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

2015年第30卷第2期

栏目

焊接与扩散氢专题论文
材料生产过程质量控制方法专题论文
材料研究
综述

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焊接与扩散氢专题论文

以剩余扩散氢浓度为自变量的扩散氢逸出速率数学模型

薛钢, 王涛, 杨欢

2015, 30(2): 1-3. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2015.02.001

[摘要](6) [PDF 185KB](0)

摘要:
采用水银法测定了3种焊条的熔敷金属在一定温度下的氢逸出曲线,由氢逸出曲线计算得到扩散氢逸出速率随剩余扩散氢浓度的变化关系,基于这一关系建立了以剩余扩散氢浓度为自变量的扩散氢逸出速率数学模型v_H=k·C_H^α,该模型能够较好地表征v_H与C_H的相关性。

590MPa级高强度焊条扩散氢逸出速率表达式

杨欢, 王涛, 薛钢, 刘健

2015, 30(2): 4-8. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2015.02.002

[摘要](7) [PDF 247KB](0)

摘要:
利用水银法与热提取法试验测定了590 MPa级高强度焊条在不同温度下的扩散氢逸出速率,建立了与温度相关的扩散氢逸出速率表达式,并验证了该表达式的有效性。结果表明,该表达式可以较为准确地计算出焊缝金属冷却过程中的瞬态扩散氢浓度。

钢焊接接头中氢的溶入与扩散行为研究进展

陈爱志, 杨欢, 薛钢, 王涛

2015, 30(2): 9-14. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2015.02.003

[摘要](5) [PDF 346KB](0)

摘要:
综述了钢焊接接头中氢的溶入与扩散行为研究进展,介绍了钢焊接接头中氢的来源及氢的溶入模型,测定了氢在部分钢种中的扩散系数,初步确定了氢的扩散和逸出规律及主要影响因素、氢在焊接接头中的分布特征。

材料生产过程质量控制方法专题论文

基于统计技术改进PVC材料均匀性研究

周健, 黄伟忠, 林颖俊

2015, 30(2): 15-20. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2015.02.004

[摘要](8) [PDF 260KB](0)

摘要:
材料均匀性会直接影响PVC挤出加工和注塑加工的一致性。不均匀材料会造成制品表面粒点、流线和花纹等缺陷。改进材料均匀性可以提高顾客满意度和过程效率。选择材料均匀性评价指标、调查材料均匀性和改进材料均匀性是本文研究的三个方面。利用方差分析对材料均匀性的评价指标进行分析,通过方差分析,确定将灰分作为材料均匀性的评价指标。利用假设检验对材料生产的均匀性进行分析。通过假设检验,证明材料在不同时间的均匀性是不稳定的。利用TRIZ和中心极限定理,对改性PVC材料生产流程进行改进,确定将增加均质化过程以改进材料均匀性。

PVC粒点测量方法的选择与评价

林颖俊, 黄伟忠, 周健

2015, 30(2): 21-25. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2015.02.005

[摘要](5) [PDF 218KB](0)

摘要:
粒点测量是PVC材料制造质量控制的重要环节,选择合适的测量方法不仅能提供检测效率,也能有效降低检测的成本。本文对不同的粒点测量方法的卡方进行分析,通过分析,确定将人工目测作为粒点检测的方法。本文利用Kappa分析了不同人员组织的测量系统的有效性和一致性。根据计算的Kappa值,不同人员组成的粒点测量系统的有效性和一致性是满足要求的。

PVC粒点缺陷与填料粒径的关系

黄伟忠, 林颖俊, 周健

2015, 30(2): 26-31. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2015.02.006

[摘要](4) [PDF 266KB](0)

摘要:
本文利用概率密度图对填料粒径进行研究,确定填料粒径符合正态分布。利用等方差检验对PVC粒点缺陷不同水平进行分析,确定不同水平PVC粒点缺陷相关的填料粒径的方差一致性。利用假设检验对不同水平的PVC粒点缺陷的填料粒径均值进行分析,确定不同水平的PVC粒点缺陷相关的填料粒径的均值一致性。利用不同水平PVC粒点缺陷的相关填料粒径的正态分布,确定填料粒径的控制要求。

材料研究

焊缝金属奥氏体分解温度预测研究

何亮, 牛继承, 张玉祥, 薛钢, 王涛, 朱丙坤

2015, 30(2): 32-36. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2015.02.007

[摘要](2) [PDF 253KB](0)

摘要:
根据182组实测焊缝金属奥氏体分解温度值,分别采用线性回归方法、非线性回归方法和人工神经网络技术建立了奥氏体分解温度的预测公式或模型。结果表明:线性回归公式难以准确体现各因素与奥氏体分解温度之间的关系,引入Mo指数和ln(t_8/3)函数,预测精度有所提高;考虑了各因素之间交互作用的神经网络模型预测精度高于线性和非线性回归公式的,更适合于奥氏体分解温度预测研究。

