2019年, 第43卷, 第6期　
刊出日期：2019-06-20

  

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  机械工程材料. 2019, 43(6): 0-0.

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综述
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  FeAl/Al₂O₃阻氚涂层表面Al₂O₃薄膜形成机制与低温制备技术的研究进展

  胡立, 张桂凯, 唐涛

  机械工程材料. 2019, 43(6): 1-7. https://doi.org/10.11973/jxgccl201906001

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  应用基体渗铝+选择性氧化法制备由FeAl合金过渡层及其表面Al₂O₃薄膜组成的FeAl/Al₂O₃阻氚涂层是当前防氚渗透技术的首选，Al₂O₃薄膜是决定FeAl/Al₂O₃阻氚涂层服役性能的关键。综述了FeAl合金及其涂层的表面氧化行为，包括铝的选择性氧化、氧化热力学和动力学行为以及氧化机制，介绍了基体元素对Al₂O₃薄膜形成和结构的影响以及阻氚涂层表面Al₂O₃薄膜低温制备技术的研究进展，展望了FeAl/Al₂O₃阻氚涂层的未来研究方向。
试验研究
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  粉末冶金FGH96镍基高温合金的蠕变-疲劳交互行为

  聂潇乾, 张成成, 王润梓, 张显程, 涂善东

  机械工程材料. 2019, 43(6): 8-11,17. https://doi.org/10.11973/jxgccl201906002

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  对国产粉末冶金FGH96镍基高温合金在650℃总应变控制下进行了无保载疲劳试验以及最大拉/压应变保载蠕变-疲劳试验，研究了其失效寿命及失效模式，并与铸造GH4169镍基高温合金的失效寿命进行了对比。结果表明：保载的引入降低了FGH96高温合金的失效寿命，与最大拉应变保载相比，最大压应变保载时产生的蠕变损伤更大，失效寿命更短；FGH96高温合金的疲劳失效寿命基本上高于GH4169高温合金的，但是较高应变幅下（大于1.4%）的蠕变-疲劳失效寿命低于GH4169高温合金的，在较低应变幅下（小于1.4%）则相反；FGH96高温合金的疲劳断口和蠕变-疲劳断口均呈现出表面或近表面多裂纹源失效特征。
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  2.25Cr1Mo0.25V钢的再热开裂应变判据

  周爽, 谈建平, 刘长军, 张皓羽, 陈进

  机械工程材料. 2019, 43(6): 12-17. https://doi.org/10.11973/jxgccl201906003

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  在不同参数下制备了2.25Cr1Mo0.25V钢焊接接头热影响区粗晶区（CGHAZ）的热模拟试样，通过与实焊接头CGHAZ硬度、晶粒度和组织的对比，确定最佳热模拟参数；采用该参数得到模拟CGHAZ试样，研究了其在675℃下的应力松弛行为，分析了再热开裂过程并得到再热开裂应变判据。结果表明：最佳热模拟参数为热输入30 kJ·cm^-1、预热温度200℃、加热速率1 000℃·s^-1、峰值温度1 320℃、峰值温度停留时间1 s，所得CGHAZ试样的组织为板条贝氏体，晶粒度级别为4.5级；CGHAZ试样在不同初始应力下的应力松弛行为相似，其临界失效蠕变应变均在0.31%左右；该临界失效蠕变应变可视为再热开裂应变判据，也可作为表征CGHAZ再热裂纹敏感程度的蠕变应变分界点，用于评价该钢的焊后热处理工艺。
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  含不同循环变形历史P92钢的高温拉伸性能

  张威, 王小威, 巩建鸣, 李想, 张天宇

  机械工程材料. 2019, 43(6): 18-22. https://doi.org/10.11973/jxgccl201906004

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  在650℃下对P92钢进行不同周次循环加载试验，再在650℃下进行拉伸试验，研究了循环变形对其显微组织和高温拉伸性能的影响。结果表明：未循环变形P92钢的显微组织由细小板条马氏体组成，马氏体内存在亚晶粒和位错，晶界析出M₂₃C₆碳化物，循环变形后钢中板条马氏体发生明显回复，亚晶粒长大、位错向胞状结构转变；与未循环变形相比，循环变形后P92钢的高温拉伸性能明显降低，且抗拉强度和屈服强度随循环周次的增加而降低；循环变形对P92钢的拉伸断裂机制没有产生明显影响，拉伸断口均存在明显韧窝，拉伸断裂机制均为韧性断裂。
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  T91钢瞬时液相扩散焊热影响区的组织及力学性能

