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

2012年第27卷第1期

栏目

材料研究
综述

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材料研究

785MPa级焊接接头消应力热处理后韧性研究

方大鹏, 张京海

2012, 27(1): 1-4,10. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.01.001

[摘要](6) [PDF 778KB](0)

摘要:
研究不同消应力热处理制度后785MPa级气保焊接头的韧性。试验结果表明,冷却速率是影响消应力热处理后焊接接头韧性的关键因素;组织分析表明,消应力热处理后焊缝中晶界偏聚主要是P偏聚,马氏体板条束间存在少量细小的逆转变奥氏体,对改善焊缝的冲击韧性有利。

奥氏体线解方程在1.4517铸造双相不锈钢中的应用调整

白景宇, 吴智信, 李镜银

2012, 27(1): 5-10. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.01.002

[摘要](8) [PDF 983KB](0)

摘要:
在1.4517(钢号GX2CrNiMoCuN25-6-3-3)双相不锈钢的铸造生产实践过程中,奥氏体线解方程的预测精度远远达不到实际需要。通过对实践经验的分析,对奥氏体线解方程部分元素的影响系数及常数项进行调整,并设计实验验证方程的预测精度和适用成分范围。调整后的方程具有较宽的成分适用范围,预测值与实测值偏差在5%以内。

高强度船体钢环形拘束焊接接头残余应力的分布

龙兴平, 吴松林

2012, 27(1): 11-14. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.01.003

[摘要](7) [PDF 564KB](0)

摘要:
本文采用数值模拟的方法,对船体结构的某一环形拘束焊缝进行焊接残余应力的模拟计算。同时采用压痕式应力测试仪,对实际船体结构进行测试,并与模拟结果相对比验证。结果表明,模拟结果与实测结果测得的焊接残余应力分布规律基本一致,环形拘束焊缝纵向残余应力大于横向残余应力,最大焊接残余应力位于靠近热影响区的直线段焊缝近表面处。

双相不锈钢2205-Q345R复合板焊接性能试验研究

王小华, 张超

2012, 27(1): 15-20. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.01.004

[摘要](5) [PDF 669KB](0)

摘要:
采用爆炸焊接方法制作双相不锈钢2205-Q345R复合板,需将复层2205进行拼焊,以满足不同尺寸要求,未复合区需进行补焊。根据双相不锈钢2205-Q345R复合板的焊接性,对双相不锈钢2205拼焊和2205-Q345R复合板未复合区补焊工艺进行了试验研究,结果表明:焊接接头各项性能均能满足相关指标要求。

不锈钢埋弧焊烧结焊剂研制

王效莲, 马明亮, 王青云

2012, 27(1): 21-24. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.01.005

[摘要](4) [PDF 355KB](2)

摘要:
研制了一种不锈钢埋弧焊烧结焊剂,采用CaF₂-Al₂O₃-CaSiO₃焊剂渣系,碱度B_ⅡW为1.7-2.3。研发焊剂与H00Cr21Ni10焊丝匹配,焊接工艺性能良好,施焊过程电弧稳定,脱渣性能良好,焊缝成形美观。研发焊剂冶金性能良好,焊缝合金元素烧损少,杂质元素渗入少,具有良好的力学性能和耐晶间腐蚀性能。

高强度焊条熔敷金属合金系研究

张京海, 方大鹏

2012, 27(1): 25-28. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.01.006

[摘要](5) [PDF 728KB](0)

摘要:
对MnNiCrMo和7%NiMo合金系的高强度焊条熔敷金属进行了试验研究。结果显示,MnNiCrMo系可在0.05%-0.07%碳含量条件下获得屈服强度大于900MPa的高强度焊缝金属,A_kv-50℃40-60J,焊缝屈强比0.93-0.98,强度稳定;7%NiMo合金系可在≤0.05%碳含量条件下获得屈服强度大于900MPa的高强度焊缝金属,A_kv-50℃50-80J,焊缝屈强比0.92-0.94,焊缝金属塑性较差。从焊缝金属组织类型、残余奥氏体含量等角度分析了其原因,为高焊条熔敷金属合金系的优化选择提供了必要的基础。

