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2022年  第37卷  第3期

材料研究
Q420qE桥梁钢深缺口断裂强度特性试验研究
宫旭辉, 高珍鹏, 吴松林, 牛佳佳
2022, 37(3): 1-4.
摘要:
开展了20 mm厚Q420qE钢-80℃~+20℃下的深缺口宽板拉伸试验和标准光滑试样拉伸试验,试验结果表明:随温度的降低,光滑试样的断裂强度Rf逐步增大,断裂应变ef基本不变,而深缺口试样的断裂强度Rn则出现明显的下降。为表征RnRfef及温度的相关性,提出了引入温度项的修正Neuber公式,修正后的公式计算得到的Rn值与实测值的偏差在±5%以内,这一结果表明,对于深缺口宽板拉伸试验,温度的降低可能会增大缺口引起的应力应变集中效应。
微量Cu掺杂对TA10合金组织、力学性能与腐蚀行为的影响
杨勇, 王斌斌, 李妍洁, 骆良顺, 黄海广, 王亮, 苏彦庆, 郭景杰, 傅恒志
2022, 37(3): 5-12,20.
摘要:
研究了掺杂(0.5%~2.5%) Cu元素对TA10合金的微观组织、力学性能及腐蚀性能的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)、金相显微镜(OM)研究合金的微观组织,并用XRD进行物相分析;采用电化学腐蚀、静态浸泡腐蚀试验研究合金的腐蚀性能。选出最佳合金成分,并通过原子力显微镜(AFM)对其做进一步分析。结果表明,随着Cu元素含量的增加,TA10合金基体组织被不断细化,添加2.5% Cu时,该合金的硬度值达到最大。Cu含量在1.0%~2.0%之间,合金的耐腐蚀性能较好。含Cu为0.5%的合金耐腐蚀性能优异。
Al-Cu-Mg-Ag合金与ZL205A合金性能与微观组织对比
孙建军, 王鹏云, 谢述锋, 张繁星, 王政红
2022, 37(3): 13-20.
摘要:
采用半连续铸造法分别制备了Al-Cu-Mg-Ag合金与ZL205A合金。对两种铝合金的流动性能、室温及高温拉伸性能、拉伸断口形貌、晶间腐蚀性能和微观组织进行了对比分析。结果表明:浇铸温度为720℃和740℃时,Al-Cu-Mg-Ag合金的流动性能均优于ZL205A合金的。室温、150℃、200℃、250℃下,Al-Cu-Mg-Ag合金的强度均高于ZL205A合金的,且随着温度的升高,其强度降低的幅度要明显低于ZL205A合金的,两种材料的室温伸长率基本相当。Al-Cu-Mg-Ag合金的晶间腐蚀深度在182~246 μm之间,优于ZL205A合金的274~337 μm。Al-Cu-Mg-Ag合金无析出带的宽度要窄于ZL205A合金的。
钛合金片层组织中纳米团簇析出分析
吴晓飞, 吴宇坤, 陈洁明, 蒋鹏, 尹艳超, 彭晖
2022, 37(3): 21-25.
摘要:
以Ti-5Al-2Zr-1Sn-1Mo-1V合金为研究对象,发现其片层组织经950℃热处理后,局部区域出现α相的球化转变,而且经不同温度热处理后都有团簇物析出。应用聚焦离子束(FIB)微区精准取样,采用透射电镜对团簇析出物进行形貌观察和晶体结构衍射分析。结果表明,片层组织中的团簇析出物由多个尺寸不超过100 nm的Sn单晶颗粒聚集而成。
二氧化锆包覆对提高铁钴吸收剂的耐高温性能研究
洪跃辉, 庄海燕, 叶志民, 陈翔, 杨烈霁
2022, 37(3): 26-34,68.
摘要:
采用溶胶-凝胶法,利用二氧化锆(ZrO2)与FeCo的结合,制备FeCo@ZrO2吸收剂,通过矢量网络分析对高温处理前后FeCO@ZrO2吸收剂的电磁参数和吸波性能进行表征,结果表明:经过包覆改性FeCo@ZrO2吸收剂的介电常数明显降低,FeCo@ZrO2吸收剂的阻抗匹配特性和吸波性能得到提高;经过包覆改性,FeCo@ZrO2吸收剂在高温处理后仍具有较优的吸波性能,其反射率在7~9 GHz波段仍然保持在-10 dB以下。
电容器用钽阳极失效分析与研究
李仲香, 张健康, 陈学清, 代彦明
2022, 37(3): 35-38.
