2019年, 第43卷, 第2期　
刊出日期：2019-02-20

  

• 全选
  |

目录
• Select
  目录

  机械工程材料. 2019, 43(2): 0-0.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
试验研究
• Select
  添加铝对不同处理态FeCoCrNiMn高熵合金显微组织及电化学性能的影响

  于芮, 李紫勇, 付立铭, 殷立强, 李劲, 单爱党

  机械工程材料. 2019, 43(2): 1-6. https://doi.org/10.11973/jxgccl201902001

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用真空熔炼技术制备了FeCoCrNiMn和Al_0.3FeCoCrNiMn高熵合金，并依次进行了1 150℃×6 h均匀化处理（固溶态），室温大变形轧制及800℃×1 h退火处理（轧制退火态），研究了其固溶态和轧制退火态的显微组织及在室温0.5 mol·L^-1 H₂SO₄溶液中的电化学性能。结果表明：固溶态2种高熵合金均由面心立方单相组成；经大变形轧制及退火处理后，FeCoCrNiMn高熵合金仍为面心立方单相组织，其晶粒尺寸细化到4.57 μm，铝的添加使合金中生成了大量富铬σ相及贫铬体心立方相，且晶粒尺寸细化到小于500 nm；不同处理态下2种高熵合金在H₂SO₄溶液中均出现了钝化区，铝的添加降低了FeCoCrNiMn合金的耐腐蚀性能。
• Select
  高压氢气环境中δ铁素体对304奥氏体不锈钢氢脆敏感性的影响

  蔡肖, 施巧英, 邢百汇, 陈兴阳, 周成双, 张林

  机械工程材料. 2019, 43(2): 7-12. https://doi.org/10.11973/jxgccl201902002

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  将304奥氏体不锈钢在1 050℃进行固溶处理以改变δ铁素体组织的含量，并分别在高压氢气和氩气环境中进行了慢应变速率拉伸和疲劳裂纹扩展试验，研究了δ铁素体对试验钢氢脆敏感性的影响。结果表明：试验钢原始组织中存在较多的δ铁素体，经1 050℃固溶处理后，δ铁素体几乎完全消失；在高压氢气环境中，δ铁素体的存在降低了试验钢的塑性，增强了其氢脆敏感性；δ铁素体的存在为氢提供了快速扩散的通道，从而提高了试验钢的疲劳裂纹扩展速率。
• Select
  垃圾焚烧炉热管用12Cr1MoVG钢在不同碱金属混合熔盐中的热腐蚀行为

  张炜, 何建军

  机械工程材料. 2019, 43(2): 13-17,22. https://doi.org/10.11973/jxgccl201902003

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用腐蚀动力学方法，结合腐蚀表面形貌观察和微区成分分析，研究了垃圾焚烧炉热管用12Cr1MoVG钢在KCl+NaCl、KCl+K₂SO₄、NaCl+Na₂SO₄和K₂SO₄+Na₂SO₄（物质的量比均为1∶1）等混合熔盐中的热腐蚀行为。结果表明：试验钢在KCl+NaCl熔盐中的腐蚀质量变化和腐蚀深度大于在K₂SO₄+Na₂SO₄熔盐中的，腐蚀层中产生了大小不一的孔洞且氯元素已渗入基体，碱金属氯盐对试验钢的腐蚀作用大于碱金属硫酸盐的；试验钢在KCl+K₂SO₄熔盐中的腐蚀质量变化和腐蚀深度大于在NaCl+Na₂SO₄熔盐中的，腐蚀层较为疏松，钾盐对试验钢的腐蚀能力强于钠盐的；试验钢的腐蚀速率由大到小按熔盐排序为KCl+NaCl、K₂SO₄+Na₂SO₄、KCl+K₂SO₄、NaCl+Na₂SO₄。
• Select
  TG700A镍基合金在持久过程中的晶界析出相转变及断裂行为

  许庆爽, 曹铁山, 徐芳泓, 李会芳, 方旭东, 赵杰

  机械工程材料. 2019, 43(2): 18-22. https://doi.org/10.11973/jxgccl201902004

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  在770℃、不同应力（160，200，260 MPa）下对TG700A镍基合金进行持久试验，研究了该合金的显微组织及持久断裂行为。结果表明：试验合金的原始显微组织为等轴奥氏体，晶粒内部析出有均匀分布的细小球状γ'相，晶界处存在颗粒状的富铬M₂₃C₆碳化物；持久断裂后组织中未发现新析出相，晶界附近出现严重粗化的γ'相，晶界上存在γ'相贫化区；试验合金的持久断裂模式以沿晶断裂为主，晶界处的局部塑性变形导致了局部应力集中，促进了蠕变空洞或裂纹的形成，裂纹沿γ相和γ'相界面或γ'相贫化区扩展。
• Select
  0.1HoMnO₃-0.9BiFeO₃柔性铁电薄膜的制备及电学性能

