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机械工程材料杂志 2016年第01期

Materials for Mechanical Engineering

主管单位:上海科学院
主办单位:上海材料研究所
国际刊号:1000-3738
国内刊号:31-1336/TB
审稿时间:1-3个月
全年订价:¥ 316.00
创刊:1977
类别:工程科技I
周期:月刊
发行:上海
语言:中文
起订时间:
曾用名:机械工程材料
出版社:院校类
邮编:200437
主编:杨武
邮发:4-221
库存:200
  • 高速列车制动盘材料的研究现状与展望

    作者:盛欢 王泽华 邵佳 钱坤才 周泽华 吴射章 期刊:《机械工程材料》 2016年第01期

    在国内外高速列车中,传统的制动盘材料主要包括铸铁、铸钢和锻钢,钢质制动盘的制备工艺成熟,性能稳定,但质量大,不能满足列车轻量化和向更高速度发展的需要;碳/碳纤维复合材料、铝基复合材料和陶瓷材料具有密度小、比热容大等优点,但要成功应用于高速列车制动盘仍有一些问题尚待解决;此外,简要介绍了制动盘材料的表面强化技术;最后,根据不同制动盘材料的优缺点,对我国制动盘材料的发展方向提出了一些建议。

  • 第二步沉积速率和钠掺杂对低温生长铜铟镓硒薄膜结构及电阻率的影响

    作者:林璠 孔慧 期刊:《机械工程材料》 2016年第01期

    首先采用热蒸发法在镀钼的PI衬底上沉积NaF薄膜,然后采用低温三步共蒸法在有无沉积NaF的PI衬底上沉积铜铟镓硒(CIGSe)薄膜,研究了第二步沉积速率和钠掺杂对CIGSe薄膜结构及电阻率的影响。结果表明:随着第二步沉积速率增大,CIGSe薄膜的晶粒尺寸显著增大,(220/204)择优取向生长逐渐增强;随着钠掺杂量增加,CIGSe薄膜的电阻率显著下降,晶粒尺寸逐渐减小,择优取向从(220/204)织构方向转变为(112)织构方向,并出现镓的两相分离现象。

  • DD9单晶高温合金在800℃的高周旋弯疲劳性能

    作者:史振学 王效光 刘世忠 李嘉荣 期刊:《机械工程材料》 2016年第01期

    研究了第三代单晶高温合金DD9在800℃的高周旋弯疲劳性能,并用扫描电镜和透射电镜分析了其断口形貌和断裂机制。结果表明:DD9合金在800℃的高周旋弯疲劳性能优异;疲劳裂纹起源于试样表面、亚表面的滑移带、氧化物、显微疏松处,沿{111}面扩展,断裂机制为类解理断裂,断口上有典型的疲劳条带;断裂后,γ′相的形状没有发生改变,沿滑移带形成了二次裂纹,位错密度分布不均匀;位错主要在基体通道中通过交滑移扩展运动。

  • 温度对6061铝合金摩擦磨损行为的影响

    作者:李斯旭 刘志文 期刊:《机械工程材料》 2016年第01期

    采用球盘摩擦磨损试验机研究了温度(25,200,300,400,500℃)对6061铝合金摩擦磨损行为的影响,通过分析铝合金磨损后的表面形貌和微区成分研究了其在不同温度下的磨损机制。结果表明:随温度升高,摩擦因数呈先增大后减小的趋势,磨损率显著增加,磨损机制从磨粒磨损逐渐变为氧化磨损、粘着磨损以及严重的塑性变形磨损。

  • 电弧喷涂新型碳氮合金化马氏体钢涂层的耐磨性能

    作者:邓宇 余圣甫 黄林兵 闫宁 期刊:《机械工程材料》 2016年第01期

    通过在4Cr13马氏体不锈钢药芯丝材配方的基础上添加适量氮来替代部分碳,并加入适量合金元素铌、钒和稀土元素铈研制出了一种新型电弧喷涂马氏体钢药芯丝材;然后采用高速电弧喷涂技术在Q235钢板表面制备了碳氮合金化马氏体钢涂层,研究了该涂层的微观形貌及耐磨性能,并与4Cr13马氏体钢涂层的进行了对比。结果表明:碳氮合金化马氏体钢涂层的基体上弥散分布着细小的铌和钒的碳氮化物,这使得它具有更高的显微硬度和耐磨性能,其相对耐磨能力为4Cr13马氏体钢涂层的1.58倍。

