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

2019年第34卷第1期

栏目

强度与失效
分析与测试
稀贵金属材料
材料研究
综述

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强度与失效

10Ni5CrMoV钢及其焊接接头Paris模型参数统计及疲劳裂纹扩展寿命预测

成应晋, 王涛, 薛钢, 王任甫

2019, 34(1): 1-6. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.01.001

[摘要](6) [PDF 1688KB](0)

摘要:
对10Ni5CrMoV钢及其接头疲劳裂纹扩展过程采用Paris模型进行拟合,并对参数c和m进行统计分析,结果表明,拟合得到的c和m与疲劳寿命吻合较好,lgc和m均符合正态分布,且具有良好的线性关系而疲劳裂纹扩展寿命呈成布尔分布。

分析与测试

10CrNiMo结构钢低周疲劳过程中弹塑性应变的变化规律

张亚军

2019, 34(1): 7-10. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.01.002

[摘要](5) [PDF 227KB](0)

摘要:
采用系列光滑圆形横截面试样,在6级逐级递增的不同轴向恒应变范围(0.6%~2.0%)控制下,研究了10CrNiMo结构钢在低周疲劳过程中弹性应变和塑性应变的变化规律。结果表明,随着总应变范围Δε_T的增加,弹性应变范围Δε_e近似以自然对数规律缓慢增加,其在总应变范围所占的比例按照负的幂指数规律逐渐下降;塑性应变范围Δε_p以直线规律快速增加,其在总应变中的比例按照一元二次多项式规律逐渐增加。当Δε_T小于1.5%时,Δε_e起主导作用;当Δε_T增加至1.5%时,Δε_e和Δε_p所占比例基本相当,共同起主导作用;当Δε_T大于1.5%时,Δε_e增加缓慢,Δε_p快速增加并起主导作用,控制着低周疲劳的整个过程。

稀贵金属材料

溅射镀膜铌靶材表面纹路原因分析

李兆博, 马小文, 黄浩, 杜领会, 汪凯, 李兴钰

2019, 34(1): 11-15. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.01.003

[摘要](6) [PDF 2947KB](0)

摘要:
从晶粒组织分布、织构组份分布、杂质含量分布三个方面对工业生产中溅射镀膜铌靶材表面纹路产生原因进行分析。结果表明,原材料的化学成分分布不均和杂质富集,经过后期的轧制加工,形成铌靶材表面规律性纹路;消除原材料成分分布不均和杂质富集,可避免铌靶材表面规律性纹路的形成。

材料研究

2205双相不锈钢GTAW焊接接头组织演化

高瑞, 殷亚运, 任冠鹏, 李瑞武

2019, 34(1): 16-22. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.01.004

[摘要](6) [PDF 5703KB](0)

摘要:
研究了ER2205不锈钢在固定焊接参数条件下的自动TIG焊接接头的两相组织演化规律。结果表明:受到原始焊道热作用的TIG焊缝具有约50%~60%的铁素体相比例,对应热影响区中的铁素体含量高达70%;随着焊接过程的进行,受到后续焊道热作用影响的焊缝和热影响区的铁素体含量持续降低;在后续焊道焊接过程中焊缝组织不断析出奥氏体相,铁素体相比例不断降低;热影响区中的铁素体含量受到自身焊道和后续一个焊道的影响比较明显;焊缝中部焊道的铁素体相比例低于打底焊道和盖面层焊道。

两种冷却方式下双相钢2205堆焊层性能分析

翟智梁, 查小琴, 黑鹏辉, 王丽, 杨战胜, 赵轶鹏

2019, 34(1): 23-27. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.01.005

[摘要](6) [PDF 1920KB](0)

