材料开发与应用

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

刊载范围

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5期

栏目

特约论文
材料研究
综述

上一期 | 下一期

选择全部

显示方式:

特约论文

中锰奥氏体钢的脆性断裂研究

高灵清, 李慧, 朱金华

2013, 28(5): 1-5. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.05.001

[摘要](6) [PDF 535KB](0)

摘要:
水韧处理的中锰钢经退火处理后有较好的加工性能,但再经水韧处理,其室温拉伸试验发生了沿晶+解理的脆性断裂,并且塑性大幅下降。通过断口形貌、显微组织、X射线衍射和表面分析等手段,对这种特殊断裂现象进行了研究。结果表明,沿晶断裂是杂质元素在晶界偏聚的结果,而解理断裂与大量沿晶断裂的产生和奥氏体晶粒中的变形孪晶有关,其解理面为面心立方结构的(111)密排面。

材料研究

两种船用D36球扁钢性能对比研究

撒世勇, 杨景红

2013, 28(5): 6-9. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.05.002

[摘要](3) [PDF 530KB](0)

摘要:
对比研究了两种船体结构用球扁钢球头及腹板的力学性能,采用金相和透射电镜观察了两种试验材料的微观组织结构,分析了球扁钢性能与组织的相关性及两种材料性能差异的原因。试验结果表明:两种球扁钢都具有良好的强韧性,组织细小,位错强化机制可使球扁钢强度明显提高,结合低硫、磷的冶金控制,低碳球扁钢可获得更好的强韧性。

时效处理对非调质钢紧固件的力学性能影响研究

沈丙全, 陈正道, 谢晓辉, 毛向阳

2013, 28(5): 10-13. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.05.003

[摘要](5) [PDF 398KB](0)

摘要:
研究了不同时效工艺对变形减面率28%的非调质钢紧固件线材的力学性能影响。结果表明:紧固件用非调质钢经时效工艺参数300℃×2 h处理,其拉伸塑性和冲击韧性分别约提高了37.4%和8.7%,其原因归于时效处理后具有稳定状态或亚稳定状态的组织结构或亚结构的形成。

不同焊接方法对TA2焊缝变形与应力的影响

柳军, 郭小辉, 何刚, 张浩, 王岗

2013, 28(5): 14-17. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.05.004

[摘要](4) [PDF 253KB](0)

摘要:
本文通过对比GTAW焊、MIG焊、CMT冷弧焊3种焊接方法的不同线能量对TA2焊缝焊接变形的影响,发现CMT施焊时,焊接变形量最小,仅为GTAW焊的65.6%。同时,焊接线能量的不同,会导致不同的焊缝残余应力,传统的GTAW焊高于MIG焊的,而MIG焊高于CMT焊的,在现有的焊接方法施焊时,CMT冷弧焊的焊后残余应力最小,仅为GTAW焊的40%。

锻造火次对TB6钛合金断裂韧性和高周疲劳性能的影响

孙朋朋, 李士凯, 孙二举, 万自永, 郭宁, 雷小伟

2013, 28(5): 18-21. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.05.005

[摘要](4) [PDF 663KB](0)

摘要:
研究了在相同开坯锻造工艺,相同改锻温度下,不同锻造火次对TB6合金Ф220 mm规格锻棒的断裂韧性和高周疲劳性能的影响。通过SEM电镜观察了不同锻造火次锻棒高周疲劳试样的宏观、微观断口,分析了不同火次疲劳试样断口的不同区域的形貌。结果表明,在相同锻造温度下,20火次锻棒的组织均匀,断裂韧性、高周疲劳性能有较佳的匹配。

TA2薄壁钛焊管在线感应退火工艺研究

贾祥亚, 刘茵琪, 曲银化, 马虹剑, 张东东

2013, 28(5): 22-24. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.05.006

[摘要](6) [PDF 333KB](0)

