材料开发与应用

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本刊定位于“成为船舶及海洋工程材料技术交流平台，加强材料界学术交流，促进船舶行业和海洋工程领域技术创新和产业发展”。主要刊载各类金属材料、高分子聚合物材料、无机非金属材料、复合材料以及腐蚀与防护、失效分析、测试评价等技术相关的高水平论文。

主编：廖志谦

执行主编：马玉璞

副主编：全识俊

主管：中国船舶集团有限公司

主办：洛阳船舶材料研究所; 中国造船工程学会船舶材料学术委员会

编辑出版：《材料开发与应用》杂志社

ISSN 1003-1545

CN 41-1149/TB

2009年第24卷第5期

栏目

材料研究
综述

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材料研究

10CrNi5Mo船体高强韧特厚钢板的研究

罗志俊, 沈俊昶, 苏航, 丁跃华

2009, 24(5): 1-6. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.05.001

[摘要](9) [PDF 1412KB](0)

摘要:
研究开发了120 mm高强韧特厚钢板,通过力学性能分析和断口形貌、组织观察对工业试制钢板的综合性能进行了研究。结果表明,采用NiCrMo合金系成分设计,工业试制的10CrNi5Mo特厚钢板获得了良好的综合性能,显示出了高的上平台冲击功和良好的低温韧性。

退火热处理对TA15钛合金组织性能的影响

吕逸帆, 孟祥军, 李士凯, 余巍

2009, 24(5): 7-11. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.05.002

[摘要](6) [PDF 594KB](0)

摘要:
研究了不同的退火热处理制度对TA15钛合金显微组织、室温拉伸性能、高温拉伸性能、室温冲击韧性及硬度的影响。结果表明:在相变点以上温度退火,合金具有较高的室温、高温强度,但室温塑性、高温塑性、室温冲击韧性较低;在相变点以下温度退火,合金的室温、高温断裂强度在860℃退火时出现峰值,而室温塑性、高温断面收缩率和室温冲击韧性则随着退火温度的升高而提高;同单重退火相比,双重退火、三重退火对提高合金性能的作用不大。

800MPa级低合金高强度钢的循环软硬化特性

张亚军, 魏建勋

2009, 24(5): 12-16. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.05.003

[摘要](6) [PDF 735KB](0)

摘要:
在不同应变级别控制下,研究了800MPa级低合金高强度钢10CrNi5MoV轴向加载低周循环软硬化特性,研究结果表明:应变加载级别不同,材料表现出不同的循环软硬化特性,当应变幅在0.4%~1.0%范围变化时,材料表现出循环软化的特性,且应变幅越大,循环软化速率越高;当应变幅在0.30%~0.40%范围变化时,材料表现出先硬化,再趋于循环饱和,再轻微循环软化直至断裂的特性。采用透射电镜观察了不同应变级别下试样断口的位错形态,用位错理论解释了产生上述现象的原因。

深冷处理对3Cr13组织和力学性能的影响

赵国华, 魏建勋

2009, 24(5): 17-20. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.05.004

[摘要](9) [PDF 512KB](0)

摘要:
对经不同深冷处理后的3Cr13钢进行了显微组织观察和力学性能检测。试验结果表明,深冷处理可以不同程度地提高3Cr13钢的硬度;淬火后进行深冷处理+180℃×8h回火处理后没有改善3Cr13钢的冲击韧性;深冷处理可明显提高3Cr13钢耐磨性,其中深冷处理6h后耐磨性提高最为显著,其磨损失重下降了40%。

双相不锈钢00Cr25Ni7Mo4N敏化过程中的脆化机理研究

张娟娟, 宁天信, 王嘉敏, 范芳雄

2009, 24(5): 21-24. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.05.005

[摘要](8) [PDF 745KB](1)

摘要:
研究了双相不锈钢00Cr25Ni7Mo4N在晶间腐蚀试验中发生的脆断现象,采用金相法、扫描电镜和透射电镜对材料的脆断机理进行了分析。研究发现双相不锈钢00Cr25Ni7Mo4N在敏化时有R相、Fe₃Cr₃Mo₂Si₂相等脆性相析出,导致材料脆化,冲击韧性下降。最后,给出了双相不锈钢00Cr25Ni7Mo4N热加工后的使用要求。