NiTi60合金耐磨材料显微组织及硬度的研究

薛飒, 曹继敏, 杨华斌, 牛中杰, 林海峰

2012, 27(1): 29-31. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.01.007

[摘要](5) [PDF 722KB](0)

摘要:
通过光学金相和显微硬度试验的分析方法,研究了热处理对NiTi60耐磨材料性能的影响。实验表明,NiTi60耐磨材料经过不同的热处理工艺后材料的硬度变化明显,在800℃×30min/WQ+300℃×15min/WQ热处理工艺制度下其硬度值最高;800℃固溶处理后,随着时效温度的升高,鱼骨状晶逐渐消失,线状晶逐渐增多,但黑色颗粒状晶逐渐减少,基体不再得到强化,材料显微硬度明显降低。

界面形貌对热障涂层残余应力分布的影响

胡涛涛, 胡兵兵, 苗壮, 田弋纬, 王朋伟, 许飞

2012, 27(1): 32-35. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.01.008

[摘要](5) [PDF 726KB](0)

摘要:
用ABAQUS有限元软件建立了热障涂层模型,计算得出,在热载荷作用下,界面形貌对热障涂层材料残余应力分布影响很大,σ₂₂主要集中在热生长氧化层和过渡层波峰处,随着热生长氧化层变厚、波长变小、振幅变大,σ₂₂变大,且最大值产生在热生长氧化层/过渡层界面的波峰处。

焊接热输入对06CuNiCrMoNb钢HAZ组织与性能的影响

周红兵

2012, 27(1): 36-39. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.01.009

[摘要](2) [PDF 684KB](0)

摘要:
研究了热输入对06CuNiCrMoNb钢焊接热影响区不同部位组织和性能的影响,重点分析了粗晶区的韧性与组织之间的关系。结果表明,模拟焊接热影响区没有出现“软化”现象,但是当线能量大于30kJ/cm情况下,粗晶区低温韧性迅速下降。对粗晶区的分析显示,线能量17kJ/cm条件下贝氏体铁素体呈细小板条状,在板条间存在着残余奥氏体薄膜,随线能量的增大,块状的铁素体数量增多,并且出现不规则片状M+A组元。

海洋环境下低合金钢腐蚀行为研究

谷美邦

2012, 27(1): 40-42. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.01.010

[摘要](2) [PDF 281KB](0)

摘要:
利用电化学手段和激光拉曼光谱研究了低合金钢在海洋环境中腐蚀行为及产物。结果表明,低合金钢在海水环境中自然暴露0.5个月,其腐蚀状态进入相对稳定的阶段,供氧情况的差异致使低合金钢锈层分为内、外两层,试验用低合金钢短期腐蚀速率可用方程V=0.3227t^-0.2489拟合。

咪唑啉型复配缓蚀剂对20钢在高含CO₂油田污水中缓蚀行为影响的研究

杨新勇, 王国瑞

2012, 27(1): 43-46. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.01.011

[摘要](5) [PDF 251KB](0)

摘要:
利用缓蚀剂成膜试验和失重试验研究了咪唑啉型复配缓蚀剂对20钢在高含CO₂油田污水中的缓蚀行为。成膜试验结果表明,咪唑啉型缓蚀剂与TXP-10、乌洛托品、异丙醇复配后,大大提高了成膜的完整性。70℃和90℃时,咪唑啉酰胺和松香咪唑啉季铵盐缓蚀剂复配后,有利于提高缓蚀效率;120℃时,咪唑啉酰胺缓蚀剂分子分解,而松香咪唑啉季铵盐继续保持良好的缓蚀效率;3种温度条件下,TXP-10、乌洛托品和异丙醇作为复配成分,保持着稳定的缓蚀效率;松香咪唑啉季铵盐与复配成分协同作用后,可有效降低金属腐蚀穿孔的危险性。

