2019年, 第43卷, 第10期　
刊出日期：2019-10-20

  

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  机械工程材料. 2019, 43(10): 0-0.

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综述
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  药芯钎料的研究进展

  董博文, 龙伟民, 钟素娟, 董显, 吕登峰

  机械工程材料. 2019, 43(10): 1-5,65. https://doi.org/10.11973/jxgccl201910001

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  对药芯铝钎料、药芯银钎料、药芯铜钎料等3种常用药芯钎料的制备技术、形态、改性及应用等方面的研究进展进行了综述，提出目前研究的不足，并指出药芯钎料未来的研究方向主要集中在基于药芯钎料成形的数值模拟技术研究，钎料合金/钎剂协同反应及填缝机理研究，低成本无腐蚀性钎剂的研究，以及低银、低成本药芯银钎料的研发上。
试验研究
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  盐酸-激光复合刻蚀+SA修饰制备镁合金表面超疏水结构的耐腐蚀性能

  徐雷秋, 万晓峰, 董菁, 宋德宝, 韦科权, 梁志鹏

  机械工程材料. 2019, 43(10): 6-10,58. https://doi.org/10.11973/jxgccl201910002

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  采用盐酸-激光复合刻蚀+十八烷酸（SA）修饰工艺，在抛光态AZ91镁合金表面制备超疏水结构，研究了其表面形貌、润湿性能和耐腐蚀性能。结果表明：复合刻蚀后，镁合金表面形成了一种以微米尺度的点状凹坑以及紧密且有序排列的凸起结构为主的粗糙结构，再经SA修饰后，形成了微纳米级复合粗糙结构；复合刻蚀+SA修饰后的表面呈现超疏水性，且表现出良好的抗水滴黏附性能；与抛光态镁合金相比，复合刻蚀+SA修饰所得超疏水镁合金的自腐蚀电位提高，自腐蚀电流密度下降，显示出良好的耐腐蚀性能；在3.5%（质量分数）NaCl溶液中浸泡24 h后，该超疏水表面未发现明显的腐蚀迹象。
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  CO₂和H₂S对FV520B不锈钢在NaCl溶液中电化学腐蚀行为的影响

  雒设计, 赵庆, 冉照辉, 尹书争, 王庆国, 刘君, 陈阳

  机械工程材料. 2019, 43(10): 11-14. https://doi.org/10.11973/jxgccl201910003

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  采用动电位极化和电化学阻抗谱研究了FV520B不锈钢在3.5%（质量分数，下同）NaCl溶液以及在分别通入CO₂、H₂S、CO₂+H₂S气体的3.5% NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明：在3.5% NaCl溶液中通入CO₂或H₂S时，试验钢的开路电位负移，极化电阻减小，耐腐蚀性能变差；试验钢在4种腐蚀介质中的极化曲线均呈阳极溶解特征，在3.5% NaCl和通入CO₂的3.5% NaCl溶液中，腐蚀受阳极过程控制，在通入H₂S的3.5% NaCl溶液中，腐蚀受阴极过程控制，而在同时通入CO₂和H₂S的3.5% NaCl溶液中，腐蚀受阴极和阳极过程共同控制。
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  Q235钢在3种典型土壤环境中的腐蚀行为

  朱亦晨, 刘光明, 刘欣, 裴锋, 田旭, 甘鸿禹

  机械工程材料. 2019, 43(10): 15-19. https://doi.org/10.11973/jxgccl201910004

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  选择取自武汉的近中性黄棕壤、取自天津的碱性盐碱土和取自南昌的酸性红壤作为腐蚀介质，对Q235钢进行室内模拟加速腐蚀试验，对比研究了试验钢的腐蚀速率、腐蚀形貌和腐蚀产物组成，分析了其腐蚀机理。结果表明：在3种土壤中试验钢均发生了不均匀的全面腐蚀和局部点蚀。腐蚀产物外层结构疏松，主要由Fe₂O₃、FeOOH组成；内层结构致密，主要由Fe₃O₄组成。在碱性盐碱土中，试验钢表面形成了结构完整的腐蚀产物层，抑制了阴极的耗氧反应，腐蚀速率最低；酸性红壤中较高浓度的H⁺促进了阴极析氢反应的进行以及裂纹的产生，试验钢腐蚀速率最高；在腐蚀后期，试验钢表面形成了致密的Fe₃O₄内锈层，因此腐蚀15 d时的腐蚀速率大于腐蚀30 d时的。
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  核反应堆蒸汽发生器压力边界焊接接头的显微组织及硬度