  王建业, 王一平, 杨颖, 盛云

  机械工程材料. 2019, 43(2): 23-27. https://doi.org/10.11973/jxgccl201902005

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用脉冲激光沉积技术在云母柔性衬底上沉积0.1HoMnO₃-0.9BiFeO₃薄膜，研究了薄膜的晶体结构、表面形貌、弯曲服役特性、铁电和介电性能以及输运特性。结果表明：BiFeO₃沿（012）和（104）晶面取向生长，结晶良好；薄膜表面光滑，均方根表面粗糙度为6.7 nm，连续弯曲平整10 000次后表面无细微裂纹；薄膜具有良好的微观压电性，且呈现出一定的向上自发极化特性；薄膜的饱和极化强度和剩余极化强度分别为68，61 μC·cm^-2，弯曲至曲率半径为2.2 mm时的极化强度变化不大，连续弯曲平整10 000次后则有所降低，平整状态和弯曲状态下的介电性能相差较小；薄膜的激活能为0.42 eV，低于纯BiFeO₃薄膜的，其载流子输运能力有所增强。
• Select
  ER316L奥氏体不锈钢的σ相析出行为及其盘条高线轧制

  董利明, 吴柯寒, 邱型宝, 方峰, 胡显军

  机械工程材料. 2019, 43(2): 28-33. https://doi.org/10.11973/jxgccl201902006

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  通过固溶处理及高温压缩试验研究了固溶温度和应变速率对ER316L奥氏体不锈钢中σ相析出行为的影响，在此基础上制定了盘条高线轧制工艺的粗中轧参数并进行了盘条高线轧制，研究了盘条的组织及拉伸性能。结果表明：试验钢的显微组织由奥氏体相和σ相组成，σ相含量随固溶温度的降低或应变速率的增大而增加；为防止σ相的大量析出，在试验钢轧制过程中应保持较低的应变速率，且轧制温度应设置在1 000℃及以上。在此参数下轧制所得盘条中的σ相体积分数小于3%，抗拉强度均值为640.2 MPa，伸长率均值为48.7%，表现出较好的拉拔性能。
• Select
  2195铝锂合金的化学铣切工艺优化

  刘凤娟, 陈永来, 于峰, 何仕桓, 林军, 姚草根

  机械工程材料. 2019, 43(2): 34-38,42. https://doi.org/10.11973/jxgccl201902007

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  在2种化学铣切（化铣）液（NaOH+Al³⁺+Na₂S+三乙醇胺和NaOH+Al³⁺+Na₂S₂O₄·5H₂O）中对2195铝锂合金进行化铣加工，确定了较佳的化铣液，并利用正交试验对其配方进行优化；在优化化铣液中对试验合金进行化铣加工，研究了化铣温度对化铣速率和表面粗糙度的影响，并对比了化铣前后的表面形貌及拉伸性能。结果表明：由NaOH、Al³⁺、Na₂S和三乙醇胺组成的化铣液对试验合金的化铣效果优于由NaOH、Al³⁺和Na₂S₂O₄·5H₂O组成的，其优化组成为210 g·L^-1NaOH、40 g·L^-1 Na₂S、30 g·L^-1 Al³⁺和50 mL·L^-1三乙醇胺；在优化化铣液中，随化铣温度的升高，试验合金的化铣速率增大，侧切率先增后降，化铣温度在85~95℃较适宜；在85℃优化化铣液中化铣至深度约4.3 mm时，试验合金表面无裂纹、腐蚀凹坑等缺陷，在85～90℃化铣至深度约3.0 mm时的拉伸性能与化铣前的相近。
材料性能及应用
• Select
  预氧化温度对Ni-15Cr-5Al-5Si合金抗高温循环氧化性能的影响

  王二鹏, 刘海飞, 郭文, 郑冰欣, 陆名扬, 闫海居, 张修海

  机械工程材料. 2019, 43(2): 39-42. https://doi.org/10.11973/jxgccl201902008

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用粉末冶金方法制备Ni-15Cr-5Al-5Si （质量分数/%）合金，经不同温度（500，700，900，1 100℃）预氧化处理后，在1 100℃进行了循环氧化试验，研究了预氧化温度对该合金抗高温（1 100℃）循环氧化性能的影响，并与未添加硅的Ni-15Cr-5Al合金进行了对比。结果表明：Ni-15Cr-5Al-5Si合金的抗高温循环氧化性能显著优于Ni-15Cr-5Al合金的；预氧化处理可以提高合金的抗高温循环氧化性能，随预氧化温度的升高，抗高温循环氧化性能提高，但提高效果不明显。
• Select
  喷丸对重载齿轮用18CrNiMo7-6钢抗胶合性能的影响