Al₂O₃-13%（w）TiO₂涂层等离子喷涂粒子状态的研究

武创, 郗雨林, 王国阳

2012, 27(1): 47-50. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.01.012

[摘要](3) [PDF 232KB](0)

摘要:
喷涂过程中的粒子温度与速度是影响涂层最终质量的直接因素。本文通过Al₂O₃-13%（w）TiO₂涂层等离子喷涂工艺的正交试验,研究了电压、电流、送粉器转速和主气压强对粒子状态(温度与速度)的影响规律,并基于监测结果建立起焰流中粒子状态的表征模型,为预测粒子状态和控制涂层特征奠定基础。

5A06铝合金阳极氧化和微弧氧化膜绝缘性能研究

石绪忠, 陈派明, 王岳, 余向飞

2012, 27(1): 51-55. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.01.013

[摘要](5) [PDF 754KB](0)

摘要:
采用阳极氧化和微弧氧化方法对5A06铝合金进行表面绝缘化处理,并对试样膜层的形貌、物相、绝缘电阻、漏电流、击穿电压和抗液氮冲击等性能进行了研究。结果表明,5A06阳极氧化膜为非晶相,而微弧氧化膜主要为晶相γ-Al₂O₃。无论是阳极氧化膜还是微弧氧化膜,干燥条件下的交流和直流击穿电压均较潮湿条件下的高;相同电流模式下,氧化膜越厚,耐击穿电压越高。无论干燥或潮湿环境,在膜厚相近的情况下,阳极氧化膜的耐电压击穿能力优于微弧氧化膜的,而干燥环境中微弧氧化膜的绝缘电阻率要高于阳极氧化膜的。阳极氧化膜和微弧氧化膜与5A06基体的结合良好,可经受液氮的数次热冲击。阳极氧化膜和微弧氧化膜的高绝缘性和优异的抗热冲击能力使其有望用于低温电力设备的绝缘装置。

铁素体纤维的损伤与磁性

孙世清

2012, 27(1): 56-61,66. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.01.014

[摘要](4) [PDF 447KB](0)

摘要:
在铁素体纤维提取工艺理论分析的基础上,研究了提取过程中纤维的损伤机制,提出了提高纤维磁性的工艺措施。结果表明,纤维的损伤机制为氧化反应和置换反应,纤维中的氧、铜和吸附水导致其磁性下降。当m_Cr/m_(Fe+Cr)在13%附近时,通过采取适当的工艺措施,纤维的比饱和磁化强度M_S出现极大值(159 emu/g)。

船用钛合金高效焊接工艺研究

查友其

2012, 27(1): 62-66. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.01.015

[摘要](4) [PDF 512KB](0)

摘要:
本试验以板厚为4mm的Ti70和16 mm的TA5两种钛合金为焊接对象,对等离子弧焊(PAW)、激光焊(LW)及激光-MIG复合焊3种高能量密度高效率的钛合金焊接方法进行了初步的工艺探索,得到了性能优良的焊接接头,研究成果丰富了实船建造的钛合金焊接工艺。

综述

Z向增强泡沫夹芯结构的制备技术研究

刘树亮, 马玉璞, 郭万涛, 张兴刚

2012, 27(1): 67-71. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.01.016

[摘要](2) [PDF 450KB](0)

摘要:
Z向增强泡沫夹芯结构解决了传统泡沫夹芯材料承载能力不足的问题,同时又具有比强度高、比模量大、隔音、减震降噪性能好等众多优点,目前已在航空、航天、航海领域得到广泛的应用。本文对泡沫夹芯结构Z向增强技术进行了分类,并着重对泡沫夹芯结构Z向增强技术的制备工艺进行了详细介绍。

高温合金材料在大型现代化舰船动力的应用