  闫瑞峰, 陈思杰, 丁光柱, 王旗涛

  机械工程材料. 2019, 43(6): 23-27. https://doi.org/10.11973/jxgccl201906005

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  模拟瞬时液相扩散焊三温工艺对T91钢进行焊接，并进行了780℃×2 h回火处理，研究了热影响区的组织和力学性能以及回火处理对热影响区力学性能的影响。结果表明：热影响区可分为距焊缝0~7.5 mm处的过热粗大板条马氏体区、距焊缝7.5~22.5 mm处的细小板条马氏体区、距焊缝22.5~37.5 mm处的铁素体+马氏体区以及距焊缝37.5~42.5 mm处的回火马氏体区等4个区域；随着距焊缝距离的增大，热影响区的脆硬倾向降低，断裂机制由脆性断裂向韧性断裂转变；回火处理后热影响区的抗拉强度和硬度相比回火处理前的有所降低，但韧性提高。
材料性能及应用
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  高温时效对P92耐热钢持久性能的影响

  韩红光, 申俊杰, 解家兴

  机械工程材料. 2019, 43(6): 28-32. https://doi.org/10.11973/jxgccl201906006

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  将P92耐热钢在650℃分别时效600，1 200 h后，再在170 MPa，650℃下进行单轴拉伸蠕变试验，观察了时效和蠕变断裂后试验钢的显微组织，分析了其持久性能。结果表明：时效后试验钢中的板条马氏体发生粗化，组织中析出了Laves相，且时效时间越长，Laves相的数量越多、直径越大；蠕变断裂后，近断口组织中的板条马氏体均变为等轴状；时效后试验钢的蠕变断裂寿命缩短但蠕变断裂应变提高，持久性能下降；时效前后试验钢在蠕变过程中均发生了韧性断裂，时效后蠕变断口上的韧窝较小且较浅。
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  表面预置铬粉超声冲击和退火处理后半高速钢的显微组织和耐磨性能

  陆超, 梁昊, 张斌杰, 孙文伟, 张智慧, 周小猛, 毛向阳

  机械工程材料. 2019, 43(6): 33-37,42. https://doi.org/10.11973/jxgccl201906007

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  对表面预置铬粉的铸态半高速钢进行超声冲击处理，再进行450℃×2 h退火处理，研究了处理前后其表层的显微组织与高温（400℃）耐磨性能。结果表明：铸态试验钢的组织由索氏体和碳化物组成，经超声冲击+退火处理后，索氏体中的渗碳体片断裂、球化，表层组织细化。经超声冲击+退火处理后，试验钢的表面硬度提高，表层硬度呈梯度分布，强化层厚度达2.5 mm；高温耐磨性能提高，磨损率由铸态的0.997 mg·min^-1下降到0.640 mg·min^-1，摩擦因数由铸态的0.547下降到0.509，磨粒磨损程度减轻。
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  Li₂O掺杂对SiO₂-Al₂O₃-MgO系玻璃结构和力学性能的影响

  郑文彬, 陈汉生, 王焕平, 高任, 朱钦恭, 杨清华, 徐时清, 章向华

  机械工程材料. 2019, 43(6): 38-42. https://doi.org/10.11973/jxgccl201906008

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  采用传统熔体冷却法制备了Li₂O掺杂量（质量分数）为0~3.0%的SiO₂-Al₂O₃-MgO玻璃，探讨了Li₂O掺杂量对玻璃热稳定性、结构稳定性以及力学性能的影响。结果表明：掺杂Li₂O能有效降低玻璃的软化温度；随着Li₂O掺杂量的增加，玻璃的光学带隙先减小后增大，结构稳定性、热稳定性、力学性能先增强后减弱，当Li₂O掺杂量为1.0%时，玻璃的结构最稳定、弯曲和压缩性能最优。
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  搅拌摩擦焊接2195-T8铝锂合金接头的室温和低温拉伸性能

  严安, 房湛, 陈科, 董丰波, 郭立杰, 张澜庭, 单爱党

  机械工程材料. 2019, 43(6): 43-49. https://doi.org/10.11973/jxgccl201906009

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  在不同焊接速度（100~300 mm·min^-1）下对2 mm厚2195铝锂合金板进行搅拌摩擦焊接，研究了焊接速度对接头室温和低温（-183℃）拉伸性能的影响，以及从室温到低温接头与母材拉伸性能变化的差异。结果表明：不同焊接速度下接头的低温屈服强度和抗拉强度均高于室温的，当焊接速度为200 mm·min^-1时接头的室温和低温拉伸性能最好；从室温到低温，接头的抗拉强度和塑性增幅高于母材的，低温下接头拉伸性能的提高程度高于母材的；随着焊接速度的增大，拉伸断裂位置由焊核区近后退侧处转移到之字线处。
残余应力
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  超声振动辅助磨削GCr15轴承钢的表面残余应力

  栗育琴, 肖罡, 李涛

  机械工程材料. 2019, 43(6): 50-52. https://doi.org/10.11973/jxgccl201906010

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  对GCr15轴承钢进行了超声振动辅助磨削和未施加超声振动的普通磨削，测试了磨削表面的残余应力，研究了超声振动以及进给深度（5~30 μm）和砂轮线速度（2~12 m·s^-1）对表面残余应力的影响。结果表明：两种方式磨削后的表面均形成了残余压应力，且超声振动辅助磨削的表面残余压应力较大；随着进给深度的增大或砂轮线速度的减小，两种方式磨削加工后的表面残余压应力总体上均呈增大趋势；随着砂轮线速度的增大，施加超声振动前后表面残余压应力的差值减小，说明超声振动对表面残余压应力的提高作用减弱。
失效分析
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  推流器耦合架螺栓断裂的原因