室温大气环境下过时效状态3J21合金拉伸性能

金晓鸥, 金晓男, 何世禹

2009, 24(5): 25-28,48. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.05.006

[摘要](4) [PDF 768KB](0)

摘要:
在万能拉伸试验机上对室温大气环境下过时效态3J21合金的拉伸性能进行研究,并采用金相显微镜对过时效态金相组织及物相进行分析,采用TEM对固溶态、过时效态试样及拉伸断口附近形变的显微组织进行分析,采用扫描电镜(SEM)对拉伸断口进行观察。结果表明室温大气环境下,过时效态3J21合金的抗拉强度和屈服强度较低,延伸率较大;过时效态合金的拉伸断口为韧窝断口,断口上滑移线之间的距离较大。文中对室温大气环境下过时效态对3J21合金拉伸性能的影响进行了讨论。

5083铝合金的双枪双面TIG焊工艺和接头性能研究

郭小辉, 刘志颖, 何刚, 王乃友, 唐磊

2009, 24(5): 29-31. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.05.007

[摘要](9) [PDF 360KB](0)

摘要:
针对国内石油和化工等行业铝合金空分设备中中厚板铝合金的TIG焊接工艺,研究了10 mm厚5083板对接双枪双面TIG焊工艺,浅析了该工艺的焊接特点,并选择确定了中厚板铝合金的双枪双面TIG焊的规范参数。试验表明,双枪焊焊缝外观和内部质量优良,接头性能良好。

阳极极化曲线在CuSn合金接触线电解抛光中的应用

徐玉松, 支海军, 李国一, 陆敏松

2009, 24(5): 32-35. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.05.008

[摘要](8) [PDF 636KB](0)

摘要:
本文以电解抛光原理为依据,以阳极极化曲线为参考,对高速电气化铁路用CuSn合金接触线的电解抛光工艺参数进行了研究。同时,通过对以往电解抛光装置的改进最终确定了CuSn合金接触线电解抛光的最佳工艺参数。研究结果表明,在室温条件下,采用1.5~1.9V的抛光电压,10~15min的抛光时间,可以有效地消除CuSn合金接触线试样表面的划痕,不产生表面变形层,显示的组织形貌更清晰。

玄武岩纤维增强酚醛树脂复合材料烧蚀性能研究

李想, 程广宜

2009, 24(5): 36-39. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.05.009

[摘要](11) [PDF 568KB](0)

摘要:
本文选择了氨酚醛树脂以及硼酚醛树脂为基体材料,玄武岩纤维为增强材料,制备了三种耐烧蚀复合材料。对材料进行了力学性能以及耐烧蚀性能试验,发现玄武岩纤维增强高分子量硼酚醛树脂复合材料力学性能以及耐烧蚀性能最优。通过对烧蚀后材料的表面形貌SEM分析以及表面粘附物能谱分析,简要阐述了酚醛树脂树脂基烧蚀复合材料的烧蚀机理。

镍在WC合成中加速效应的机理

巴爱叶, 孙丹

2009, 24(5): 40-43. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.05.010

[摘要](2) [PDF 620KB](0)

摘要:
本文以钨-碳体系为研究出发点,高能球磨钨、活性炭和镍的混合粉末,应用XRD、SEM、化学分析等手段,对反应产物进行分析。结果发现当镍含量为5%,球料比为50:1(体积比)时,球磨50h即可合成WC,或者当镍含量为5%,球料比为30:1(体积比)时,球磨100h也可合成WC,而没有镍参与的情况下,当球料比为30:1(体积比),球磨50h后,仍有大量未反应的钨和碳存在,这说明在机械合金化合成WC的过程中,镍能有效的缩短反应时间,提高反应速率,原因是在镍的周围形成了以镍为中心的微聚团,增大了钨和碳的接触几率和接触面积,缩短了扩散距离,从而缩短了反应时间。

