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

2010年第25卷第5期

栏目

材料研究
综述

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材料研究

螺旋桨用铜合金ZCuAl8Mn14Fe3Ni2的疲劳裂纹扩展特性

张亚军, 李永军, 梁健, 张欣耀, 查小琴, 张利娟

2010, 25(5): 1-3,8. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2010.05.001

[摘要](5) [PDF 356KB](0)

摘要:
采用标准紧凑拉伸CT试样及改进型CT试样,研究了螺旋桨用铜合金ZCuAl8Mn14Fe3Ni2在空气、自来水及3.5%氯化钠水溶液中的疲劳裂纹扩展特性。结果显示:在自来水中,试验材料的疲劳裂纹扩展速率与在空气中的差别不大,表明自来水对试验材料的腐蚀作用不明显;当应力强度因子范围ΔK在(17~32)MPa.m^1/2之间变化时,在3.5%氯化钠水溶液中,试验材料的疲劳裂纹扩展速率明显比在空气中时快,表明试验材料同时受到了腐蚀作用,但当应力强度因子范围ΔK大于32MPa.m^1/2时,这种腐蚀作用却随着ΔK的增加在逐渐弱化。研究结果为试验材料的工程应用提供了依据。

K4104镍基高温合金Al-Si涂层高温氧化过程中的元素扩散分析

杨世伟, 施月杰, 张天宇, 王一寒

2010, 25(5): 4-8. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2010.05.002

[摘要](10) [PDF 785KB](0)

摘要:
采用无机盐料浆法在K4104镍基高温合金表面制备Al-Si涂层。依据GB/T13303-91《钢的抗氧化性能测定方法》标准,采用静态增重法对有涂层试样和无涂层试样进行了1000℃×200h抗高温氧化性能试验,并绘制了氧化动力学曲线。用带能谱扫描电镜对氧化膜的表面形貌和截面组织进行分析,研究有无涂层试样在高温氧化过程中的元素扩散。结果表明:Al-Si涂层和基体合金之间在高温氧化过程中的互扩散形成了厚度为120~140um的渗层。随着氧化时间的延长,外层铝含量逐渐降低,但仍能保持稳定的β-NiAl相。Si在扩散作用下形成内高外低的分布形式,形成的Cr₃Si和富Si的M₆C相有利于阻止涂层和基体元素之间的互扩散,降低化合物层的形成速度,体现了Al-Si涂层良好的抗高温氧化能力。

5083铝合金板材折角加工的研究

张钧, 张毅斌

2010, 25(5): 9-11. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2010.05.003

[摘要](6) [PDF 253KB](0)

摘要:
研究了5083高强度铝合金板材折角加工性能,通过工艺试验,确定出铝合金板材冷加工的最佳方案和工艺参数,以确保铝合金板材冷加工成型质量,满足结构设计和隐身设计的要求。

挤压态Mg-10Gd-3Y合金动态维氏硬度的研究

安林林, 杨素媛

2010, 25(5): 12-15. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2010.05.004

[摘要](7) [PDF 638KB](0)

摘要:
研究了挤压态Mg-10Gd-3Y合金的动态维氏硬度,分析了压痕周围的微观组织,并与静态维氏硬度值进行对比。结果表明:挤压态Mg-10Gd-3Y合金动态维氏硬度高于静态维氏硬度,表现出明显的应变率正效应,并且其动态维氏硬度随应变量的增加出现一个极大值,压痕周围出现孪晶组织,随应变量的增加孪晶数量减少。

船用Ti80合金直流阳极氧化研究

石绪忠, 王岳, 余向飞, 陈派明, 王艳秋, 林福文

2010, 25(5): 16-19. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2010.05.005

[摘要](1) [PDF 575KB](0)

摘要:
在酸性溶液中,采用直流阳极氧化方法、恒电流模式在Ti80合金表面生成氧化膜。研究了氧化过程中电压随时间的变化关系,并对氧化膜的相组成、成分、微观形貌和厚度、绝缘性等性能进行了考核。结果表明,经过阳极氧化后,Ti80合金具有了足够厚且均匀连续的氧化膜,绝缘电阻有了很大的提高。

新型高合金齿轮渗碳钢渗层淬透性研究

高金柱, 王爱香, 顾敏, 许鸿翔

2010, 25(5): 20-22,26. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2010.05.006

[摘要](5) [PDF 324KB](0)