  王文健, 唐亮, 刘忠伟, 张鹏飞

  机械工程材料. 2019, 43(2): 43-46,52. https://doi.org/10.11973/jxgccl201902009

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  分别采用传统喷丸、微粒子喷丸、传统喷丸+微粒子喷丸工艺对渗碳淬火齿轮钢18CrNiMo7-6进行表面处理，研究了喷丸处理对表面粗糙度、硬度、残余应力及胶合载荷的影响。结果表明：3种喷丸工艺均可以提高试验钢的表面硬度，传统喷丸+微粒子喷丸对表面硬度的提高幅度最大，其次为微粒子喷丸；传统喷丸增大了试验钢的表面粗糙度，微粒子喷丸和传统喷丸+微粒子喷丸降低了表面粗糙度，微粒子喷丸处理后的表面粗糙度最低；3种喷丸工艺均会在试验钢表面引入残余压应力，微粒子喷丸和传统喷丸+微粒子喷丸引入的最大残余压应力位于表面，而传统喷丸引入的位于次表面；传统喷丸+微粒子喷丸处理后试验钢的胶合载荷最大，其次为微粒子喷丸处理后的，这与微粒子喷丸提高了表面硬度和表面残余压应力，同时降低了表面粗糙度有关。
• Select
  铬元素添加形式对粉末冶金烧结Fe-2Cu-3Cr-0.8C合金组织和性能的影响

  程璐, 程继贵, 陈闻超, 徐家兵, 陈鹏起

  机械工程材料. 2019, 43(2): 47-52. https://doi.org/10.11973/jxgccl201902010

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  分别以纯铬粉、商用低碳Cr-Fe粉、自制机械合金化Cr-Fe粉等3种形式将铬元素引入到原料粉中，经700 MPa压制成型和1 200℃烧结1.5 h后制备得到Fe-2Cu-3Cr-0.8C合金，研究了铬元素添加形式对合金显微组织和性能的影响。结果表明：不同铬添加形式下，烧结试样的组织均以珠光体为主，同时含有少量铁素体和碳化物，其中添加机械合金化Cr-Fe粉烧结试样的组织均匀，珠光体含量较多，致密程度较高，烧结密度为7.07 g·cm^-3；添加机械合金化Cr-Fe粉烧结试样的综合力学性能最佳，硬度为95 HRB，抗拉强度为448 MPa，拉伸断口形貌主要为韧窝，其断裂形式是以韧性断裂为主的韧-脆混合断裂；添加机械合金化Cr-Fe粉烧结试样的腐蚀质量损失最小，耐腐蚀性能最好。
• Select
  ZrO₂活性剂对309不锈钢钨极氩弧焊电弧特性及焊缝性能的影响

  武斌, 王斌, 杨眉, 蒲煜坤, 孟鹏程, 杨飞

  机械工程材料. 2019, 43(2): 53-57. https://doi.org/10.11973/jxgccl201902011

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  以ZrO₂为活性剂（质量分数分别为0，0.25%，0.50%，1.00%）对309不锈钢进行钨极氩弧焊，研究了ZrO₂对焊接电弧特性、熔深以及焊缝组织和性能的影响。结果表明:添加ZrO₂焊接时电弧产生脉冲特性，电弧电压随ZrO₂质量分数的增加先减小后增大，焊后熔深均比未添加ZrO₂焊接时的大2倍以上;添加质量分数0.50%ZrO₂焊接后焊缝组织由奥氏体和少量δ铁素体组成，部分区域奥氏体晶粒呈等轴状;少量ZrO₂的添加降低了焊缝区的硬度和弯曲屈服强度;随ZrO₂质量分数的增加，焊缝区的硬度降低，弯曲屈服强度先减小后增大，热导率减小，比热容增大。
• Select
  不同焊接速度下ZK60镁合金自持式搅拌摩擦焊接头的显微组织

  侯军才, 边婧如, 许文静, 张秋美, 张会

  机械工程材料. 2019, 43(2): 58-62,68. https://doi.org/10.11973/jxgccl201902012

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  在不同焊接速度（100~400 mm·min^-1）下对3 mm厚ZK60镁合金进行自持式搅拌摩擦焊接，研究了接头的显微组织。结果表明：接头焊核区截面呈哑铃形，在1/4轴肩半径处的后退侧焊核区上表面存在流动图案，在前进侧热机影响区存在向焊核区生长的带状组织；在不同焊接速度下，前进侧热机影响区与焊核区之间存在明显的界面，热机影响区材料发生塑性变形，并发生部分动态再结晶；在不同焊接速度下，前进侧焊核区均发生了动态再结晶，当焊接速度为300，400 mm·min^-1时，此焊核区由细小的等轴状再结晶晶粒组成，其定向流动形貌消失。
• Select
  焊接速度对镁/铝异种合金搅拌摩擦焊接头显微组织与力学性能的影响