凹凸棒复合滤料对亚甲基蓝的吸附研究

沈涛, 王郑, 缪伟, 周祺, 陈明明, 王琪, 陈泽恩

2009, 24(5): 44-48. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.05.011

[摘要](1) [PDF 424KB](0)

摘要:
以凹凸棒土为主要原料合成凹凸棒复合滤料,并对其对亚甲基蓝的静态吸附性能进行研究。实验研究了吸附时间、吸附剂投加量、初始浓度、pH值及温度对凹凸棒复合滤料对亚甲基兰吸附效果的影响,并对吸附结束后的凹凸棒复合滤料进行再生实验。结果表明,凹凸棒复合滤料吸附亚甲基蓝在1.5 h可达平衡。在温度为30℃条件下,吸附剂对20 mg/L亚甲基兰溶液吸附率可达99.36%。吸附等温线可用Langmuir方程描述,吸附速率方程符合准二级动力学方程。凹凸棒复合滤料通过再生后可以反复使用。

耐热级ABS树脂的研制

李东海, 李勇

2009, 24(5): 49-51. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.05.012

[摘要](1) [PDF 306KB](0)

摘要:
研究了不同耐热剂对ABS耐热性作用效果的差异,实验表明:N-苯基马来酰亚胺(NPMI)耐热改性剂共聚物(NPISA)对提高ABS耐热性效率较高。当采用ABS粉30份,N-苯基马来酰亚胺(NPMI)耐热改性剂共聚物(NPISA)10~50份,SAN粉20~60份,能得到热变形温度在95℃~105℃之间的不同等级的耐热ABS树脂材料。

钕掺杂Ti/TiO₂电极的制备并用于油田废水的降解实验研究

吴松, 张翼, 于婷, 程国营

2009, 24(5): 52-56. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.05.013

[摘要](4) [PDF 438KB](0)

摘要:
以Ti(OBu)₄、二乙醇胺、C₂H₅OH、Nd(NO₃)₃为前驱体,制备稀土(Nd)掺杂TiO₂溶胶,以钛电极为基体,用溶胶-凝胶法制备稀土(Nd)掺杂TiO₂电极,优化了制备改性TiO₂电极的稀土掺杂量、热处理温度及热处理时间。以油田废水为目标有机物,借助于COD去除情况分析电极的电催化氧化能力;分析了电极结构与电催化特性之间的关系。采用SEM、EDX和XRD分析了制备电极的表面形貌、元素组成、晶体结构。掺杂Nd后电极的表面凹凸感变小,表面更为平滑、致密,几乎没有裂缝,这种均匀一致的高密度小碎片结构可能具有较大的表面粗糙度和比表面积,有利于催化反应。TiO₂电极的晶体结构主要为锐钛矿型。稀土的掺入使得晶相所对应的衍射峰强度变弱且峰形宽化,这说明适量Nd的掺杂使涂层表面TiO₂晶粒细化了。结果表明,掺杂Nd元素的电极,掺杂比(质量比)为Ti:Nd=100:1、热处理温度为540℃、热处理时间为60 min时电极催化性能最好,此电极对目标有机物CODCr去除率达到81.6%,而不掺杂稀土元素的Ti/TiO₂电极为阳极时COD-Cr去除率在同样时间内仅为67.7%,说明稀土的掺杂有利于电极催化性能的提高。

J422焊条再引弧性能的研究

刘宁生, 龙昌茂, 叶克力, 张婉云, 龙小林, 蒋成刚

2009, 24(5): 57-60. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.05.014

[摘要](12) [PDF 315KB](0)

摘要:
本文对J422焊条再引弧性能的影响因素及其机理进行了研究。试验研究结果表明,焊条的再引弧性能,主要取决于其药皮中活性TiO₂的含量,并受大理石(CaCO₃)的制约。而焊条再引弧的导电原因,则是焊条药皮套筒内熔渣中存在亚稳定的中间产物TiO及其放出的自由电子。

