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3期

栏目

材料研究
综述

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材料研究

高强钢低匹配焊接接头应用性能研究

张京海, 方大鹏

2012, 27(3): 1-6. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.03.001

[摘要](11) [PDF 1290KB](0)

摘要:
本文采用低匹配焊条材料焊接了高强度钢材,对其焊接接头硬度、强度、抗弯性能、韧性和抗爆性能进行了综合试验研究,研究结果表明,对于屈服强度高达1,000 MPa的钢,其低匹配焊接接头如果采用常规焊缝余高控制工艺,将出现以下不利状况:(1)无余高焊缝金属承受横向拉应力,在母材及HAZ拘束下首先屈服时,发生低延性破坏;(2)有余高焊接接头在弯曲应力及弯曲、拉伸复合作用下,焊接接头易出现焊缝首先塑变破裂的低应力失效现象。其根本原因为焊接接头软质焊缝区塑性变形抗力的不足。此类破坏发生时,钢板尚未充分塑性变形,从承受应力水平和吸收能量能力来看,这将导致焊接接头系统的服役能力大为降低,因此提高低匹配焊接接头焊缝区塑性变形抗力变得极为重要。利用第三强度理论分析了低匹配焊接接头变形特点,并进行了此类接头焊缝余高的特殊设计,获得和传统等强匹配等效的焊接接头,即在服役状态下,确保焊缝金属不先于母材发生塑变集中而失效。

两种70kg级实芯焊丝的对比分析

薛旭斌, 冯兆龙

2012, 27(3): 7-9. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.03.002

[摘要](2) [PDF 1317KB](0)

摘要:
分别对进口与国产两种70kg级实芯焊丝的成分、夹杂物级别、焊缝组织、熔敷金属拉伸断口形貌进行了对比分析。采用金相显微镜对焊丝夹杂物和焊缝组织进行了评定和观察,通过扫描电镜观察分析了断口的形貌特征。分析表明,两种焊丝的夹杂物主要为氧化铝类和球状氧化物类;焊缝组织均为针状铁素体+粒状贝氏体+先共析铁素体;断口形貌呈杯锥状,属于韧性穿晶断裂。

高温超导Bi-2223线材宏观缺陷对载流能力的影响

赵斌

2012, 27(3): 10-12. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.03.003

[摘要](6) [PDF 1113KB](0)

摘要:
本文对国内某公司高温Bi-2223超导线材的典型宏观缺陷进行了观察,用EDS对缺陷成分进行了分析,并测试了缺陷处临界电流Ic值,结果表明,点缺陷和鼓泡两种典型缺陷都使Bi-2223超导线材缺陷处临界电流值出现了衰减,在点缺陷处Zr元素出现了偏析。

QAl9-4/B30焊缝TEM特征

张金民, 董明洪

2012, 27(3): 13-15. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.03.004

[摘要](6) [PDF 1140KB](0)

摘要:
本文利用透射电子显微镜研究了QAl9-4+B30铜合金焊缝内的组织。结果表明,QAl9-4+B30铜合金的焊缝内存在β'马氏体板条,内部具有细微的层状结构。经过热处理后β'马氏体转变为γ₂相。基体中出现与基体共格的细小面心立方相。QAl9-4+B30铜合金的焊缝内存在NiAl相,NiAl相的(110)面大多平行于面心立方基体的(111)面,NiAl析出相的长轴方向平行于[121]_NiAl,垂直于[101]_NiAl。

6063-T6铝合金管连续驱动摩擦焊接工艺

王晓贞, 王路平, 韩丽娟

2012, 27(3): 16-18. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.03.005

[摘要](5) [PDF 1186KB](0)

摘要:
本文着重介绍了6063-T6铝合金管连续驱动摩擦焊接工艺,以及6063-T6铝合金管采用连续驱动摩擦焊接的结果及分析,表明只要选择合理的焊接工艺参数,在6063-T6铝合金管批量生产中采用连续驱动摩擦焊接是可行的。

高性能Ag-SnO₂材料的制备及其电寿命研究

陈会东

2012, 27(3): 19-22. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.03.006

[摘要](5) [PDF 1185KB](0)

摘要:
研究了Ag-SnO₂电接触材料的制备工艺, 通过采用掺杂和表面改性地方法改善了氧化物和银的浸润性, 从而提高了触头材料的导电性、加工性能和使用寿命。该材料经过大变形量热变性和冷变形后, 性能可达到国际先进水平。