摘要:
本文利用端淬试验法和剥层试验法研究了新型高合金钢17CrN iMo6的渗层淬透性,旨在找出参考含碳量的影响因素,绘制出了17CrN iMo6钢的渗碳层的淬透性曲线和参考含碳量曲线,以及不同J距离处的硬度延层深的变化曲线,结果表明,渗碳齿轮淬火后从表面到有效硬化层深度界限硬度550HV相对应的含碳量不是一个固定值,随着合金成分、淬火冷却状况及工件尺寸大小而变化。

热变形参数对16Mn2VB非调质钢力学性能的影响

何磊

2010, 25(5): 23-26. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2010.05.007

[摘要](2) [PDF 412KB](0)

摘要:
研究了热变形参数对16Mn2VB非调质钢力学性能的影响。结果发现, 热变形后冷却方式的变化对16Mn2VB非调质钢硬度的影响最大, 其次是变形速率, 再次是变形温度。在1050℃和1100℃热成形后, 抗拉强度随冷却速度的增加而增加。在1200℃热成形时, 随冷却速度的增加, 抗拉强度先下降后升高。

高韧性低温钢焊条HH-W707的研制

陈娟娟, 陆亚珍, 廖永山, 顾晓阳

2010, 25(5): 27-29. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2010.05.008

[摘要](6) [PDF 409KB](0)

摘要:
06MnVAl是一种应用比较广泛的低温钢, 它的适用温度最低可达-70℃。本文针对在-70℃工作的06MnVAl低温钢进行匹配低温焊条设计。参考国内外在低温钢焊接材料方面的研究情况, 根据焊缝金属的强度、韧性、塑性和可焊性, 选定了Mn-Ni合金系统, 研制出HH-W707低温钢焊条, 该焊条具有良好的工艺性能, 能满足06MnVAl钢在低温工作中的韧性要求。

基于原位纳米力学测试系统的单晶硅微观机械性能实验

王乾

2010, 25(5): 30-33. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2010.05.009

[摘要](6) [PDF 490KB](0)

摘要:
在纳米硬度计上对单晶硅进行了微压痕测试实验,以对单晶硅的微观力学性能有所认识。微压痕测试表明:单晶硅的弹性模量在压入载荷小于2400μN的范围内随载荷变化而波动变化;而在压入载荷大于2400μN后保持相对的稳定值(约为214GPa);单晶硅的表面硬度在压入载荷小于1000μN的范围内随载荷变化而线性增大,而后突然降低并保持相对的稳定值(13.5GPa~15GPa);单晶硅在纳米压入过程中,材料的破坏形式为脆性破裂,并且随压入载荷的增大而在压痕边沿产生堆积,堆积程度亦逐渐增大。

新型配方除锈剂的研究与应用

王祥洪, 谢兵

2010, 25(5): 34-38. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2010.05.010

[摘要](4) [PDF 368KB](0)

摘要:
采用不同配方研制新型除锈剂,研究了对金属除锈效果的实验性能,并对各影响因素进行了分析。

喷砂处理对铝合金性能的影响

张海永, 林红吉, 孟宪林

2010, 25(5): 39-42. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2010.05.011

[摘要](4) [PDF 497KB](0)

摘要:
表面处理对改善铝合金的物理与力学性能起着至关重要的作用,表面处理方式的选择会对铝合金的性能产生重要的影响。本文借助POLYVAR金相显微镜、JSM-5600型电子显微镜、X射线衍射分析仪等先进测试手段对铝合金试样喷砂处理前后的表面粗糙度、表面微观形貌、表面残余应力及其分布进行了研究,结果表明,喷砂表面处理后,铝合金试样的表面粗糙度明显增加,表面分布的轧制裂纹基本消失,残余应力沿表面均匀分布。

水环境下剑麻纤维/玻璃纤维/聚丙烯复合材料的性能研究

刘婷, 陆绍荣, 王一靓, 张晨曦, 班建峰

2010, 25(5): 43-46,50. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2010.05.012

[摘要](5) [PDF 505KB](0)

摘要:
以聚丙烯树脂 (PP) 为基体, 剑麻纤维 (SF) 、玻璃纤维 (GF) 为增强材料。采用熔融共混、模压成型工艺制备PP/SF/GF复合材料。室温条件下, 将试样在水中浸泡不同时间, 分析其吸水率及性能的变化。结果表明, 复合材料的吸水率均随浸泡时间的延长和SF/GF含量的增加而逐渐增加, 其冲击强度和弯曲强度均随浸泡时间和SF/GF含量的增加呈下降趋势。同时, 复合材料的热稳定性、PP相的结晶速率及结晶度也有所降低。