摘要:
对TA2薄壁钛焊管在线感应退火工艺进行了研究,分析在线感应退火工艺对TA2钛焊管的组织和性能的影响,以及同一退火温度、不同成型焊接速度对焊管性能的影响。进行了焊接速度2.8 m/min下未退火和600℃退火,以及焊接速度2.8 m/min、4.6 m/min、6.1 m/min下580℃退火实验。比较分析了同一焊接速度下,未退火和退火的拉伸性能指标变化,以及同一退火温度下不同焊接速度下管材的拉伸性能变化情况。结果表明,对薄壁纯钛焊管进行在线感应退火,可明显提高了管材的塑性,有效降低管材的内应力;退火工艺的选择需考虑焊接速度,同一退火温度下,焊接速度越快,则保温时间越短,管材的屈服强度越高,延伸率下降。

7020铝合金MIG焊后超声消应处理研究

刘国栋, 郭小辉

2013, 28(5): 25-28. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.05.007

[摘要](3) [PDF 198KB](0)

摘要:
研究了16mm厚7020铝合金板的熔化极气体保护焊焊接工艺,对焊后试板进行超声冲击消应处理,研究了超声消应前后焊缝残余应力的变化。试验表明,7020铝合金采用熔化极气体保护焊焊接,焊后进行超声消应处理,可有效改善焊缝的残余应力。

2024铝合金搅拌摩擦焊接头静强度统计分布特征

窦秋芳, 弓云昭, 杨俊, 陈先民

2013, 28(5): 29-32. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.05.008

[摘要](5) [PDF 235KB](0)

摘要:
以搅拌摩擦焊接头静强度性能为研究对象,使用概率统计的方法,研究2024搅拌摩擦焊接头静强度统计分布特征,选择代表性的统计参量为R_m,R_e,R_P0.2,E。通过试验证实了2024铝合金搅拌摩擦焊接头静强度特征值的分散性很小,并通过分析证实了其分布符合正态分布。

低压冷喷涂铝涂层的工艺参数优化

石崇, 龙宇飞, 刘宇, 王凯歌, 李相波, 邢路阔, 黄国胜, 许立坤

2013, 28(5): 33-37. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.05.010

[摘要](8) [PDF 444KB](0)

摘要:
在常温环境下,以Al₂O₃和Al (体积比3:7)的混合粉末为原料,以压缩空气为工作气体,利用低压冷喷涂设备,在Q235碳钢表面制备铝涂层,讨论了温度、送粉速率及喷距对涂层沉积效率的影响、同时研究了工艺参数对涂层的显微硬度及结合强度的影响,得出最佳优化工艺参数为工艺参数在温度400~500℃、送粉速率24~35 g/min、喷距20~30 mm。

脉冲CO₂激光熔覆K403合金层工艺研究

张毅斌, 熊征, 童法松

2013, 28(5): 38-43. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.05.011

[摘要](2) [PDF 511KB](0)

摘要:
在K403合金的基体上,采用脉冲CO₂激光器熔覆Stellite合金,研究了脉冲激光峰值功率、扫描速度、脉冲频率和宽度对熔覆层的形状特征和熔合质量的影响。研究结果表明,随着脉冲激光的峰值功率、脉冲宽度、脉冲频率增加,或扫描速度降低,熔覆层的宽度、熔化深度和稀释率增加。采用高峰值功率脉冲激光熔覆可以获得无热裂纹且结合完整的界面。

镧掺杂TiO₂/有机改性膨润土复合光催化材料的制备及性能

陈勇, 谷锦, 陈鹏, 陈超

2013, 28(5): 44-49. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.05.012

[摘要](13) [PDF 272KB](0)

摘要:
本文采用十六烷基三甲基溴化铵对钠基膨润土进行改性,并以有机改性膨润土作为载体,采用超声辅助溶胶-凝胶法制备了镧掺杂TiO₂/有机改性膨润土复合光催化材料,采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱和紫外-可见漫反射吸收光谱(DRS)等测试技术对其进行了表征分析,以TNT溶液作为目标物,考察了复合材料的吸附性能和光催化性能。结果表明:膨润土的有机改性抑制了TiO₂的晶粒生长,增强了复合材料的吸光性能,提高了复合材料的吸附和光催化性能。