等离子喷涂氧化铝涂层界面状态和结合性能的研究

王国阳, 李利, 武笑宇

2012, 27(3): 23-27. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.03.007

[摘要](1) [PDF 1620KB](0)

摘要:
采用相同的等离子喷涂工艺参数对TC4钛合金、45钢、6061铝合金和纯铜等不同基材进行了等离子喷涂工艺试验。利用金相显微镜和扫描电镜观察了涂层组织的界面结合状态,测试了不同基材上涂层的结合强度,分析了基材性质不同对涂层残余应力、界面组织状态和结合强度性能的影响规律。结果表明:基材的热膨胀系数、导热系数、比热容等物性参数直接影响涂层的残余应力和界面结合状态,进而影响到涂层与基体的结合强度,针对不同的基材制定不同的喷涂工艺是改善涂层界面结合性能的重要途径。

冰晶石型氟化物Na₃FeF₆的水热合成、表征及磁学性质研究

赫丽杰, 张冬, 冯守华, 陈岗, 邹勃

2012, 27(3): 28-32. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.03.008

[摘要](5) [PDF 1265KB](0)

摘要:
采用水热法制备了冰晶石型氟化物Na₃FeF₆,通过粉末X射线衍射、扫描电子显微镜、差热-热重分析等手段对化合物的性质进行了表征。该化合物空间群为单斜晶系。晶胞参数为a=5.513Å,b=5.728Å,c=7.964Å,并对其磁学性质进行了研究。

基于平板反射法的复合材料介电常数反演研究

张振华, 赵冉, 孙昌萌, 张凡, 郝万军, 陈东卫

2012, 27(3): 33-37. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.03.009

[摘要](1) [PDF 1199KB](0)

摘要:
本文采用平板反射方法,利用与无反射曲线具有同源性的条件选择曲线,探索出了一种反演等效复介电常数的新方法。研究表明,通过选取无反射曲线上的点进行的理论模拟,并对不同厚度样品吸收曲线进行模拟反演和实验值对比,结果相当吻合。本研究可为测试各种大尺寸、多孔材料、液体等样品等效介电常数提供了一种行之有效的方法,对内部多相大结构电磁功能复合材料的设计研究具有重要意义。

钴含量对锰锌铁氧体磁导率温度稳定性的影响(英文)

黄凤群, 王治, 成宁宁

2012, 27(3): 38-42. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.03.010

[摘要](4) [PDF 1157KB](0)

摘要:
采用溶胶凝胶自燃烧法制备了Mn_0.4Zn_0.6-xCo_xFe₂O₄铁氧体,研究了钴掺杂对其结构和磁性质的影响。将自燃烧法制备的粉末进行1,150℃烧结。利用X射线衍射仪对制备的粉末测试发现,Mn0.4Zn0.6-xCoxFe2O4系列铁氧体都具有尖晶石结构。利用VSM对铁氧体进行磁性测试,发现饱和磁化强度与晶格常数的变化规律一致,在钴含量为0.2时,都取得最大值。通过μi-T曲线发现,初始磁导率随着钴含量的增加而降低,居里温度是一个常数。而且,钴含量可以调节磁导率的温度稳定性,在钴含量为0.3时,磁导率具有优良的温度稳定性。基于铁氧体中离子分布的原理,阐明了钴掺杂对铁氧体磁导率温度稳定性的作用机理。

玄武岩纤维复合材料蠕变性能研究

郑劲东, 杨勇, 张兴刚

2012, 27(3): 43-45. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.03.011

[摘要](6) [PDF 1085KB](0)

摘要:
树脂基基复合材料具有粘弹性,长期在外力作用下会发生蠕变现象,导致复合材料的刚度和强度都发生衰退,致使复合材料结构失去继续承载的能力。本文对连续玄武岩纤维(Continuous Basalt Fiber简称CBF)增强树脂基复合材料在不同应力水平下的长期力学行为进行研究,初步探讨了CBF复合材料的蠕变性能。

铝粉含量对锌铝涂层微观形貌和耐蚀性的影响

赵芳, 许立坤, 李相波

2012, 27(3): 46-50. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.03.012

[摘要](6) [PDF 1618KB](0)