摘要:
采用药芯焊丝CO₂气保焊(FCAW)在低碳钢表面堆焊一层双相不锈钢表层,分析了水冷和空冷冷却方式对双相钢堆焊层的力学性能、耐腐蚀性能以及铁素体-奥氏体(α-γ)两相组织的影响。结果表明,水冷和空冷冷却方式对堆焊层的力学性能无显著影响;水冷时堆焊层铁素体含量为45.17%,比空冷更接近两相平衡,其显微组织为块状铁素体和沿晶界或亚晶界分布的针状奥氏体;水冷时堆焊层具有更优异的耐腐蚀性能,平均腐蚀速率为0.488 mm/a。

双相不锈钢导叶体铸造工艺设计及实践

陈亚涛, 钟玉平, 郭绪镇, 李镜银

2019, 34(1): 28-32. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.01.006

[摘要](3) [PDF 1023KB](0)

摘要:
导叶体是喷水推进装置中动力系统的关键部件,具备典型的大型薄壁复杂曲面结构特点,其尺寸公差、形位公差、重量公差等级高,相比例控制严格,组织要求高度致密,铸造难度极大。通过合理设计铸件的浇、冒口工艺和激冷系统,借助国际先进的3D打印技术打印砂芯,控制合金成分和固溶温度以及采用AOD精炼炉精炼等措施,导叶体铸件一次性铸造成功,质量符合控制规范的要求。

冷轧钛带卷黑点缺陷分析及控制

陈涛, 王卫超, 李渤渤, 崔为研, 朱彤

2019, 34(1): 33-35,57. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.01.007

[摘要](4) [PDF 780KB](0)

摘要:
利用扫描电镜对冷轧钛带卷退火后黑点进行了分析,分析表明:冷轧钛带卷黑点主要是由于,轧制时乳化液中含有固体小颗粒残留在卷材表面压坑处,脱脂时未脱干净退火后形成。针对性制定了控制措施,采用控制措施后冷轧带卷退火后黑点比率显著降低。

固溶和时效温度对7715D钛合金组织和性能的影响

计波, 孙继锋

2019, 34(1): 36-44. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.01.008

[摘要](5) [PDF 6865KB](0)

摘要:
研究了固溶和时效温度对7715D高温钛合金轧棒室温和600℃高温拉伸性能的影响。结果表明,低温固溶材料室温强度高,但高温强度低;低于600℃时效时材料的室温屈服强度和塑性变化不大;高于600℃时效,室温强度略有上升,高温强度降低。组织和拉伸断口分析表明,室温强度与β转变组织大小相关,高温强度受初生α相和β转变组织的相对强度影响更大。建议7715D钛合金在高的固溶温度和适当的时效温度进行热处理,推荐980℃/2 h+600℃/2 h。

ITO靶材第二相的提取方法与分析

杨硕, 薛建强, 师琳璞

2019, 34(1): 45-49. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.01.009

[摘要](6) [PDF 3170KB](0)

摘要:
通过将ITO靶材粉碎、过筛后用王水长时间腐蚀的方法,提取出腐蚀产物。以进口A靶、B靶和C靶粉碎后的腐蚀产物为研究对象,通过SEM、TEM、XRD等检测手段研究3种靶材腐蚀产物的形貌、物相结构和组成成分等。结果表明,腐蚀产物均为第二相,其中A靶第二相为近似等轴体的In₄Sn₃O₁₂,B靶和C靶第二相可能同时含有近似等轴体In₄Sn₃O₁₂和“窄片”In₂SnO₅,并且A靶第二相比B靶多出约8.32%,比C靶多出约4.48%。

基于ZrW₂O₈陶瓷材料的光纤Bragg光栅温度补偿研究

顾继盛, 洪亮, 刘化利

2019, 34(1): 50-53. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.01.010

[摘要](11) [PDF 628KB](0)

摘要:
研究了具有负热膨胀系数的ZrW₂O₈粉末烧结陶瓷衬底对光纤Bragg光栅的温度补偿,并对温度补偿前后光纤光栅的温度敏感性进行了测试,结果表明,经过温度补偿的光纤光栅与金属拉伸板连接后,在(20~60)℃的温度范围内,其中心波长的变化仅为0.7 pm/℃,温度稳定性是普通光栅的14倍,并且其拉伸线性以及重复性也很好。