SiO₂对羰基铁/炭黑双层吸波涂层吸波性能的影响

陈利阳, 柳军, 齐风华, 胡靖元, 张毅

2013, 28(5): 50-54. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.05.013

[摘要](7) [PDF 327KB](0)

摘要:
以羰基铁和炭黑分别用于匹配层和吸收层制备了具有阻抗渐变结构(匹配层+吸收层)的1.2 mm厚环氧树脂基吸波涂层。通过在匹配层中加入透波剂SiO₂,改善了吸波涂层的阻抗匹配性。随着SiO₂在匹配层中含量的增加,涂层的反射损耗(RL)得到增强。当匹配层中SiO₂与羰基铁及环氧树脂的比值为2∶5∶1时,涂层的吸收峰值达到-17.3 dB,涂层有效带宽(RL<-4 dB)达到5.7 GHz。

基于波速法的粘弹性材料高频阻尼性能测试研究

任伟伟, 李宏伟

2013, 28(5): 55-58. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.05.014

[摘要](4) [PDF 263KB](0)

摘要:
粘弹性材料的阻尼性能通常用粘弹仪进行测试,而粘弹仪的测试频率非常有限,测试结果必须采用WLF原理拓展后才能获得较宽频率范围的数据。本文基于一种称谓波速法的新的测试方法,直接测试了材料的高频阻尼性能。本文对波速法的测量原理、仪器进行了介绍,并对一种粘弹性材料在不同温度下,2~6kHz频段进行了测试,测试结果与经过WLF原理拓展后的粘弹仪测试结果进行了对比,两者一致性很好。

连接接头对复合材料基座减振性能影响研究

康逢辉, 吴医博, 杨瑞瑞

2013, 28(5): 59-63. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.05.015

[摘要](3) [PDF 347KB](0)

摘要:
通过数值仿真方法研究了复合材料基座连接接头处补强铺层厚度、杨氏模量和阻尼对基座减振性能的影响,研究表明:增大补强铺层厚度和减小杨氏模量都能有效提高基座的减振性能,而增大接头处阻尼则减振效果不明显;然后选取一种典型连接形式的基座进行振动测试,测试所得插入损失与仿真计算插入损失差异较小,验证了本次仿真研究结果的正确性。

点阵增强夹芯结构吸声复合材料制备及性能研究

鲁先孝

2013, 28(5): 64-67. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.05.016

[摘要](10) [PDF 307KB](0)

摘要:
采用连续纤维增强吸声芯层,并利用真空辅助成型工艺整体成型了结构吸声复合材料。采用QT/25试验机测试了结构吸声复合材料的抗平压性能、弯曲刚度;采用脉冲声管测试系统测定了结构吸声复合材料水下吸声性能。试验结果表明,吸声芯层、复合材料面板与增强结构三者复合良好、无缺陷,验证了连续纤维增强吸声芯层以及真空辅助成型工艺整体成型结构吸声复合材料技术可行性。与同类型材料相比,含点阵增强结构的材料的平压性能提高了一个数量级,弯曲刚度提高了一倍,声学性能无明显变化。

温湿度对氯丁橡胶胶粘剂粘合强度的影响

程伟, 张玲

2013, 28(5): 68-70. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.05.017

[摘要](4) [PDF 210KB](0)

摘要:
研究了不同温湿度条件下氯丁橡胶型胶粘剂的粘合强度。结果表明,温度、湿度对胶粘剂粘合强度有较大影响,在研究范围内,温度在10~20℃时,粘合强度较高;当温度升高至30℃以上时,粘合强度明显降低。湿度升高至60%~80%,粘合强度有所降低,但均在2.MPa以上,仍然具有较高的粘合力。

典型夹芯结构复合材料VARI工艺成型仿真计算研究

魏俊伟, 张兴刚, 郭万涛

2013, 28(5): 71-78. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.05.018

[摘要](5) [PDF 1290KB](1)