WT-MV3100拍摄与测量软件在金相分析中的应用研究

李占坚

2010, 25(5): 47-50. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2010.05.013

[摘要](11) [PDF 514KB](0)

摘要:
采用WT-MV3100拍摄与测量软件在金相分析中测量某一组织所占比例,替代人工目测比较估计测定,迅速、准确地完成金相图像采集拍摄、图像数据获取、级别评定以及资料保存、打印等工作,大大提高了组织测定的准确性和效率。

超声波对凝固石蜡中微粒分布的影响研究

金焱, 毕学工, 李云飞

2010, 25(5): 51-54,59. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2010.05.014

[摘要](6) [PDF 608KB](0)

摘要:
研究了超声波的凝聚作用和空化作用,对石蜡中的微粒进行了超声处理实验,观察和分析超声处理后的石蜡中微粒的分布状况。实验主要探讨了石蜡中微粒的凝聚与超声处理时间和超声波功率之间的关系,观察对比不同功率和不同超声处理时间下石蜡中微粒的凝聚趋势,并对石蜡样本进行数码照相和金相显微分析,测出颗粒团块大小,以实验数据得出超声处理石蜡微粒凝团效果最好时所对应的超声波功率大小。

浅析40Cr钢制活塞的热处理工艺

吴元徽

2010, 25(5): 55-56. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2010.05.015

[摘要](8) [PDF 188KB](0)

摘要:
目前活塞多选用低碳渗碳钢、中碳渗碳钢或高碳钢制造, 通过失效分析研究, 认为在满足强度技术要求的情况下, 可选用40Cr材料整体淬火, 本文对这一工艺进行了详细的分析和探讨。

拓扑互锁复合材料在过水面防护中的试验研究

鲁立三, 杨勇, 郝伯谨, 毕生

2010, 25(5): 57-59. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2010.05.016

[摘要](5) [PDF 326KB](0)

摘要:
从拓扑互锁的理论出发, 设计了玻璃钢拓扑互锁复合材料。为了验证材料的抗冲刷及整体性能, 设计的冲刷试验, 在10m/s的流速作用下, 对其进行了抗冲试验, 试验结果表明, 设计的玻璃钢拓扑互锁复合材料在抗冲及整体连接方面具有较好的性能, 满足目前的抗冲要求, 该材料的优点是可以拆卸重组, 重复使用。

P（AM-co-AMPS）基凝胶的溶胀动力学研究

李云龙, 柯爱茹, 欧阳娜, 林松柏

2010, 25(5): 60-63,68. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2010.05.017

[摘要](4) [PDF 358KB](0)

摘要:
本文以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为有机单体、正硅酸乙酯(TEOS)为无机原料合成了P(AM-co-AMPS)基水凝胶,研究了凝胶的相转变温度,以及在相转变温度前后的溶胀性能和溶胀动力学。结果表明,P(AM-co-AMPS)凝胶在25℃水温下主要以大分子松弛为主的溶胀方式,而在0℃水温下为Fickian扩散方式,且具有一定的温敏性;P(AM-co-AMPS)/SiO2杂化凝胶在0℃和25℃均保持非Fickian扩散方式,且温敏性被掩盖。

基于组合薄膜制备技术的成分梯度薄膜(La_1-xCa_x)VO₃（0≤x≤1）的制备和热电性能研究

王群骄, 张毅斌

2010, 25(5): 64-68. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2010.05.018

[摘要](7) [PDF 492KB](1)

摘要:
采用“组合激光溅射制膜技术”,制备了高质量(La_1-xCa_x)VO₃(0≤x≤1)成分梯度薄膜。采用组合热电测量系统和组合XRD系统测量了(La_1-xCa_x)VO₃(0≤x≤1)成分梯度薄膜的热电性能和晶体结构。在0≤x≤1范围内,(La_1-xCa_x)VO₃形成了固溶体。800℃生长的LaVO₃薄膜具有最大的功率因数(α)值0.6μW/cm K²。V离子化学价对LaVO₃的热电性能影响很大,当它由+3向+2变化时,可能获得良好的热电性能。

45钢与40Cr钢焊接工艺研究

王晓贞, 田刚领, 郑志帅, 朱超峰

2010, 25(5): 69-71,77. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2010.05.019