摘要:
利用扫描电镜进行电容器用钽阳极失效原因分析,造成单支阳极块漏电流异常偏大甚至被击穿的主要原因为:局部存在的夹杂物质引起氧化膜生长异常导致颗粒表面局部钽氧化物薄膜不连续,大量的电子通过造成漏流偏大甚至击穿。阳极块中出现的异物为原料钽锭中存在的钽的碳化物夹杂,由于其高熔点、耐酸蚀的特点使得钽粉后续处理过程中无法去除而保留在了钽粉中。背散射电子成像可应用于钽样品检测。
材料应用
基体形貌对钌铱氧化物电极电解析氯性能影响分析
段体岗, 马力, 吴正江, 辛永磊, 高显泽, 许立坤
2022, 37(3): 39-44.
摘要:
通过碱性水热刻蚀法在钛基体表面获得了不同形貌的TiO2中间层,从而提高钌铱氧化物电极的电化学活性。SEM结果显示,引入TiO2中间层后,电极形貌由原来的龟裂状变为纳米片、纳米线等不同形貌的多层结构,且裂纹消失。线性扫描分析表明,电极的析氯电位由原来的1.171 V (vs.SCE)减小到1.162 V (vs.SCE),在2 mA·cm-2和20 mA·cm-2电流密度下的电势差由原来的0.516 V减小到了0.454 V,电极的电催化析氯性能显著提高。伏安电量计算结果显示,相比无中间层的钌铱氧化物电极,引入TiO2纳米线中间层的电极的伏安电量提高了3.78倍(由3.83 mC·cm-2提高到了18.3 mC·cm-2);同时电极的电荷传递阻抗也有所减小,电极电化学活性增大。通过引入不同形貌的TiO2中间层,钌铱氧化物电极的析氯性能和电化学活性均有明显提高。
船舶与海洋工程用高耐火复合材料格栅研究
刘强, 赵玉, 张兴刚, 石晓
2022, 37(3): 45-51.
摘要:
研制了可用于船舶和海洋工程的酚醛树脂基复合材料格栅,研究了可瓷化骨料目数、比重以及功能稀释剂对船用复合材料格栅中树脂与玻纤界面结合力的影响。结果表明,该体系中加入30%粒径为6.5 μm的可瓷化骨料和10%的功能稀释剂后,格栅板受火前破坏载荷强度为368.76 MPa,按照标准升温曲线受火1 h后,格栅耐火结构完整性达到L2级水平。
复杂结构钛合金精铸件加固层型壳工艺研究
程亚珍, 闫飞昊, 杨光, 刘茵琪, 孙宏喆, 田永武
2022, 37(3): 52-56.
摘要:
通过型壳试样的湿强度、焙烧后强度、透气性的试验研究,分析了3种不同背层制壳工艺的型壳性能;应用3种制壳工艺生产厚壁复杂结构钛合金铸件,确定了碳纤维制壳工艺为最适合批量生产厚大复杂结构钛合金精铸件加固层型壳的工艺。
开架式气化器换热管腐蚀影响因素分析
刘景俊, 张大伟, 王剑琨, 李淑一, 马杨
2022, 37(3): 57-60.
摘要:
目前,开架式气化器换热管的长效防护措施是在其表面制备铝及其合金的涂层。由于长期置于海洋环境下,换热管表面的铝基涂层会出现点蚀、鼓包、脱落及厚度减薄现象,可能危及设备安全高效运行。通过分析影响开架式气化器换热管腐蚀的因素,如海水含沙量、海水流速、离子种类、海水PH值等,这对换热管的腐蚀机理研究、防护层寿命评估、设备使用状态的监控及日常运行维护提供一定的理论支撑。
基于FLUENT的B10管路弯头内部流场数值模拟分析
周铁柱, 郁炎, 郑从芳, 苑伟, 付利国, 赵国超
2022, 37(3): 61-68.
摘要:
基于FLUENT软件,建立海水管路弯头流体模型,采用数值模拟的方法对比分析了焊缝余高、海水流速、弯曲半径以及管路直管段距离对弯头内部流场的影响,采用模拟正交试验并利用极差分析法,分析了各因素对管路弯头内部冲刷腐蚀影响的主次关系。
成型烧结过程对钽阳极电性能的影响
许宁辉, 朱利, 王娟, 牛卫东
2022, 37(3): 69-74.