  • EH36船板钢埋弧焊接头的组织和力学性能

    作者:梁国俐 期刊:《机械工程材料》 2016年第01期

    采用埋弧焊工艺对EH36船板钢进行多道次、大热输入条件下的焊接试验,研究了焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明:在大热输入条件下,焊缝组织由晶界铁素体、块状铁素体和少量针状铁素体组成,不存在侧板条铁素体,这对焊缝的力学性能有利;粗晶热影响区是受焊接热输入影响最严重的区域,冲击韧性最差的区域为焊缝;焊接接头的最高硬度出现在粗晶区靠近熔合线处,为222HV,最低硬度出现在细晶区,为181HV,未出现焊接软化区。

  • 球压痕法评价16MnR钢的断裂韧性

    作者:魏中坤 伍声宝 关凯书 期刊:《机械工程材料》 2016年第01期

    选用16MnR钢作为试验对象,用球压痕法测定了该钢的断裂韧度,并将球压痕法获得的断裂韧度与常规力学试验转化得到的进行了对比。结果表明:球压痕法获得的断裂韧度与常规力学试验转化得到的误差在10%以内,该方法能有效评价16MnR钢的断裂韧性。

  • 搅拌摩擦加工工艺制备ZrO2颗粒增强镁基复合材料的组织与力学性能

    作者:刘守法 夏祥春 王晋鹏 期刊:《机械工程材料》 2016年第01期

    利用4道次搅拌摩擦加工(FSP)工艺,分别将粒径为20nm的单斜晶ZrO2(M-ZrO2)颗粒和40nm的正方晶ZrO2(T-ZrO2)颗粒添加到AZ31镁合金中制备了ZrO2颗粒增强镁基复合材料,研究了复合材料的显微组织与力学性能,并与无强化颗粒FSP镁合金的进行了对比。结果表明:M-ZrO2颗粒和T-ZrO2颗粒增强镁基复合材料的晶粒尺寸分别约为6μm和2μm;两种ZrO2颗粒均弥散分布于复合材料中,且均未与基体反应生成新物相;ZrO2颗粒可有效提高镁合金的硬度、屈服强度和抗拉强度,且T-ZrO2颗粒的强化效果更好;无强化颗粒FSP镁合金与M-ZrO2颗粒增强复合材料拉伸断口均具有混合断裂特征,前者的韧性断裂特征较明显,后者的脆性断裂特征较明显。

  • 烧结温度对铜基粉末冶金摩擦材料组织和性能的影响

    作者:王天国 覃群 期刊:《机械工程材料》 2016年第01期

    在不同烧结温度下(850~1 000℃)制备了铜基粉末冶金摩擦材料,研究了烧结温度对其组织、密度、硬度、抗压强度和摩擦磨损性能的影响,由此得到了最佳的烧结温度。结果表明:在不同烧结温度下,材料中的各组元均分布均匀,鳞片状石墨垂直于压制方向,并呈层状分布,SiO2以黑色大颗粒状镶嵌于铜基体内;随着烧结温度升高,孔隙的数量减少,尺寸减小,材料的硬度逐渐增大,密度和抗拉压度均先增大后减小,磨损量先降低后升高,磨擦因数逐渐降低;最佳的烧结温度为950℃,此时材料的密度为5.84g·cm-3,抗压强度为115MPa,摩擦因数为0.46,磨损量为0.063g。