摘要:
采用扫描电子显微镜(SEM)、动电位极化技术及电化学交流阻抗技术,研究了3种不同铝粉含量的锌铝涂层表面形貌,以及涂层在3.5%NaCl溶液中的浸泡24h的自腐蚀电位、自腐蚀电流密度、阳极钝化情况和阻抗的变化。结果表明:随着铝粉含量的增加,涂层表面逐渐变得光亮、平整;涂层的自腐蚀电位依次升高,自腐蚀电流密度依次降低,当铝粉含量为50%时,涂层动电位极化曲线不存在钝化现象。涂层在3.5%NaCl溶液中浸泡24h的电化学阻抗谱拟合结果显示,铝粉含量较高时,涂层表面形成氧化膜,使得涂层的阻抗增大,降低水的渗入。

Ti6213合金的热加工图研究

李梁, 宋德军

2012, 27(3): 51-55. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.03.013

[摘要](8) [PDF 2099KB](0)

摘要:
在Gleeble-1500热模拟机上进行了Ti6213合金热模拟压缩试验,变形温度范围为800-1050℃,应变速率范围为0.001-10 s^-1,最大变形量为60%,并根据动态材料模型建立了加工图。结果表明,合金在高温变形时主要有2个合适的加工区域,一个是变形温度800-950℃,应变速率0.01 s^-1以下区域;另一个在相变温度以下40℃内,应变速率10 s^-1以上区域。在900-930℃和0.001 s^-1的变形条件下,出现耗散率峰值为65%,高m值,S形应力和应变速率对数曲线的现象,合金表现出超塑特性。拉伸实验进一步表明,延伸率可达512%,组织为两相混合组织。另外,合金在800-930℃和大于0.01 s^-1的条件下出现集中变形带,表现为局部流变特征。

镁含量对Al-Zn-In-Mg-Ti-Ga-Mn合金牺牲阳极组织和性能的影响

余波, 孙明先, 闫永贵, 马力

2012, 27(3): 56-59. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.03.014

[摘要](3) [PDF 1548KB](0)

摘要:
采用金相显微、扫描电镜以及电化学测试等方法,研究了合金元素Mg含量对Al-Zn-In-Mg-Ti-Ga-Mn牺牲阳极组织及电化学性能的影响。结果表明:随着Mg含量的增加,合金阳极中偏析相逐渐增多,牺牲阳极晶间腐蚀倾向增加,阳极性能降低。当阳极中Mg含量低于2%时,合金中偏析相适中,阳极性能优异。

综述

船用钛合金与航空钛合金的使用性能差异

程德彬

2012, 27(3): 60-63. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.03.015

[摘要](3) [PDF 1160KB](0)

摘要:
目前我国船用钛合金与航空钛合金已经形成特色鲜明、较为系统的合金体系。本文针对船用钛合金与航空钛合金的使用工况特点,分析了合金使用性能的差异,介绍了典型船用钛合金、航空钛合金的性能与应用情况,以及主要的发展方向。

结构钢焊接匹配性研究进展

王任甫, 薛钢, 王明林, 赵福辰

2012, 27(3): 64-68. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.03.016

[摘要](5) [PDF 1321KB](0)

摘要:
对结构钢焊接的高强匹配和低强匹配两种技术路线的发展进行了综述。在焊缝金属具有足够韧性的情况下,高强匹配能利用焊缝金属的高强度降低位于焊缝中裂纹的扩展驱动力、从而有利于焊接接头抗断性能的提高;随着结构钢强度的提高,焊接冷裂纹敏感性增大、焊缝韧性降低,采用焊接裂纹敏感性相对较低、焊缝金属塑韧性相对较高的低强匹配焊接技术能较好的控制焊接冷裂纹的产生并保证接头的抗断性能。

我国钛及钛合金板带材标准体系综述

张捷频

2012, 27(3): 69-73. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.03.017

[摘要](4) [PDF 1081KB](0)

摘要:
介绍了我国现行有效的钛及钛合金板带材的国标和国军标,分析了各标准的特点、性能指标、异同点,提出了进一步完善和发展我国钛板带材标准体系的建议。

海藻酸钠的特性及其在水处理中的应用

候金敏, 刘根起, 申娟娟

2012, 27(3): 74-78. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2012.03.018

[摘要](3) [PDF 1349KB](0)

摘要:
海藻酸钠作为载体材料具有很强的传质性能,介绍了海藻酸钠的理化性质,对海藻酸钠在水处理方面的应用进行了综述,展望了其发展应用前景。

TiO₂/膨润土复合光催化材料研究进展

谷锦, 张静静, 陈鹏, 陈勇