  师瑀, 张莹莹, 郭潇潇, 纪强

  机械工程材料. 2019, 43(10): 20-23,70. https://doi.org/10.11973/jxgccl201910005

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  根据核反应堆蒸汽发生器压力边界水室分隔板与定位板之间的结构特点，采用不对称X形坡口形式对Inconel600合金进行对接焊，研究了焊接接头的显微组织与硬度。结果表明：与母材相比，焊接接头热影响区的晶粒变大，熔合区组织过渡良好；焊缝边缘为垂直于熔合线向焊缝中心生长的柱状晶，焊缝中心为柱状晶和等轴晶的混合组织；在正面焊缝和反面焊缝之间的重熔区形成了较多的等轴晶；焊缝区物相组成与母材的相似，均由基体γ相、γ'间隙相及碳化物组成；焊缝重熔区的硬度最高，热影响区的硬度最低。
新材料 新工艺
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  电弧熔丝增材制造460 MPa级建筑钢十向节点用药芯丝材的开发及应用

  代轶励, 余圣甫, 史玉升, 刘曙

  机械工程材料. 2019, 43(10): 24-29,52. https://doi.org/10.11973/jxgccl201910006

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  基于Q460钢的名义成分设计了电弧熔丝增材制造建筑钢十向节点专用药芯丝材的成分，制备了药芯丝材并研究了其工艺性能；利用该药芯丝材，采用电弧熔丝增材制造技术制备建筑钢十向节点，研究了其尺寸精度、组织和力学性能。结果表明：试验制备药芯丝材在电弧熔丝增材制造过程中的电弧稳定、飞溅小，堆积金属无裂纹、气孔等缺陷；采用该药芯丝材电弧熔丝增材制造建筑钢十向节点的成形精度符合要求，组织主要由细小铁素体和少量珠光体组成，其拉伸性能、室温和-40℃冲击性能均满足传统Q460钢十向节点的力学性能要求。
材料性能及应用
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  5754铝合金钨极氩弧焊和搅拌摩擦焊接头的疲劳性能及断裂机理

  乔亚霞, 赵雷, 徐连勇, 张浩, 张鹏飞, 韩永典

  机械工程材料. 2019, 43(10): 30-34,40. https://doi.org/10.11973/jxgccl201910007

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  分别采用钨极氩弧焊（GTAW）和搅拌摩擦焊（FSW）对10 mm厚5754铝合金进行双面同步焊接，对比研究了应力幅为162，135，117，108，99 MPa时焊接接头的疲劳性能，并对其疲劳断裂机理进行了分析。结果表明：在指定应力幅下，5754铝合金GTAW接头的疲劳强度明显高于FSW接头的，在50%和95%存活率下，GTAW接头的疲劳强度特征值比FSW接头的分别提高了27%和30%，GTAW接头的疲劳性能优于FSW接头的；GTAW接头与FSW接头的疲劳断裂机理基本相同，疲劳裂纹均起源于接头熔合区的外表面，随着应力幅的降低，疲劳裂纹扩展区在断口中的占比增加，且同等应力幅下GTAW接头疲劳裂纹扩展区的占比高于FSW接头的；同等应力幅下GTAW接头的疲劳辉纹间距比FSW接头的小，GTAW接头的疲劳寿命长于FSW接头的。
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  单双道搅拌摩擦焊接5083/6082异种铝合金T型接头的组织与力学性能