[摘要](11) [PDF 368KB](0)

摘要:
本文着重介绍了45钢与40Cr钢的焊接特点, 焊接工艺的选择, 试验条件及所采用的焊接工艺, 并对试验结果进行了分析, 表明45钢与40Cr钢选择合理的焊接工艺和方法, 对焊后的接头性能相当于45钢退火状态下的机械性能, 能够用于公司的批量焊接生产。

熔体发泡法泡沫铝的加工特性

付自来

2010, 25(5): 72-77. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2010.05.020

[摘要](4) [PDF 833KB](0)

摘要:
由于熔体发泡法制造出的泡沫铝结构的特殊性,将锭坯加工成产品,特别是大规格泡沫铝产品的加工具有其特殊性。本文简述了泡沫铝的特点及组织结构特征,并对泡沫铝的加工性进行论述。根据生产实践经验介绍了泡沫铝的切割加工;整形加工;机械加工;连接加工以及以实现泡沫铝表面状态为目的的表面加工。

综述

选择性激光烧结用原材料研究进展

姜凯译, 郭艳玲, 刘祥

2010, 25(5): 78-81. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2010.05.021

[摘要](4) [PDF 435KB](0)

摘要:
文章阐述了当前快速原型技术中选择性激光烧结材料的国内外研究现状,包括金属材料、聚合物材料、陶瓷材料等。重点提出新型材料木塑复合材料的研究现状,指出基于木塑复合材料的低成本、可降解和可循环使用等优点,它将成为SLS未来发展的趋势。

低甲醛释放脲醛树脂基复合高分子材料研究进展

关琦, 刘杰, 伍凯飞, 郭小国, 李华玲

2010, 25(5): 82-84. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2010.05.022

[摘要](6) [PDF 281KB](0)

摘要:
本文阐述了低游离甲醛脲醛树脂基复合高分子材料的研究进展,分析了复合高分子材料产生游离甲醛的途径和解决方法,探讨了脲醛树脂对低游离甲醛复合材料的影响,最后阐述了采用脲醛树脂基复合高分子材料的改性来解决游离甲醛的释放量。

舰船用钛及钛合金经济性分析

潘罗坤

2010, 25(5): 85-88. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2010.05.023

[摘要](6) [PDF 336KB](0)

摘要:
阐述了钛及钛合金在国内外舰船上的应用、舰船设备的建造成本、使用寿命等,通过全寿命经济性分析的方法,探讨了钛及钛合金在舰船上应用的经济性,进而提出了在舰船上采用钛及钛合金不仅可以实现设备减重、全寿命服役,提高舰船性能,而且可以满足舰船建造最经济化的要求。

生态混凝土的研究进展

李萌, 陈宏书, 王结良

2010, 25(5): 89-94. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2010.05.024

[摘要](2) [PDF 517KB](0)

摘要:
生态混凝土是一种新型的建筑材料、环保材料。本文概述了生态混凝土的优点和不足,并对生态混凝土研究现状进行了讨论,综述了它在国内外的应用状况,展望其以后的发展趋势。

氢化锂薄膜的应用研究

雷洁红, 段浩, 邢丕峰, 唐永建

2010, 25(5): 95-97. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2010.05.025

[摘要](3) [PDF 278KB](0)

摘要:
阐述了氢化锂薄膜在惯性约束聚变中的应用背景,介绍了多层膜间隔层和惯性约束聚变中靶丸燃料的研究现状及存在的问题,展望了利用脉冲激光沉积技术制备氢化锂薄膜用作多层膜间隔层和靶丸燃料的发展方向。

一种提高薄膜厚度测量灵敏度的方法

胡秀丽, 游佰强, 于海涛

2010, 25(5): 98-101. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2010.05.026

[摘要](7) [PDF 300KB](0)

摘要:
针对薄膜材料厚度无损测试技术,提出一种三电极平行板电容传感器薄膜测厚方法。具体采用了三电极平行板电容器结构,该电容传感器含有三个相同的几何尺寸是毫米级的平板电极探头,电极之间的间距可变。依据电容原理和保角变换方法建立理论模型。通过Fortran语言编写算法,将得出的计算结果与传统方法进行比较。结果表明用此方法检测薄膜厚度变化,不仅继承了传统电容测厚技术具有的结构简单,操作快捷,便于控制,低功耗,低成本等优点,还大大提高了薄膜厚度检测的灵敏度。

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