  • 超低碳贝氏体钢埋弧焊焊缝金属的组织与力学性能

    作者:李继红 陈阳阳 任晓龙 张敏 期刊:《机械工程材料》 2016年第01期

    针对超低碳贝氏体钢HQ785DB的焊接特点,在低碳钢焊丝的基础上设计了一种埋弧焊用焊丝,将该焊丝匹配氟碱型SJ101焊剂对该钢进行焊接,研究了焊缝金属的显微组织、力学性能及冲击断口形貌。结果表明:焊缝金属组织以针状铁素体和板条贝氏体为主,另有少量弥散分布的粒状贝氏体;焊缝金属的抗拉强度为806.25 MPa,伸长率为16.78%,20℃时的冲击吸收功为183.25J;冲击断口上存在大量韧窝,以微孔聚集型的韧性断裂为主。

  • 铜层厚度及退火温度对ZnS/Cu/ZnS复合薄膜显微结构与性能的影响

    作者:王梦慧 易叶帆 鲍恩成 饶项炜 李晓涵 刘劲松 李子全 期刊:《机械工程材料》 2016年第01期

    采用磁控溅射技术制备了不同铜层厚度的ZnS/Cu/ZnS复合薄膜,并在不同温度(100~300℃)下对其进行退火处理,研究了铜层厚度和退火温度对复合薄膜物相、表面形貌、透光率和表面电阻等的影响。结果表明:随着铜层厚度增加,复合薄膜的表面粗糙度逐渐减小后趋于平缓,方块电阻逐渐下降;当铜层厚度为16nm时,复合薄膜的最高透光率最大为87%,方块电阻为62.5Ω;随着退火温度升高,复合薄膜中ZnS层结晶性增强,表面出现颗粒团簇;在100℃退火后,铜层厚度为16nm的复合薄膜的最高透光率为89%,方块电阻为46.3Ω。

  • 渗氮电压对液相等离子体电解渗氮层组织及耐腐蚀性能的影响

    作者:钟芳兴 陈雄清 许武波 华小珍 周贤良 期刊:《机械工程材料》 2016年第01期

    以氨水和KCl的混合溶液为电解液,利用液相等离子体电解渗氮工艺在180,200,220,240V电压下于38CrMoAl钢表面制备了渗氮层,研究了渗氮电压对渗氮层组织与耐腐蚀性能的影响。结果表明:随着渗氮电压升高,渗氮层中白亮层和扩散层的厚度不断增加,当渗氮电压为240V时,白亮层和扩散层的厚度最大,分别为42.9μm和84.9μm;渗氮层表面均呈"火山凸起"微区形貌,随着渗氮电压增大,"火山凸起"微区的落差逐渐增大,孔洞分布均匀性逐渐降低,孔径逐渐增大,渗氮层的峰值硬度先增大后趋于稳定;在200,220,240V电压下制备渗氮层的耐腐蚀性能优于基体的;当渗氮电压为220V时,渗氮层的耐腐蚀性能最好。

  • 天然气分输减压阀阀体用铸钢的低温力学性能

    作者:李玉坤 尤泽广 肖铭 邹雪飞 期刊:《机械工程材料》 2016年第01期

    以天然气分输减压阀阀体用1.6220铸钢为研究对象,采用低温拉伸以及低温冲击试验方法研究了其热轧态和调质态的力学性能随试验温度的变化规律,获得了其韧脆转变温度,观察了不同温度下冲击试样的断口形貌。结果表明:随着试验温度的降低,该铸钢的屈服强度和抗拉强度显著提高,断面收缩率和伸长率逐渐下降;调质处理明显改善了铸钢的低温力学性能,调质态铸钢的屈服强度、抗拉强度、塑性均比热轧态的高,韧脆转变温度由热轧态的2.76℃降低到-14.46℃;随着温度的降低,铸钢的断裂形式由韧性断裂向解理断裂转变。