  周法权, 吉华, 邓建峰, 李文晓, 郭伟强, 徐红勇, 洪晓祥

  机械工程材料. 2019, 43(10): 35-40. https://doi.org/10.11973/jxgccl201910008

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  采用单道和反方向双道搅拌摩擦焊接5083-O（壁板）/6082-T6（筋板）异种铝合金T型接头，研究了其显微组织和力学性能。结果表明：单道焊接头的搭接界面由未焊接区、有效结合区和弱结合区组成，反方向双道焊后，弱结合区消除，有效结合区宽度增大；单、双道焊接头T方向拉伸时均在壁板母材处断裂，抗拉强度相近，L方向拉伸时分别在界面和筋板热影响区断裂，且双道焊接头的抗拉强度更高；单道焊接头前进侧弯曲时发生屈服，后退侧弯曲时发生脆断，双道焊接头前进侧和后退侧弯曲时均发生屈服；单、双道焊接头壁板方向的显微硬度保持在75 HV左右，沿筋板方向的从热机影响区向母材区先降后增最后趋于稳定。
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  累积叠轧工艺对AA3003铝合金显微组织和性能的影响

  赖春明, 李泽志, 秦南, 张麦秋, 王明

  机械工程材料. 2019, 43(10): 41-46. https://doi.org/10.11973/jxgccl201910009

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  对AA3003铝合金板进行4道次累积叠轧加工，研究了不同道次累积叠轧后铝合金板的显微组织、拉伸性能和成形性能。结果表明：随着叠轧道次的增加，铝合金板中晶粒发生细化并趋于等轴形状，板厚方向上的组织均匀性增强；累积叠轧铝合金板的中心层主要为轧制织构，表层主要为剪切织构；累积叠轧工艺提高了铝合金板的强度，但降低了其塑性和成形性能，随着叠轧道次的增加，铝合金板的屈服强度和抗拉强度增大、伸长率变化不大、成形性能略微下降。
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  薄带连铸B480GNQR耐候钢的腐蚀行为

  吴建春, 方园

  机械工程材料. 2019, 43(10): 47-52. https://doi.org/10.11973/jxgccl201910010

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  采用72 h周期浸润加速腐蚀试验和电化学测试方法研究了薄带连铸B480GNQR耐候钢在0.01 mol·L^-1 NaHSO₃溶液中的腐蚀行为，并与B800NQ耐候钢和DOCOL700耐候钢，以及Q345B低碳钢的进行对比。结果表明：薄带连铸B480GNQR耐候钢的单位面积质量损失为11.888 mg·cm^-2，相对Q345B低碳钢的腐蚀率为43%；4种裸钢试样中薄带连铸B480GNQR耐候钢的自腐蚀电位最高，耐腐蚀性能最好，其电化学交流阻抗谱表现为具有一个时间常数的单一容抗弧特征；4种带锈层试样中薄带连铸B480GNQR耐候钢的自腐蚀电位最高，耐腐蚀性能最好，其电化学交流阻抗谱表现为高频端的容抗弧及中低频端的近似45°直线段的扩散弧特征；距薄带连铸B480GNQR耐候钢铸带表面150~200 μm处磷元素含量最高，呈典型的磷元素负偏析现象，因此大大提高了其耐腐蚀性能。
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  冷却速率对X80管线钢显微组织及力学性能的影响

  马晶, 李文杰, 马安博, 周鹏, 安娜

  机械工程材料. 2019, 43(10): 53-58. https://doi.org/10.11973/jxgccl201910011

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  将X80管线钢加热到奥氏体化温度以上（920℃）并保温7 min后，在不同冷却介质（质量分数10% NaCl溶液、自来水、机油、空气，冷却速率依次降低）中冷却，研究了其显微组织和力学性能。结果表明：随着冷却速率的降低，试验钢的强度和硬度降低，塑性增大，冲击功先增大后减小；在较高速率下冷却（NaCl溶液和自来水）后，组织中生成了贝氏体铁素体和少量马氏体板条，马氏体板条内有大量位错结构和少量碳化物，试验钢具有高的强度和低的变形能力；在较低速率下冷却（空气）后，组织中形成了多边形铁素体、贝氏体铁素体和少量块状马氏体-奥氏体组织，试验钢的强度和冲击韧性较低；在适中冷却速率下冷却（机油）后，组织中形成了贝氏体和铁素体的双相组织，多位向分布的细小贝氏体和邻近贝氏体的高密度位错铁素体使得试验钢具有良好的综合力学性能和较高的抗大变形能力。
物理模拟与数值模拟
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  Haynes282合金中不同元素含量对析出相析出行为的影响