Nb-7Ta合金电子束真空熔炼中元素挥发动力学研究

冯益, 刘松良, 罗文忠, 赖运金, 付宝全, 冯冉, 杜建超, 何涛, 刘向宏

2015, 30(2): 37-41. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2015.02.008

[摘要](5) [PDF 256KB](0)

摘要:
研究了电子束熔炼Nb-7Ta合金时基体铌和杂质铁挥发过程的动力学特性。结果表明:在3 473 K时,基体铌和杂质铁挥发过程均是以单原子形式进行。铌在铌钽合金液相中扩散系数为5.78×10^-7m/s,挥发反应的反应常数为1.29×10^-5m/s;铁在铌钽合金液相中扩散系数为8.10×10^-7m/s,挥发反应的反应常数为1.55×10^-5m/s。基体铌和杂质铁挥发过程均受各自原子在液相中扩散控制。

轧制温度对IMI550钛合金棒材组织和力学性能的影响

刘广发, 张衡, 毛友川, 赖运金, 陈海生, 赵小花, 王涛, 白洁, 楼美琪

2015, 30(2): 42-47. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2015.02.009

[摘要](4) [PDF 687KB](0)

摘要:
研究了3种轧制温度对IMI550钛合金ϕ22 mm棒材组织和力学性能的影响。实验对具有相同初始状态的原材料采用相同的轧制变形量,轧制温度分别为T_β-60℃、T_β-25℃、T_β+15℃。试验结果表明:IMI550钛合金棒材经T_β-60℃轧制后的组织为等轴组织,T_β-25℃轧制后为双态组织,T_β+15℃轧制后的组织为网篮组织;等轴组织、双态组织和网篮组织的室温和400℃高温拉伸强度没有明显变化,并且等轴组织和双态组织的塑性也相当,但网篮组织的塑性较差,网篮组织的蠕变性能最好,双态组织的其次,等轴组织的最差。

超窄2Cr13钢带的耐磨性能

朱晨, 王伯健

2015, 30(2): 48-51. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2015.02.010

[摘要](9) [PDF 302KB](0)

摘要:
通过对连续热处理过程中受到不同张力的超窄2Cr13钢带进行的磨损实验、硬度实验以及金相组织观察,研究了超窄2Cr13钢带生产过程中引入的张力对其耐磨性能的影响,结果表明,当钢带所加载的张力不超过98 N(宽度减小率不超过1.8%)的时候,试样的耐磨性能不变;当钢带所加载的张力大于98 N(宽度减小率超过1.8%)的时候,试样的耐磨性随着张力的增大而变差。

激光合成Ni₃Al金属间化合物的腐蚀行为

王晋忠, 郑乙, 俞友军, 王凌倩

2015, 30(2): 52-57. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2015.02.011

[摘要](2) [PDF 458KB](0)

摘要:
通过激光技术合成单Ni₃Al相金属间化合物,利用电化学方法及盐雾试验研究了Ni₃Al金属间化合物在Na Cl溶液中的腐蚀行为特征、耐腐蚀性能及腐蚀机理。结果表明:激光合成Ni₃Al金属间化合物在不同浓度的Na Cl腐蚀介质中均能形成保护性钝化膜,当Na Cl溶液浓度低于2%时,钝化膜具有良好的稳定性和耐腐蚀性能。当Na Cl溶液浓度高于3.5%时,钝化膜产生活化溶解,稳定性下降,Ni₃Al金属间化合物表面形成点蚀坑,并且随腐蚀介质浓度增大,腐蚀加剧。Ni₃Al金属间化合物表面点蚀坑边缘规整、腐蚀界限清晰,腐蚀机制为典型的晶内腐蚀,腐蚀过程中未形成应力腐蚀微裂纹等破坏性缺陷,具备在沿海湿热盐雾环境下使用的潜在价值。

一种适用于塔中油田某区块油管系统环空保护剂的开发及应用

王国瑞, 胡建岭, 张琳

2015, 30(2): 58-62. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2015.02.012

[摘要](5) [PDF 283KB](0)

摘要:
基于油管和套管的腐蚀机理和防腐机理,开发了一种基于吡啶季铵盐为主剂的环空保护剂配方体系。性能评价结果表明:该环空保护剂对油管、套管和橡胶试件具有良好的腐蚀保护性能,对环套内腐蚀介质具有良好的阻垢性能和杀菌能力,能够有效地保护环套管空间;由于除硫剂的加入,使其抗硫化氢能力加强,可在含硫油气田中使用。该配方现场使用方便,可适应不同井深条件下的密度为1.30—1.35 g/cm³的油田盐水;该环空保护剂具有良好的热稳定性,抗高温能力强,可在高温深井中使用。

铁锚101胶在粘接结构中的老化机理

肖淑华, 刘小辰, 范金娟, 王占彬

2015, 30(2): 63-66. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2015.02.013

[摘要](6) [PDF 301KB](0)

