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

2013年第28卷第4期

栏目

特约论文
材料研究
综述

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特约论文

薄壁纯钛焊管的性能研究

刘茵琪, 贾祥亚, 曹恒, 马虹剑, 张东东, 孟娜

2013, 28(4): 1-6. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.04.001

[摘要](6) [PDF 2425KB](0)

摘要:
本文对试制生产的薄壁纯钛焊管的性能进行了系统的研究。结果表明:采用先进的TIG焊接、成型、定径技术,可生产直径25 mm,壁厚0.5 mm的焊管,焊缝质量、表面光洁度、外径尺寸及力学性能均满足换热器及冷凝器用钛管要求。

材料研究

两种70kg级实芯焊丝的电弧物理特征分析

薛旭斌, 刘瞿

2013, 28(4): 7-10. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.04.003

[摘要](3) [PDF 519KB](0)

摘要:
采用汉诺威焊接质量分析仪与焊接过程高速摄影,测试分析了在混合气体保护焊条件下,进口与国产两种70 kg级实芯焊丝的电弧物理特性,发现两种实芯焊丝均以短路过渡为主,并从熔滴行为特征、电弧电压和焊接电流波形、短路时间等方面分析了两者之间焊接工艺性的差异。针对两种焊丝所表现出的电弧物理特性及熔滴过渡形态的差异,采用PHI 595SAM扫描俄歇微探针对两种焊丝表面进行成分分析。

热连轧Q345R压力容器板性能研究

杨景红, 苏旭, 韩建胜, 刘刚

2013, 28(4): 11-17. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.04.004

[摘要](3) [PDF 1430KB](0)

摘要:
研究了传统轧制和热连轧工艺生产的Q345R压力容器板的力学性能及焊接接头性能,分析了热连轧Nb-Ti微合金化对性能的影响。试验结果表明,低碳、Nb-Ti微合金化处理的热连轧钢板冲击韧性较传统轧制钢板的提高2~3倍,热连轧钢板焊接接头冲击韧性明显好于传统轧制钢板的,粗晶区淬硬程度低;热连轧钢板良好的性能来源于TMCP工艺下碳当量的降低及Nb-Ti微合金化处理改善的基体及接头微观组织。

10CrNi3MoV船体结构钢均匀性分析

周红兵, 杨超飞, 邓晚平

2013, 28(4): 18-21. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.04.005

[摘要](4) [PDF 1271KB](0)

摘要:
研究了10CrNi3MoV船体结构钢多个位置的厚度中心拉伸及冲击性能。试验结果表明,在钢板宽度方向上,钢板中心位置的强度与两侧差异明显,钢板的冲击韧性波动较大;在钢板长度方向的强度和韧性均匀性较好。钢板宽度四分之一和中心处的明显偏析和长条形的Al₂O₃杂质影响了钢的性能均匀性。

船用E36钢和10CrNiCu钢耐海水腐蚀性能研究

杨延涛, 曲占元, 刘刚

2013, 28(4): 22-25. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.04.006

[摘要](3) [PDF 573KB](0)

摘要:
针对船用E36钢、10CrNiCu钢,开展了钢的自然腐蚀电位测试、室内全浸加速腐蚀试验。结果表明,10CrNiCu钢具有较高的电位值及较低的平均腐蚀速率,表现出较好的耐海水腐蚀性能;其与E36钢连接时作为阴极受到E36钢的阳极保护,减慢了其腐蚀速率。

海洋产蛋白酶细菌发酵液防污活性研究

张晓, 陈西广, 段东霞, 蔺存国

2013, 28(4): 26-31. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.04.007

[摘要](7) [PDF 1203KB](0)

摘要:
传统的防污剂对海洋环境造成严重污染,随着环保意识的增强以及相关规定的制订,各国竞相开展新型无毒防污剂的研究。本文以海洋产蛋白酶菌株发酵产物为活性物质,研究蛋白酶粗提物对污损生物硅藻(navicula sp.)和贻贝(mytilus edulis)附着行为的影响。结果表明,所研究菌株的发酵液对硅藻(navicula sp.)和贻贝(mytilus edulis)的附着有明显抑制作用。贻贝(mytilus edulis)毒性实验显示,细菌发酵液对贻贝无毒。因此,海洋微生物蛋白酶产生菌粗酶提取物可以作为环保型防污功能添加剂。

某型艇海水管路牺牲阳极保护选材设计与寿命预测

杨青松, 左立书, 陈文君, 周建奇, 谢晓君

2013, 28(4): 32-35. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.04.008

[摘要](9) [PDF 362KB](0)

摘要:
针对某型潜艇海水管系腐蚀严重的现状,提出采用管路铁阳极保护,对管路牺牲阳极的材料选择和结构设计进行了研究,分析评估了管路铁阳极的保护寿命。预测设计的六种规格牺牲阳极至少具有2.7年以上的保护寿命,其中五种规格的保护寿命可达3年以上。