摘要:
以牌号FTA500钽粉为代表,选择容量为50 000 μF·V/g的钽粉,探索了成型过程和烧结过程对钽阳极漏电流、容量等电性能参数的影响。研究表明:随着成型压制密度逐渐增大时,钽阳极块的开孔率减小、容量降低,当成型压制密度为5.00 g/cm3时,阳极块漏电流系数为最低;随着烧结温度的提高,钽阳极烧结密度增大、容量下降、漏电流系数降低,同时钽阳极损耗增大,体积收缩率增大,击穿电压升高。
焊接技术
317L/FH40复合钢板堆焊接头性能和组织研究
翟伟国, 任江毅, 邓光平
2022, 37(3): 75-81,92.
摘要:
采用优选工艺参数对8 mm+48 mm厚的317L/FH40复合钢板进行了复层堆焊(补焊)焊接,然后进行焊后热处理,并对接头进行力学性能测试和微观组织分析。结果表明,317L/FH40复合板堆焊接头各项力学性能测试结果均达到相关标准要求,能够满足实际工程需要;金相组织分析结果显示,复层317L热影响区出现晶粒长大的现象,基层FH40钢热影响区组织产生变化;显微硬度测试结果显示接头各区域内硬度波动不大,不同区域间硬度呈现差异,局部出现升高和降低现象;晶间腐蚀试验结果显示复层堆焊焊缝无晶间腐蚀倾向。
FH40+317L复合钢板焊接接头性能分析
朱官朋, 高珍鹏, 宫旭辉
2022, 37(3): 82-87.
摘要:
对FH40+317L复合钢板的焊接工艺性能进行了试验,分析了焊接接头各区域的金相组织及冲击断口形貌特征。结果表明,FH40+317L复合钢板焊接接头强度及塑性与母材匹配,复层侧不同位置处冲击结果基本相当,-60℃冲击试样断口均为韧性断裂形貌,过渡层未出现马氏体组织。
TA2/3A21/AZ31B复合板界面表征及力学性能研究
刘林杰, 孙昊, 樊科社, 朱磊, 庞国庆
2022, 37(3): 88-92.
摘要:
通过爆炸焊接法制备TA2/3A21/AZ31B三层复合板,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和万能试验机对复合材料的界面、金相组织和力学性能进行测试与分析。实验结果表明:通过一次爆炸焊接制备的TA2/3A21/AZ31B复合材料,其抗拉强度约为303 MPa,屈服强度约为233 MPa,断后伸长率约为9.7%;在钛/铝界面与铝/镁界面均形成爆炸焊接特有的波状结构,界面处分别形成了厚度约5 μm的Ti-Al扩散层和30 μm的Al-Mg扩散层,其剪切强度分别为132.6 MPa和116.3 MPa。与TA2/AZ31B复合材料相比较,该复合材料的力学性能有较大提升。
综述
美国船舶海水管路用钛的低成本技术及应用概况
赵彦营
2022, 37(3): 93-96.
摘要:
随着船舶耐腐蚀、高可靠要求的提升,对耐腐蚀性能突出的钛材需求日益迫切,但高初始成本一直是制约钛及钛合金在船舶领域大范围应用的重要因素之一。为此,国内外针对钛材低成本技术开展了大量研究,部分成果获得应用,但系统性不足。从材料制造和应用等层面系统性对美国船用钛材低成本技术进行介绍,以期为钛材在船舶海水管路领域的应用提供系统性的低成本技术发展思路。
经验交流
某复合隐身涂层中雷达吸波涂层的测厚系统设计
王东锋, 张玮, 张涛
2022, 37(3): 97-100.
摘要:
针对“雷达+红外”复合隐身体系的结构特点和雷达吸波涂层的磁化特性,建立了某复合隐身涂层中雷达吸波涂层的磁力测厚模型,分析了测厚算法。结果表明,当复合隐身体系中红外涂层厚度+某底漆厚度远小于空气涂层厚度时,磁力测厚法可忽略红外涂层和某底漆厚度的影响,直接利用磁力大小与雷达吸波涂层厚度成正比的电磁学特性关系,测出雷达吸波涂层的厚度。本文作者还设计了磁力测厚传感器,开展了磁力测量试验。结果表明,该磁力测厚系统结构简单、测量结果精确。