶瓷颗粒增强FeCrNiMo-WC多主元合金复合涂层。通过相组成分析、显微结构表征、力学性能测试和摩擦磨损实验等研究了WC含量对涂层组织和耐磨性能的影响。结果表明：涂层主要物相除了FCC+WC以外，还存在网状的共晶组织，由FCC与M6C碳化物相呈层片状交替分布，片层间距约100 nm；随着WC含量的增加，共晶组织体积分数增加，涂层逐渐形成共晶组织+WC陶瓷颗粒的微观组织结构；WC陶瓷颗粒的加入显著提高了涂层的硬度和耐磨性，当WC含量为40 mass%时，涂层硬度为55.9 HRC，此时涂层耐磨性能最好，最小体积磨损率为2.17×10-5 mm3/（N·m）。涂层中大颗粒WC以及软硬交替的FCC+M6C共晶体，协同提高了涂层的硬度和强韧性。同时M6C相具有减磨作用，使得涂层摩擦系数逐渐降低，磨损失效形式由粘着磨损向磨粒磨损过渡。
    • 材料模拟计算
  • 复合小径喷丸强化对齿轮接触疲劳性能的影响
    许任宗, 陈勇, 李光鑫, 武一民, 贾纪鹏
    材料热处理学报. 2023, 44(5): 191-200. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2022-0508
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    为研究复合小径喷丸强化对齿轮接触疲劳性能的影响，通过有限元模拟与喷丸强化试验相结合对复合小径喷丸强化效果进行分析，利用齿轮接触疲劳寿命试验验证复合小径喷丸齿轮的寿命提升效果。结果表明：相较于单次小径喷丸，复合小径喷丸能够获得更大的残余压应力，且表面粗糙度更小；随着喷丸强度和喷丸覆盖率的增大，残余压应力值均有所增大，且残余压应力最大值深度基本不变。通过喷丸强化试验，验证了喷丸有限元模型的合理性，且复合小径喷丸强化在齿轮表层引入高残余压应力和提升表面硬度的同时基本不改变粗糙度大小。齿轮接触疲劳寿命试验结果表明复合小径喷丸后齿轮副间的传动效率明显升高，疲劳寿命相当于未喷丸齿轮的2.38倍，寿命提升效果明显。
  • 基于组合式机器学习的Cr系合金结构钢的TTT图
    任鑫, 王浩鑫, 樊献金, 孙涛, 王港
    材料热处理学报. 2023, 44(5): 201-209. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2022-0541
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    时间-温度-转变（TTT）图是制定钢的优化热处理工艺的重要工具，但是实验测定相当耗时且昂贵，并且计算方法也较为单一。因此，有必要开发一种快速准确预测TTT图的替代方法。本文将Artificial Neural Network （ANN）、K-Nearest Neighbor （IBK）、Bootstrap Aggregating （Bagging）、Random Committee （RC）、Gaussian Processes （GP）、Self-Organizing Maps （SOM）和Random Forest （RF）算法结合起来，形成组合式机器学习（CML）算法，用于预测Cr系合金结构钢的TTT图，其参数包括了合金化元素、奥氏体化温度和时间。使用相关系数（CC）、误差分析（RMSE、MAE）和性能拟合进行验证和筛选模型。本项工作应用CML模型来预测4种Cr系合金钢的TTT图，以评估模型的预测能力。最后，还将CML模型的预测结果与JMatPro软件的预测结果进行了比较。结果表明：与JMatPro相比，CML模型误差值小，预测结果与实际值较为接近。
    • 其他
  • 409L铁素体不锈钢搅拌摩擦焊接接头的组织及力学性能
    孙语鸿, 刘威, 李于朋, 宫文彪
    材料热处理学报. 2023, 44(5): 210-216. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2022-0517
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    采用W-Re合金搅拌工具对4 mm厚409L铁素体不锈钢板进行搅拌摩擦焊（FSW），利用光学显微镜、扫描电镜、电子万能试验机和显微硬度仪等研究了焊接接头的焊缝形貌、微观组织和力学性能。结果表明：采用转速为1000 r/min，焊速为80 mm/min的工艺参数可以获得力学性能良好、无缺陷的409L铁素体不锈钢搅拌摩擦焊接接头。接头焊核区组织为高度细化的等轴铁素体晶粒，平均晶粒尺寸为17.3μm，并形成了大量的小角度晶界，是母材的3.66倍。焊缝的显微硬度分布呈“抛物线”形态，焊核区的硬度最高，为143 HV0.2，焊缝各区域的力学性能均高于母材。焊接接头的拉伸断裂在母材处，断裂形式为韧性断裂。
  • 人工时效对喷射成形2195-T4搅拌摩擦焊接头组织与性能的影响
    徐桂芳, 张杰, 宋瑞智, 王嘉
    材料热处理学报. 2023, 44(5): 217-226. https://doi.org/10.13289/j.issn.1009-6264.2022-0537
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    对喷射成形2195-T4铝锂合金搅拌摩擦焊接头在205℃进行6、12、18和24 h的时效处理，采用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和电子万能试验机等对接头的显微组织和力学性能进行分析。结果表明：205℃时效24 h后，接头晶粒大小和形貌无明显变化；随着时效时间的延长，焊核区与热影响区的T1、θ′、δ′相持续析出并粗化，时效12 h时，焊核区的T1、θ′、δ′相与热影响区的θ′、δ′相数量最多，热影响区T1相的数量在时效18 h时达到最大值；接头硬度与抗拉强度在时效12 h时达到峰值，此时接头平均硬度为166.7 HV0.1，抗拉强度为453 MPa，断裂方式为沿晶脆性断裂。
材料热处理学报
Transactions of Materials and Heat Treatment
ISSN 1009-6264
CN 11-4545/TG

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