  王静霖, 姚志浩, 董建新, 江河

  机械工程材料. 2019, 43(10): 59-65. https://doi.org/10.11973/jxgccl201910012

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  采用JMatPro软件对Haynes282合金进行热力学计算，得到温度由1 400℃降至600℃时合金内不同析出相的含量，分析了铬、钴、钼、钛、铝、碳、硼等元素含量对析出相析出行为的影响。结果表明：碳化物的析出量主要由碳含量决定；铬元素可以增强M₂₃C₆的稳定性；铬、钴、钼、钛、铝能促进σ相的析出及稳定；钼含量增加可以促进μ相的析出，而硼、钴、铬、钛、铝等元素会抑制μ相的析出；硼元素对M₃B₂的稳定性没有影响，但含量增加会增大其析出量；钛元素能促进γ'相的析出并增强其稳定性，铝元素可增加γ'相的析出量。
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  铸态GCr15SiMn轴承钢的流变应力本构方程

  潘光永, 骆竹梅, 林春蕾

  机械工程材料. 2019, 43(10): 66-70. https://doi.org/10.11973/jxgccl201910013

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  在Gleeb-3500型热模拟试验机上对铸态GCr15SiMn轴承钢进行热压缩试验，研究了变形温度（1 223~1 423 K）和应变速率（0.1~10.0 s^-1）对流变应力的影响，观察了显微组织；采用基于TEGART和SELLARS等提出的Arrhenius方程，通过试验数据的拟合建立了试验钢的流变应力本构方程，并进行了验证。结果表明：在试验条件下变形时，试验钢的流变曲线均呈现出动态再结晶软化特征，提高变形温度或降低应变速率均可降低其流变应力；在应变速率1.0 s^-1条件下，升高变形温度会促进试验钢的动态再结晶，同时也使晶粒长大粗化；在变形温度1 423 K、应变速率0.1~1.0 s^-1条件下，应变速率越大，动态再结晶晶粒越细；由建立的流变应力本构方程预测得到的峰值应力与试验结果的平均相对误差为0.393%，说明本构方程较准确。
失效分析
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  超超临界机组中压调门Inconel783合金螺栓断裂的原因

  罗畅, 钱玉君, 刘俊建, 吴跃, 王严

  机械工程材料. 2019, 43(10): 71-74,78. https://doi.org/10.11973/jxgccl201910014

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  某超超临界机组中压调门Inconel783合金螺栓在高温高压条件下服役时发生断裂。采用宏观检查、显微组织分析、力学性能测试以及物相分析等方法研究了螺栓的断裂原因。结果表明：该螺栓断裂性质为应力加速晶界氧化脆性断裂。螺栓热处理不当导致奥氏体晶界不连续，未生成连续的β-AlNi相；当在高温高应力环境下服役时，氧在应力的作用下沿晶界快速扩散，导致晶界脆化而萌生沿晶裂纹，裂纹扩展导致螺栓断裂。
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  在检查时某长时存放商用车发动机正时链条断裂的原因

  薛喜才, 邵百明, 朱玲斌

  机械工程材料. 2019, 43(10): 75-78. https://doi.org/10.11973/jxgccl201910015

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  某长时存放的商用车在销售前检查时其发动机突然熄火无法启动，经过排查发现正时链条断裂。通过断口形貌和显微组织观察、化学成分分析、硬度测试等方法研究了链条断裂的原因。结果表明：在整车放置过程中，在水汽腐蚀和张紧拉应力的共同作用下正时链条内链片销孔一侧先发生应力腐蚀断裂，然后在工作载荷的作用下销孔另一侧发生疲劳断裂。