光纤表面Fe-C敏感膜的制备及腐蚀行为研究

高洋, 程文华, 郭为民, 付玉彬

2013, 28(4): 36-40. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.04.009

[摘要](7) [PDF 1176KB](0)

摘要:
金属敏感膜的制备是金属敏感膜光纤传感器的研究重点,本文介绍了这类传感器的原理,并以磁控溅射制备Cr膜作为中间导电层、然后电镀的方法在光纤上制备了Fe-C敏感膜,对其结构和表面形貌进行了分析。通过1%HCl溶液的腐蚀实验发现,在腐蚀过程中输出光功率出现增大现象,而且不同厚度Fe-C敏感膜的光信号响应时间不同。通过微观的腐蚀过程连续观察发现,当敏感膜腐蚀到一定程度后,出现从光纤上脱落的现象。

粉末冶金Mg/TCP复合材料生理腐蚀行为研究

吴泽宏, 王勇, 梁寅, 于云峰, 古文全

2013, 28(4): 41-47. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.04.010

[摘要](2) [PDF 2766KB](0)

摘要:
采用粉末冶金法制备出纯镁及不同磷酸三钙(TCP)含量的Mg/TCP复合材料,并将纯镁及Mg/TCP复合材料置于37℃的Hank’s平衡盐溶液(HBSS)中浸泡腐蚀及电化学分析,通过析氢速度、腐蚀失重、溶液pH值变化及腐蚀电流密度考察其生理腐蚀行为,利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)研究腐蚀产物及腐蚀形貌。结果表明,加入适量TCP,Mg/TCP复合材料耐蚀性能有所提高;当TCP含量为5%时,材料耐蚀性能最好。经模拟体液浸泡后,复合材料试样表面有羟基磷灰石(HA)的沉积,而纯镁试样表面则未检测到HA,说明Mg/TCP复合材料具有更好的骨诱导性。

TA1无缝管冷轧裂纹分析

曲银化, 杨之勇, 张永辉

2013, 28(4): 48-53. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.04.011

[摘要](8) [PDF 2881KB](0)

摘要:
通过宏观检查、金相分析、显微硬度测量、扫描电镜观察,分析了TA1无缝管在冷轧过程中出现较严重裂纹的原因。分析表明,在纯钛管裂纹附近区域夹杂的不连续颗粒状的硬α相是导致管材在冷轧过程中开裂的主要原因。

GTAW焊接工艺对船用Ti-Al-Mo-Ni-Zr钛合金焊接接头性能影响

郭宁, 孙朋朋, 符浩, 张浩, 王岗, 徐希军

2013, 28(4): 54-59. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.04.012

[摘要](3) [PDF 2566KB](0)

摘要:
本文对船用Ti-Al-Mo-Ni-Zr合金GTAW焊接工艺验证试验进行了总结。制作了GTAW不同焊接状态下焊接试板并进行性能对比,着重分析了保护情况、返修及线能量对焊缝、熔合线及热影响区各性能的影响,总结了GTAW焊Ti-Al-Mo-Ni-Zr合金焊缝的性能特点,为产品建造提供技术参考。

CMT焊接技术在钛合金方面的应用研究

柳军, 郭小辉, 何刚, 崔永杰, 张浩

2013, 28(4): 60-64. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.04.013

[摘要](2) [PDF 1922KB](0)

摘要:
CMT(Cold Metal Transfer)冷弧焊是一种新型的熔化极气体保护电弧焊方法。该方法通过采用数字化电源和过程的精密控制技术,使得在焊接过程中可大幅度降低焊接热输入量,从而减小焊接残余应力和焊接变形。本文通过对不同厚度钛合金的CMT焊接研究,在坡口制备、焊接参数等方面确定了技术要求,成功应用于不同规格厚度的钛合金的规模化生产。

直升机复合材料桨叶损伤及性能分析

刘杰, 侯学勤, 王占彬

2013, 28(4): 65-69. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.04.014

[摘要](3) [PDF 1979KB](0)

摘要:
采用宏观观察、无损检测、内部缺陷观察、桨叶内部聚氨酯泡沫芯材力学性能测试和红外光谱分析等方法,研究了扭转疲劳试验桨叶和地面试车桨叶的损伤情况及损伤原因,结果表明,桨叶内部原始孔隙的存在未对桨叶的承载能力造成严重影响,扭转疲劳试验桨叶的裂纹为疲劳裂纹,是疲劳循环周次超过桨叶的疲劳寿命所致;试车桨叶桨根位置的泡沫裂纹和力学性能偏低是泡沫中异氰酸酯含量较多造成的。

编织方式对玻纤织物性能的影响

郑永宏

2013, 28(4): 70-74. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.04.015

[摘要](6) [PDF 916KB](0)

摘要:
用同一种玻纤纱线,采用3种不同的编制方式对其进行编织,考察了树脂/玻纤的渗透速率以及相应的力学性能。实验结果表明,不同的编织方法对树脂和玻纤之间的渗透速率以及相应的力学性能有较大影响,对纤维编织方法的改进具有一定的指导作用。