  • 碳纤维/环氧树脂复合材料湿热老化后的力学性能

    作者:回丽 张旭 许磊 王勇刚 期刊:《机械工程材料》 2016年第01期

    将碳纤维/环氧树脂复合材料在温度为71℃、相对湿度为85%的环境下吸湿至平衡后研究了它的吸湿行为,然后分别在室温和71,93,116,132℃下进行了弯曲性能、纵横剪切性能、动态力学性能试验,研究了该复合材料湿热老化后的力学性能。结果表明:碳纤维/环氧树脂复合材料的吸湿率较低,其饱和吸湿率仅为0.91%左右;湿热老化后,复合材料的弯曲强度保持率在50%以上,弯曲模量保持率在80%以上,纵横剪切强度保持率在55%以上,其玻璃化转变温度为195℃,极限耐热温度可达到132℃;该碳纤维/环氧树脂复合材料具有良好的耐湿热老化能力。

  • 银合金化镁钙合金中AgMg、Mg2Ca和AgCa相的第一性原理计算

    作者:杨阳 毛萍莉 刘正 王峰 王志 期刊:《机械工程材料》 2016年第01期

    采用基于密度泛函理论(DFT)的Materials Studio中的CASTEP模块,对银合金化镁钙合金中AgMg、Mg2Ca、AgCa相的热力学性质、电子结构和弹性性质进行了第一性原理计算,将计算得到的合金形成热、结合能、体模量、剪切模量、弹性模量、泊松比、熔点和硬度与文献值进行了对比。结果表明:AgMg相的结合能力最强,结构最稳定,抵抗变形能力和抗剪切能力最强,熔点和硬度最高;AgCa相的塑性和延展性要高于其它两相的;计算结果与文献值相差不大,证明了计算结果的正确性。

  • 不同质子酸二次掺杂聚苯胺的导电性能

    作者:贾艺凡 刘朝辉 廖梓珺 邓智平 王飞 叶圣天 期刊:《机械工程材料》 2016年第01期

    首先通过化学氧化法制备本征态聚苯胺(EB),然后利用4种质子酸(DBSA、SSA、HCl、H3PO4)对EB进行二次掺杂制备了二次掺杂聚苯胺(PANI),通过研究质子酸浓度、掺杂时间和掺杂温度对二次掺杂PANI电导率的影响,得到了最适宜的二次掺杂条件,并考察了最适宜掺杂条件下制备的二次掺杂PANI的结构和形貌。结果表明:最适宜的二次掺杂条件为掺杂剂浓度1.0mol·L-1,掺杂时间6h,掺杂温度为25℃,此时二次掺杂PANI的电导率最高,其中DBSA二次掺杂PANI的电导率最高,为3.301S·cm-1;与EB相比,二次掺杂PANI的红外特征峰变宽且向低频移动;DBSA二次掺杂PANI的结晶度最高,其微观结构由较为分散的圆形颗粒组成。

  • 二次轧制参数和退火热处理对TA5-A钛合金热轧板力学性能的影响

    作者:宫敏利 李淑英 期刊:《机械工程材料》 2016年第01期

    对TA5-A钛合金板采用不同的二次轧制工艺进行热轧,然后再进行退火热处理,主要研究了二次轧制参数和退火热处理对热轧板材力学性能的影响。结果表明:在加热制度相同的条件下,因钛合金板材边部降温快,塑性差,故而轧制变形率较大且终轧温度低的板材边部出现了较多裂纹;较大的轧制变形率有利于提高热处理后钛合金的强度、塑性和韧性,终轧温度控制在800℃左右比较合适;随着退火温度升高,钛合金板材的伸长率和断面收缩率均升高,而强度及冲击韧性则均下降。

  • 基于元模型方法的6013铝合金热变形流变行为建模

    作者:肖罡 杨钦文 何欢 李落星 曾建民 期刊:《机械工程材料》 2016年第01期

    为探寻金属材料热变形流变行为建模的高效方法,运用Gleeble-3500型热模拟机对6013铝合金进行了热压缩试验,基于试验数据和三种元模型方法(克里金、径向基函数与多元多项式)分别构建了该合金的热变形流变行为模型,并就各方法建模的预测能力进行了分析与对比。结果表明:三种元模型方法均可建立较高精度的预测模型,可以描述各热力学参数之间高度非线性的复杂关系;在模型预测精度和泛化能力方面,克里金方法较径向基函数和多元多项式方法均具有显著优势,是元模型方法中可用于金属热变形流变行为建模的一种较为准确有效的方法。