  孙嵩, 王快社, 王文, 彭湃, 王洪铎

  机械工程材料. 2019, 43(2): 63-68. https://doi.org/10.11973/jxgccl201902013

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  在不同焊接速度（23.5，47.5，75.0 mm·min^-1）下采用搅拌摩擦焊技术对AZ31镁合金和6061铝合金进行对接焊，研究了焊接速度对接头显微组织和力学性能的影响。结果表明：不同速度焊接后，接头焊核区存在条带状组织，焊核区晶粒发生细化；在前进侧焊核区/热机影响区界面处生成了少量金属间化合物Al₃Mg₂和Al₁₂Mg₁₇；随着焊接速度的降低，各区域的晶粒尺寸有所增大，材料混合均匀程度有所增强；随着焊接速度的增大，后退侧不同区域的硬度均先降后增，前进侧的硬度整体呈增大趋势，接头的抗拉强度和屈服强度均有所下降；拉伸断裂均发生在接头前进侧焊核区/热机影响区界面处，断裂模式均为脆性断裂。
物理模拟与数值模拟
• Select
  基于DEFORM-3D软件模拟7075铝合金切削力及其断裂准则的选择

  王成, 朱杨杨, 倪红军, 沈伟平, 朱昱

  机械工程材料. 2019, 43(2): 69-72,77. https://doi.org/10.11973/jxgccl201902014

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  建立了7075铝合金有限元切削模型，利用DEFORM-3D软件基于默认断裂准则模拟了在切削过程中切削力的变化，并进行了试验验证；采用此切削模型，分别在Freudenthal、Cockcroft-Latham、Normalized和Ayada断裂准则下进行了切削力模拟，分析了不同断裂准则的适用性。结果表明：在默认断裂准则下模拟得到的平均切削力与测试值的相对误差在10%以内，验证了有限元切削模型的准确性；采用Freudenthal断裂准则模拟得到的平均切削力与测试值的相对误差较大，而Cockcroft-Latham、Normalized和Ayada断裂准则模拟得到的相对误差均在9%以内；Ayada断裂准则最适合用于模拟7075铝合金的切削过程，其次为Cockcroft-Latham和Normalized断裂准则。
失效分析
• Select
  末级过热器U型管与不锈钢吊挂板连接角焊缝的泄漏原因

  孙旭

  机械工程材料. 2019, 43(2): 73-77. https://doi.org/10.11973/jxgccl201902015

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  某电厂末级过热器12Cr1MoVG铁素体钢U型管与1Cr20Ni14Si2奥氏体钢吊挂板连接角焊缝在长时间运行条件下发生泄漏。通过宏观观察、成分分析、显微组织观察和硬度测试等方法对该角焊缝泄漏原因进行了分析。结果表明：U型管与吊挂板连接角焊缝边缘存在未焊全缺陷，焊缝内存在夹渣缺陷，在这些缺陷位置处应力集中现象明显；同时U型管侧熔合线位置存在碳迁移现象，导致硬度增大、塑性下降，在应力集中作用下，熔合线位置萌生裂纹并不断扩展，最终造成角焊缝的开裂失效。
• Select
  压气机整流叶片开裂的原因

  刘丽玉, 李佳佳, 姜涛, 贺进, 陶春虎

  机械工程材料. 2019, 43(2): 78-81. https://doi.org/10.11973/jxgccl201902016

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  某型发动机在厂内试车20 h后，其压气机整流叶片在叶身中部出现纵向裂纹。对开裂叶片进行外观检查、显微组织和断口形貌观察、硬度测试，研究了在发动机工作转速下叶片的振动情况，分析了裂纹成因。结果表明：整流叶片的开裂性质为高周疲劳开裂，裂纹是由于在发动机工作转速范围内存在由后排转子激起的旋弯共振而形成的；采取将叶片整体加厚的调频方案，将后排转子叶片激起旋弯共振的转速调至发动机最高转速以上，可以防止压气机整流叶片裂纹的产生。
• Select
  某高频直缝电阻焊管的泄漏原因

  罗立辉, 李丽锋, 李超, 武刚, 胥聪敏

  机械工程材料. 2019, 43(2): 82-86. https://doi.org/10.11973/jxgccl201902017

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  某高频直缝电阻焊管发生天然气泄漏事故。通过宏观检验、无损检测、化学成分分析、力学性能测试、金相分析、扫描电镜及能谱分析等方法，研究了该焊管的泄漏原因。结果表明：焊接工艺不当导致此焊管焊缝中存在未熔合缺陷，且在焊管制造过程中因存在漏检问题而未被发现；未熔合缺陷在服役过程中发展形成泄漏孔，最终导致泄漏。