刻蚀时间对碳纳米管形貌的影响

席彩萍

2013, 28(4): 75-78. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.04.016

[摘要](4) [PDF 1487KB](0)

摘要:
采用等离子体增强化学气相沉积技术,以C₂H₂、H₂和N₂为反应气体,制备出碳纳米管薄膜。利用扫描电镜(SEM)和拉曼光谱仪对其进行表征,研究刻蚀时间对碳纳米管形貌的影响。结果表明:催化剂刻蚀时间对碳纳米管薄膜的生长起着重要作用,刻蚀时间为10 min时可获得定向性好、密度适中、杂质缺陷少的碳纳米管。

La_0.64Ca_0.28Sr_0.02MnO₃材料的磁热性能

李爱君, 孙红辉, 沈晓芳

2013, 28(4): 79-82. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.04.017

[摘要](4) [PDF 387KB](0)

摘要:
用溶胶-凝胶法制备了空位掺杂的La_0.64Ca_0.28Sr_0.02MnO₃材料样品,从结构,磁化曲线,磁相变等方面研究分析其具有大磁熵变的原因。在外加磁场1 T时,该样品磁熵变|ΔS_M|达到3.01 J/(kg·K),居里温度T_C为264 K。该样品低磁场下在室温附近有较强的制冷力,可作为良好的室温磁制冷材料。

夏比冲击试验中U₂、V型缺口试样

韩红民, 段生民

2013, 28(4): 83-88. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.04.018

[摘要](9) [PDF 376KB](0)

摘要:
Aku₂和Akv两种冲击吸收功和冲击值不同,它们不能在不同材料的Aku₂和Akv之间作一一对应的换算。本文仅对42CrMo这一种材料在有限的三种热处理状态下作试验分析,试图从中找出某些规律,帮助解决生产检验中的实际问题。

综述

未爆先漏（LBB）理论及其应用研究进展

陈沛, 查小琴, 高灵清

2013, 28(4): 89-95. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.04.019

[摘要](5) [PDF 664KB](0)

摘要:
回顾并评述了目前世界范围内的主流的“未爆先漏(LBB)”理论,指出LBB评定图技术是目前较能适合工程安全评定并被广泛应用的LBB准则。综述了LBB技术应用现状,指出LBB技术在压力容器设计方面的应用还仅处于初级的理想状态;而LBB技术在压力容器评定方面的应用,先漏后爆(LBB)评定图的改造、裂纹扩展稳定性分析及泄漏率的计算是亟待解决的问题,为下一步LBB技术应用研究工作指明了方向。

钛及其合金的腐蚀

张睿, 张慧霞, 贾瑞灵, 郭为民

2013, 28(4): 96-103. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.04.020

[摘要](3) [PDF 524KB](0)

摘要:
钛合金因具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高等优点而被广泛用于各个领域。本文综述了pH值、温度、氟化物、氢吸附等环境因素对钛合金耐腐蚀性能的影响,总结了钛合金发生应力腐蚀、氢致开裂、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、点蚀等局部腐蚀的特点及机理,并探讨了钛合金在航空航天、海水及盐水环境、生物医学等实际应用环境中的腐蚀性能。

泡沫铝力学性能与吸能特性研究进展

陈静友, 李成兵

2013, 28(4): 104-113. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.04.021

[摘要](5) [PDF 845KB](0)

摘要:
综述了泡沫铝的力学性能与吸能特性近些年来的研究成果。首先,对泡沫铝力学性能实验测量方法与技术进行了介绍,重点对泡沫铝动态压缩力学性能的实验测量技术进行了分析和总结。其次,对应变率、相对密度、孔径和胞孔结构等影响泡沫铝力学性能的相关研究成果进行了分析。最后,对泡沫铝吸能特性及其工程应用进行了分析和展望。

甲虫鞘翅结构仿生复合材料研究进展

樊健美

2013, 28(4): 114-116. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.04.022

[摘要](8) [PDF 285KB](0)

摘要:
甲虫鞘翅是微细结构高度优化的自然结构复合材料,具有优良的力学性能。对甲虫鞘翅的微细结构和力学行为进行研究并用于复合材料,将对复合材料的开发提供有益的设计思想。本文综述了关于昆虫鞘翅的微细结构、力学行为和仿生复合材料方面的研究现状。

负载型TiO₂光催化剂研究进展

陈鹏, 胡相红, 陈超, 谷锦, 陈勇

2013, 28(4): 117-124. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.04.023

[摘要](3) [PDF 519KB](0)

摘要:
TiO₂光催化在废水处理、空气净化等环保领域展示出诱人前景。纳米TiO₂光催化剂的负载化是实现其产业化的关键步骤之一。多孔材料负载TiO₂光催化材料具有效率高、易回收等优点,是目前光催化材料领域的研究热点。本文对近年来国内外多孔吸附剂与纳米TiO₂复合的发展情况进行了综述。

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