  • SiCp/Al复合材料铣削有限元模拟的可行性

    作者:顼航 徐建新 刘礼平 期刊:《机械工程材料》 2016年第01期

    基于有限元分析软件ABAQUS,对SiCp/Al复合材料的三维铣削过程进行有限元模拟,基于正交试验得到了三向铣削力的模拟结果,再对模拟得到的铣削力进行多元线性回归分析得到了铣削力的多元回归方程,将通过回归方程计算得到的铣削力与试验得到的进行对比,论证了SiCp/Al复合材料铣削有限元模拟的可行性;分析了主轴转速、进给量、轴向切深对铣削合力的影响程度及影响趋势。结果表明:对铣削力影响程度从大到小依次为进给量、轴向切深、主轴转速;铣削合力随着进给量和轴向切深的增大而增大,随着主轴转速的增大而减小;通过回归方程计算得到的三向铣削力与试验值的误差都在10%范围内,说明利用有限元软件进行铣削模拟是可行的。

  • 天然气管道开裂的原因

    作者:宋耀民 张亦良 王晶 刘清泉 期刊:《机械工程材料》 2016年第01期

    某Q235钢天然气管道运行10a后发生了泄漏,采用表面宏观形貌观察、力学性能测试、金相检验、硬度及残余应力检验等方法分析了管道开裂的原因。结果表明:管道的开裂为焊接质量存在严重问题而导致的脆性开裂;焊接残余应力和工作应力、组装应力叠加形成的局部高应力是管道失效的根本原因;采用适当的焊接工艺、焊后消除应力处理等措施,可降低管道开裂的几率。

  • 某油田N80钢油管腐蚀失效的原因

    作者:黄本生 卢杰 邓龙 李佳宸 期刊:《机械工程材料》 2016年第01期

    通过对某油田使用的N80钢油管的化学成分、显微组织、腐蚀形貌和腐蚀产物进行分析,探讨了该油管腐蚀失效的原因。结果表明:该油管的主要腐蚀形式为局部腐蚀,外壁主要表现为大面积的点蚀,内壁主要表现为涂层破坏引起的严重局部腐蚀;腐蚀介质中的O2、Cl-和S2-导致油管发生吸氧腐蚀、氯盐腐蚀和硫化物腐蚀,其中Cl-为主要的腐蚀介质;S2-和Cl-的协同作用会加速腐蚀产物膜的破坏,从而导致腐蚀加剧。

  • 金刚石圆锯片刀头脱落的原因

    作者:王怀超 张进生 王飞 王志 王龙滨 期刊:《机械工程材料》 2016年第01期

    某批次金刚石圆锯片在锯切花岗石过程中发生了刀头从锯片基体上脱落的事故,为找到刀头脱落的原因,对刀头脱落处基体的化学成分、显微组织以及断口的宏观、微观形貌进行了分析;对不同热处理批次的金刚石圆锯片在标准锯切参数下进行锯切试验,分析了刀头脱落的主要原因,并提出了改进措施。结果表明:金刚石圆锯片基体75Cr1合金钢的热处理工艺不当,导致基体与刀头的组织和硬度差异明显,使得锯切过程中基体外圆区域发生脆性断裂,从而导致刀头脱落;建议适当延长圆锯片基体的奥氏体化保温时间,必要时可在淬火前增加一道高温退火工序。

  • 某热电厂20G钢锅炉水冷壁管鼓包的原因

    作者:汤鹏杰 姜勇 巩建鸣 荣冬松 期刊:《机械工程材料》 2016年第01期

    采用拉伸试验、金相分析、热力学模拟计算和蠕变试验等方法对某热电厂20G钢锅炉水冷壁管产生鼓包的原因进行分析。结果表明:管内壁结垢引起水冷壁管超温是产生鼓包的原因;对垢层厚度与管壁温度的关系进行热力学计算,并结合金相分析确定产生鼓包的超温温度在650~723℃之间。

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