氮杂并五苯4Cl1NTP分子溶液和薄膜状态的光限幅性能研究

刘珂

2019, 34(1): 54-57. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.01.011

[摘要](6) [PDF 539KB](0)

摘要:
通过Z-扫描技术研究了氮杂并五苯衍生物分子4Cl1NTP溶液和薄膜状态的光限幅性能。结果表明,相比于参考样品富勒烯C₆₀,分子4Cl1NTP表现了高稳定性、高性能的光限幅效应,相比于分子TP,通过化学修饰N原子和Cl原子的分子4Cl1NTP具有较高的光限幅性能,化学修饰能够实现非线性光学性能的调控。

排水管系统中碳纤维偶接碳钢的耐蚀性能研究

邵昭

2019, 34(1): 58-62. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.01.012

[摘要](4) [PDF 1049KB](0)

摘要:
通过阳极极化曲线测试、交流阻抗测试、腐蚀失重测试等方法研究了排水管系统中碳纤维偶接碳钢的腐蚀行为及其作用机理。结果表明,偶接碳纤维后的碳钢在模拟孔隙液中的腐蚀敏感性增加,且氯离子浓度越高这种腐蚀倾向性越大;模拟孔隙液中腐蚀速率从高至低依次为:0.4%碳纤维碳钢>0.2%碳纤维碳钢>碳钢;通过控制碳纤维的添加量和降低介质中的氯离子浓度可以提高钢筋混凝土桩的耐腐蚀性能。

304不锈钢表面十七氟癸基三甲氧基硅烷的缓蚀性能研究

王健军, 陈毅坚, 杨阳, 张贤慧, 张明奇, 吴建华

2019, 34(1): 63-67. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.01.013

[摘要](7) [PDF 680KB](0)

摘要:
采用电化学方法对十七氟癸基三甲氧基硅烷在304不锈钢表面的缓蚀性能进行了研究,结果发现,十七氟癸基三甲氧基硅烷对304SS有明显的缓蚀作用,增大了304不锈钢表面的电荷转移电阻,降低了自腐蚀电流密度并且提高了点蚀电位,缓蚀效率高达96%。

涂液浓度对IrTaSnSb钛基氧化物阳极析氯活性的影响

王辉, 王海涛, 许实, 王廷勇, 王洪仁, 韦鉴峰

2019, 34(1): 68-73. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.01.014

[摘要](8) [PDF 1400KB](0)

摘要:
采用热分解法及不同浓度涂液制备了IrTaSnSb钛基阳极,使用扫描电镜观察阳极微观表面形貌,采用电化学方法研究了析氯活性,并测试了电流效率和强化电解寿命。结果表明,不同涂液浓度制备的阳极表面形貌存在明显差别,导致析氯活性随着涂液浓度的增大呈现先升高后降低的趋势;0.30 mol/L涂液制备的阳极电流效率最高,这是因为细小均匀的裂纹增加了涂层的真实活性表面积,提高了阳极析氯活性;在阳极涂层载涂量接近情况下,低浓度涂液制备的阳极表面较平整致密,钛基体不易被氧化生成TiO₂钝化膜,强化电解寿命最长。综合考虑,0.30 mol/L涂液制备的阳极具备较高的析氯活性和强化电解寿命,此浓度是较理想的涂液浓度。

溶聚丁苯橡胶玻璃化转变温度的主要影响因素研究

胡昌飞, 张聪, 张春庆, 王兵, 程伟

2019, 34(1): 74-79. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.01.015

[摘要](8) [PDF 843KB](1)