基于运动控制卡的平面弧焊机器人控制系统的设计

黄政艳, 戴建树

2009, 24(5): 61-65. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.05.015

[摘要](2) [PDF 418KB](0)

摘要:
介绍了一种平面型弧焊机器人的运动控制系统硬件、软件结构。控制系统由IPC、ADT850运动控制卡组成;操作系统采用Windows系统,采用Visual Basic 6.0开发软件。实际运行表明,该系统具有控制功能强、控制精度高、操作简便等优点,机器人运行平稳,焊接质量满足生产工艺的要求。

综述

Ti-1023合金的研究现状

王美姣, 孟祥军, 廖志谦, 李士凯

2009, 24(5): 66-69. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.05.016

[摘要](4) [PDF 411KB](0)

摘要:
Ti-1023合金是一种为适应损伤容限性设计原则而生产的高结构效益、高可靠性和低制造成本的锻造钛合金。本文主要介绍了Ti-1023合金组织性能、工艺性能及应用现状。

船用钛合金表面改性技术研究进展

张毅斌

2009, 24(5): 70-74. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.05.017

[摘要](4) [PDF 424KB](0)

摘要:
钛合金具有密度低、比强度高、抗腐蚀能力强和中温性能稳定等优点在舰船行业中被广泛应用。但钛合金的低硬度和低耐磨性能以及抗高温氧化性能差使它的应用受到了限制。通过表面改性的方法进一步提高钛合金表面的相应性能成为研究的热点。本文介绍了船用钛合金在提高耐磨性能和抗氧化性能的表面改性技术的研究现状和发展趋势。

表面裂纹长度的测量方法

张利娟, 张亚军, 高灵清

2009, 24(5): 75-79. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.05.018

[摘要](8) [PDF 411KB](0)

摘要:
表面裂纹长度的精确测量是准确获得表面裂纹扩展速率进而对材料或构件进行剩余寿命评估的基础和关键技术问题。本文将表面裂纹长度的测量方法归类为直读法、柔度法、电位法、探伤法和光学法,并对每种方法进行了介绍,比较其优缺点及适用范围,以便在实际工作中选择应用。

制备超疏水表面的研究进展

张弦, 林松柏, 李云龙, 柯爱茹, 黄铂扬

2009, 24(5): 80-85. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.05.019

[摘要](5) [PDF 614KB](0)

摘要:
综述了国内外近年来制备超疏水表面的方法,重点介绍3种简易制备粗糙表面的技术(相分离技术、模板技术、溶胶-凝胶法),探讨了3种制备方法中不同种类的优缺点及发展方向,最后展望了超疏水表面的应用,提出了未来超疏水表面制备所面临的问题。

热轧TRIP钢的加工工艺与残余奥氏体形成的关系

唐代明

2009, 24(5): 86-89. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.05.020

[摘要](14) [PDF 321KB](0)

摘要:
低合金TRIP钢的显微组织中残余奥氏体使其具有优良的强度和延性组合。分别介绍了热轧TRIP钢在奥氏体再结晶区、未再结晶区以及临界区变形对残余奥氏体形成的影响。分析了输送台上的冷却和卷取温度对残余奥氏体形成的影响。对低合金TRIP钢残余奥氏体的形成等物理冶金学的研究可以促进该类合金的开发和推广应用。

立方氮化硼薄膜的制备工艺

王钧石

2009, 24(5): 90-93. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.05.021

[摘要](3) [PDF 358KB](0)

摘要:
介绍了几种立方氮化硼(C-BN)薄膜的制备工艺,并对薄膜中立方氮化硼相形成的影响因素进行了讨论。

聚四氟乙烯表面滴状冷凝传热的理论模型与计算

王冰, 虞斌

2009, 24(5): 94-96. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2009.05.022

[摘要](4) [PDF 262KB](0)

摘要:
对滴状冷凝传热机理进行了简述,建立了聚四氟乙烯冷凝壁面的滴状冷凝传热模型,用该模型进行的理论计算显示,脱落直径的大小和过冷度的不同对冷凝表面的热通量有一定的影响。

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