  马小明, 张莹莹

  机械工程材料. 2019, 43(6): 53-57,81. https://doi.org/10.11973/jxgccl201906011

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  某推流器耦合架联接螺栓在运行过程中发生断裂；通过断口形貌观察、化学成分分析、硬度测试、显微组织分析、强度校核及有限元模拟分析了螺栓断裂的原因。结果表明：螺栓发生了疲劳断裂；在螺栓和螺母联接部位第一道螺纹根部的应力集中明显，在交变拉伸载荷作用下，该部位萌生裂纹并发生扩展，直到螺栓断裂；螺栓材料中镍和钼含量偏低、硬度偏高、组织中存在孔洞和夹杂物等缺陷、螺纹根部应力集中明显以及交变应力幅较大是导致螺栓疲劳断裂的主要因素。
专题报道(电子陶瓷)
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  p型CuO及其复合材料气体传感器的研究进展

  胡校兵, 解丽丽, 贺蒙, 朱志刚

  机械工程材料. 2019, 43(6): 58-63,71. https://doi.org/10.11973/jxgccl201906012

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  氧化铜（CuO）是一种典型的p型半导体金属氧化物，但纯CuO作为敏感材料具有一定的缺陷，因此需采用一系列改性方法以提高CuO的气体敏感性能。综述了近年来基于CuO及其复合材料的气体传感器的研究进展，并指出了CuO基气体传感器目前存在的问题以及未来的研究方向。
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  铁电材料细观畴变力学研究进展

  陈渝, 胡驰, 徐倩, 谢少雄, 许嘉赓, 龙涛, 王清远, 石维, 朱建国

  机械工程材料. 2019, 43(6): 64-71. https://doi.org/10.11973/jxgccl201906013

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  铁电材料最显著的显微组织特征是电畴结构，其自发极化矢量可以随外加电/力场转动（即畴变），从而使铁电材料具有独特的机电性能。从畴变理论出发，综述了畴变准则的研究进展，并介绍了畴壁动力学以及与畴变相关的断裂力学研究成果，旨在为铁电材料的细观力学研究提供参考。
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  压电材料在振动控制领域的研究进展与应用现状

  姚晓成, 赵程, 曾涛

  机械工程材料. 2019, 43(6): 72-76. https://doi.org/10.11973/jxgccl201906014

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  结合振动主动控制和被动控制原理，综述了应用于振动控制领域的单层压电陶瓷、多层叠堆压电陶瓷、压电纤维复合材料、0-3型压电复合材料等4种压电智能材料，重点介绍了其结构特点、制备工艺，以及在机械制造、航空航天和船舶航运等领域减振应用的研究进展，指出了压电材料的未来研究方向。
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  钡掺杂对Bi_1.5ZnNb_1.5O₇陶瓷结构和介电性能的影响

  张东, 丁士华

  机械工程材料. 2019, 43(6): 77-81. https://doi.org/10.11973/jxgccl201906015

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  采用固相烧结法制备了Bi_1.5-xBa_xZnNb_1.5O₇（x=0.05，0.10，0.15，0.20，物质的量比）陶瓷，研究了钡掺杂量x对陶瓷烧结性能、结构和介电性能的影响。结果表明：掺杂钡后陶瓷的烧结温度从1 050℃降至960℃，其物相均为单一焦绿石相，且其衍射峰随钡掺杂量的增加向小角度方向偏移；陶瓷的介电常数和介电损耗随钡掺杂量的增加而增大；不同频率下，不同钡掺杂量陶瓷在低温区域均出现介电弛豫现象；介电弛豫峰随钡掺杂量的增加逐渐宽化和平坦化，且向高温方向移动；随着钡掺杂量的增加，陶瓷的弛豫程度先减小后增大，弛豫激活能和温度系数先增大后减小。
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  Sr₂Nb₂O₇铁电陶瓷的高温电阻性能

  杨斯诺, 唐天德, 周琴, 赵程, 熊政伟

  机械工程材料. 2019, 43(6): 82-85. https://doi.org/10.11973/jxgccl201906016

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  采用固相合成法制备了Sr₂Nb₂O₇粉体并应用二步法织构烧结工艺制备得到Sr₂Nb₂O₇陶瓷，研究了陶瓷的显微组织、物相组成以及电阻率随温度及时间的变化。结果表明：陶瓷为纯相，组织为板状晶粒，晶粒沿着加压方向取向良好；陶瓷的高温电阻率随温度的升高而下降，在800℃保温125 h时，垂直试样（其面法线方向垂直于加压方向）的电阻未发生退化；在980℃和1 000℃下，垂直试样均发生了电阻退化行为，且分别在保温20，1 h后出现了击穿现象；在1 000℃下，平行试样（其面法线方向平行于加压方向）因晶界数量较多，其电阻率退化时间较长。