摘要:
采用活性阴离子聚合方法和分子结构设计技术制备出具有不同分子结构参数的溶聚丁苯橡胶(SSBR)。研究了SSBR的结合苯乙烯含量、1,2-聚丁二烯含量、分子量、分子量分布(聚合物分散性指数PDI)以及嵌段结构等对SSBR生胶玻璃化转变温度的影响。结果表明,结合苯乙烯含量、1,2-聚丁二烯含量和嵌段结构是溶聚丁苯橡胶玻璃化转变温度的主要影响因素,对阻尼性能有着显著影响。

高耐热聚酰胺62/聚氧乙烯二胺共聚物的制备及性能

李淑秀, 董雨生, 杨婷婷, 高远博, 何勇

2019, 34(1): 80-87. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.01.016

[摘要](14) [PDF 1272KB](1)

摘要:
为了适当降低高耐热聚酰胺62(PA62)的熔点以改善其熔融加工性能,采用胺酯缩合聚合法将聚氧乙烯二胺(PEG)作为软段引入制备了高分子量PA62/PEG2共聚物。红外光谱和核磁验证了共聚聚草酰胺的成功制备;差示扫描量热分析表明PEG导入抑制了PA62的结晶,有效降低了PA62的熔点和结晶度;热重分析显示,随着PEG的加入,共聚物的热稳定性有所降低,但整体表现良好。WAXD的测试表明,当PEG单元的摩尔含量25%时,共聚物的结晶度虽然随着PEG含量的增加而降低,但仍含有较高的结晶度。结果表明高熔点PA62/PEG2共聚物可以作为一种潜在的高耐热聚酰胺。

AO-2246对聚氨酯阻尼及力学性能影响

刘鹏征, 李登峰

2019, 34(1): 88-92. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.01.017

[摘要](8) [PDF 717KB](1)

摘要:
聚氨酯(PU)中添加不同份数小分子AO-2246,研究了AO-2246对阻尼性能和力学性能的影响。结果表明,PU/AO-2246体系的损耗因子-温度(tanδ-T)曲线只有一个转变峰,是热力学相容体系,随着AO-2246添加份数的增多,聚氨酯的最大损耗因子tanδ_max及对应峰值温度均随之提高,tanδ最大可达到1.51。添加适量AO-2246会提高聚氨酯的拉断伸长率,但同时会降低其拉伸强度和硬度。

阻燃剂对双酚A型环氧树脂阻燃和粘接性能的影响

王绪文, 程伟, 李景瑞

2019, 34(1): 93-97. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.01.018

[摘要](5) [PDF 719KB](1)

摘要:
以有机磷系阻燃剂NP1060-A、有机氮系阻燃剂YK-04、有机卤素阻燃剂四溴双酚A等3种阻燃剂分别作为双酚A型环氧树脂的阻燃剂,研究其对双酚A型环氧树脂阻燃性能和粘接性能的影响。结果表明,随着阻燃剂添加量的增加,双酚A型环氧树脂氧指数总体上呈升高趋势,初始分解温度向低温方向移动,800℃下的成炭率增加,粘接强度呈下降趋势。与其它两种阻燃剂相比,有机磷系阻燃剂NP1060-A具有最佳的阻燃性能和粘接性能,其适宜的添加量为40%,制得的双酚A型环氧树脂阻燃氧指数为32.5%,粘接强度为13.4 MPa,800℃残炭率为11.64%。

综述

HDDR各向异性NdFeB磁粉的研究进展

杨俊, 杨彩云, 程欢欢, 黄东亚, 张逸伦

2019, 34(1): 98-105. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.01.019

[摘要](15) [PDF 899KB](0)

摘要:
主要介绍了近年来HDDR各向异性机理,HDDR工艺、合金成分及微观组织对磁粉性能的影响等方面的研究进展以及批产状况。

粘弹性材料动态体积模量测试方法研究进展

张栋洋, 李登峰, 王兵

2019, 34(1): 106-112. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2019.01.020

[摘要](15) [PDF 616KB](0)

摘要:
分析了国内外相关文献,对目前粘弹性材料动态体积模量的测试方法进行了总结,并对未来测试技术的发展进行了简单展望。

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