摘要:
以铁锚101胶为粘接剂,工业三乙醇胺为固化剂,制备了橡胶-玻璃纤维粘接结构。同一温度下对粘接结构进行加速老化试验,测定不同老化时间后粘接结构中胶黏剂的180°剥离强度,对粘接结构的剥离界面进行宏、微观观察,并通过红外(IR)、示差扫描量热(DSC)等对胶黏剂进行表征,研究粘接结构中胶黏剂的微观形貌、失效模式和活性官能团结构随老化时间的变化。

空气环境中聚氨酯的使用寿命预测

余超, 文庆珍, 朱金华, 王小军

2015, 30(2): 67-70. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2015.02.014

[摘要](4) [PDF 257KB](0)

摘要:
对聚氨酯进行实验室加速老化实验,研究了聚氨酯的断裂伸长率随老化时间的变化规律,得到了该材料在的断裂伸长率随老化时间的变化的数学关系式,依据实验得到的老化动力学参数,以断裂伸长率为指标对聚氨酯的使用寿命进行了预测。研究结果表明,在不同温度下,聚氨酯的断裂伸长率(E)与老化时间(t)的数学表达式为:E=626exp(-kt^0.78),预测在25℃下该聚氨酯的使用寿命为18.17 a。

镉（Ⅱ）-乙二醛缩双邻氨基酚印迹聚合物的制备及其吸附性能

洪利明, 彭化南, 叶青, 胡绪圆

2015, 30(2): 71-75. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2015.02.015

[摘要](3) [PDF 240KB](0)

摘要:
以Cd-乙二醛缩双邻氨基酚的配合物为模板分子,α-甲基丙烯酸(MAA)作为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)为交联剂,制备了镉-乙二醛缩双邻氨基酚的分子印迹聚合物。研究了该印迹聚合物对模板分子的吸附和选择性识别,并用火焰原子吸收法考察了溶液的浓度、温度和吸附时间等因素对聚合物吸附性能的影响。结果表明,印迹聚合物对模板分子具有较好的吸附性和选择性,吸附45 min达到平衡。

船用柴油机40Cr连杆螺栓断裂分析

王海荣, 厉梁, 李存军, 赵华, 张英

2015, 30(2): 76-78. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2015.02.016

[摘要](3) [PDF 410KB](0)

摘要:
利用宏观分析、金相微观分析、化学元素分析、扫描电镜形貌分析及力学性能测试对40Cr船用柴油机连杆螺栓断裂试样进行失效分析,结果表明:该连杆螺栓的断裂属于疲劳引起的剪切韧性断裂,螺栓牙根表面加工划痕、不规则缺陷等引起的应力集中是疲劳源主要形成原因。

直接电解-原子吸收光谱法测定防污涂料中总铜含量

叶贤槐, 厉梁, 赵华, 王海荣, 张英

2015, 30(2): 79-81. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2015.02.017

[摘要](3) [PDF 159KB](0)

摘要:
本文首先采用直接电解法测定了防污涂料中的Cu含量,然后采用原子吸收光谱法对直接电解后的溶液中残余Cu含量进行测定;将直接电解法得到的Cu含量与原子吸收光谱法得到的溶液中残余铜含量求和作为防污涂料总Cu含量,提高了防污涂料中总铜含量检测的准确度。

双轴弯曲载荷下表面裂纹应力强度因子的数值计算

李冲, 宫旭辉, 王任甫

2015, 30(2): 82-86. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2015.02.018

[摘要](8) [PDF 355KB](0)

摘要:
本文通过FRANC3D软件计算双轴弯曲载荷下表面裂纹前缘的应力强度因子,数值计算和理论计算结果基本吻合;通过等裂纹面积不同纵横比的表面裂纹前缘应力强度因子的分析可知:当表面裂纹为浅裂纹时,等裂纹面积下a/c=1/3时椭圆表面裂纹最为危险;当表面裂纹为深裂纹时,等裂纹面积下a/c=2时椭圆表面裂纹最为危险。

综述

聚合物基形状记忆合金复合材料研究进展

王雯霏, 张建设, 林新志

2015, 30(2): 87-93. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2015.02.019

[摘要](7) [PDF 382KB](0)

摘要:
本文对聚合物基形状记忆合金复合材料的研究及应用进展进行了综述。着重介绍了该复合材料在结构设计、制备工艺技术以及应用等方面的研究成果以及发展概况,并对其发展前景进行了展望。

美国舰船热喷涂技术应用进展

郑军林, 石绪忠

2015, 30(2): 94-96. doi: 10.19515/j.cnki.1003-1545.2015.02.020

[摘要](3) [PDF 161KB](0)

摘要:
本文以美国海军舰船为调研对象,分析了近年来有关热喷涂技术在舰船上用于制备高温防腐涂层、热障涂层、耐磨涂层、导电/绝缘涂层及防滑涂层的应用情况,以期为我国舰船在热喷涂技术的设计、应用提供参考。

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