摘要:
对于大尺寸夹芯结构或复杂形状夹芯结构复合材料的VARI工艺成型过程的模拟仿真计算,如果采用传统的建模方法,则建模困难,模拟仿真计算量大,效率不高。针对此问题,提出了一种简单方便的等效建模法。以弧形和带加强筋的夹芯结构复合材料构件为基础模型,采用等效建模法建立了实体CAD模型和有限元网格模型,并利用PAM-RTM软件对两种夹芯结构复合材料构件的VARI工艺成型过程进行了仿真计算,并结合工艺成型实验进行了实验验证。

复合材料中间轴振动试验研究

樊晓斌, 郑劲东, 杨勇, 赵树磊

2013, 28(5): 79-83. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.05.019

[摘要](1) [PDF 328KB](0)

摘要:
通过对等扭转刚度的钢轴和复合材料轴模拟体进行振动传递试验,比较了两个模拟体的振动传递损失,并计算了抑振插入损失。试验结果表明,复合材料轴代替钢轴后具有明显的减振效果,抑振插入损失达到16 dB。

船体钢中微痕量锆的ICP-AES法快速测定

杜米芳, 李治亚, 高灵清

2013, 28(5): 84-88. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.05.020

[摘要](6) [PDF 224KB](0)

摘要:
采用盐酸-硝酸-氢氟酸溶样,加高氯酸冒烟,用盐酸溶解盐类定容后上机测定,研究了船体钢中共存元素对锆的干扰情况,确定了消除干扰的办法,建立了船体钢中微痕量锆的ICP-AES分析方法。分析方法相关系数为0.9996,线性关系良好;检出限为0.004μg/mL,利用本方法对船体钢中的锆进行分析,分析下限可达到0.0005%,是国标方法分析下限0.005%的1/10;本方法相对标准偏差RSD值不大于1%,精密度好;回收率在97%~101%之间,分析误差在国家标准允许误差范围内。

几种常用石棉检测方法的特点探究

陈政龙, 胡宏伟, 侯世忠, 王春芬

2013, 28(5): 89-94. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.05.021

[摘要](5) [PDF 398KB](0)

摘要:
石棉纤维一旦被人吸入肺中,会对人体造成较大危害,目前已被许多国家在船舶等行业禁止使用。石棉的检测方法有多种,目前较为常见的方法包括XRD、PLM、SEM、TEM等。本文通过对比4种方法对5组试样的检测结果,分析了每一种方法的特点。结果表明,每一种检测方法均具有各自的优势,但都无法适用于所有检测对象,检测机构应选择至少两种方法共同使用,以保证检测结论的准确性。

压力容器表面裂纹疲劳扩展的数值计算

常磊, 邓春锋, 任方杰, 邵飞, 武春学, 梅鹏程

2013, 28(5): 95-100. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.05.022

[摘要](7) [PDF 321KB](0)

摘要:
本文通过Franc 3D软件,计算了压力容器表面裂纹失稳扩展的临界尺寸及不同尺寸的初始裂纹的扩展,发现当容器表面的初始椭圆形裂纹尺寸小于3 mm×20 mm及5 mm×10 mm时,在裂纹穿透壁厚之前,裂纹尖端的应力强度因子都小于压力容器用钢的断裂韧性KIC,故该裂纹不会发生失稳扩展,且上述两个初始裂纹穿透容器壁厚时的循环载荷次数分别为40 688、45 560次。

综述

SRB腐蚀与生物矿化作用的研究进展

魏仁超, 李焰, 许凤玲, 蔺存国

2013, 28(5): 101-108. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.05.023

[摘要](6) [PDF 354KB](0)

摘要:
本文重点介绍了硫酸盐还原菌的生物矿化作用、腐蚀机理以及两者的交互作用方面的研究现状,并展望了硫酸盐还原菌生物矿化及其腐蚀研究的发展趋势。

钛合金的扩散焊连接技术

杨瑞, 朱雨生, 高福洋

2013, 28(5): 109-115. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2013.05.024

[摘要](5) [PDF 346KB](2)

摘要:
本文介绍了扩散焊的原理、特点和主要扩散焊方法,对其在钛合金材料中的应用研究现状进行了综述,并对钛合金扩散连接的应用前景进行了展望。

电磁加工技术在材料制备中的应用