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机械工程材料杂志 2017年第02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
  • 金属材料疲劳寿命评估的研究现状

    作者:孙孝央; 王泽华; 周泽华; 邵佳; 盛欢; 钱坤才; 吴射章 期刊:《机械工程材料》 2017年第02期

    综述了金属材料疲劳失效分析的基本过程和疲劳寿命评估方法,重点介绍了工程中常用的Miner线性累积损伤理论、能量法、弹塑性有限元法、超载迟滞模型等评估理论和模型,分析了这几种方法和模型的适用条件及优缺点。随着试验技术和计算机模拟技术的发展,假设条件将更精确,采用试验和计算机模拟技术相结合的方法预测和评估金属材料疲劳寿命是今后的发展方向。

  • 电站锅炉用耐热钢管焊接接头再热裂纹研究进展

    作者:张新; 张志刚; 王晓茹; 李少华 期刊:《机械工程材料》 2017年第02期

    从再热裂纹的特征、形成机理和预防措施等方面综述了火力发电机组电站锅炉用耐热钢管焊接接头中再热裂纹的研究进展。目前关于再热裂纹的研究和应用还不十分深入,认识也不统一,对部分材料发生再热裂纹现象的解释还不充分,甚至存在相互矛盾之处。今后对电站锅炉用耐热钢管焊接接头再热裂纹的研究应集中在材料成分与性能的优化、沉淀析出、失效模型和高分辨率组织等方面,同时应建立再热裂纹评价系统以实现再热裂纹的预测与评价。

  • 钡掺杂量对镧掺杂锆锡钛酸铅陶瓷电性能的影响

    作者:齐爽; 段林海; 曾涛; 白杨; 曹剑武 期刊:《机械工程材料》 2017年第02期

    采用传统固相合成法制备了Pb0.97-x La0.02 Bax Zr0.38 Sn0.38 Ti0.07O3 (x = 0,0.09,0.11,0.13,物质的量分数)反铁电陶瓷,研究了钡掺杂量对该陶瓷微观结构、介电性能和储能特性的影响。结果表明:钡能掺入到陶瓷晶格中形成钙钛矿结构;随着钡掺杂量的增加,陶瓷的反铁电-顺电相变温度降低,介电常数增大;当x=0.09时,室温下施加5.4kV·mm-1的电场,陶瓷的储能密度为0.7J·cm-3,应用电场强度比文献报道的低,说明钡的添加降低了陶瓷的应用电场强度;陶瓷的储能特性与钡掺杂量呈线性关系。

  • 不同氧化铝源对富镁尖晶石烧结行为的影响

    作者:刘江波; 王周福; 王敬伟; 刘浩; 王玺堂; 马妍 期刊:《机械工程材料》 2017年第02期

    以富镁尖晶石细粉为主要原料,分别添加活性氧化铝微粉、可水合氧化铝ρ-Al2O3、分析纯Al(OH)3、工业氧化铝四种氧化铝源,在1 550~1 700℃烧结制备镁铝尖晶石;研究了氧化铝源对富镁尖晶石烧结行为的影响,并分析了镁铝尖晶石的物相组成及显微结构。结果表明:不同种类氧化铝源对富镁尖晶石烧结行为的影响差别较大,活性氧化铝微粉的加入能显著促进其烧结致密化,ρ-Al2O3、Al(OH)3和工业氧化铝的加入则不利于其烧结致密化;在低于1 650℃烧结时,主要是游离氧化镁与氧化铝反应形成镁铝尖晶石,高于1 650℃烧结时,则有少量氧化铝固溶到尖晶石晶格中;加入活性氧化铝微粉的富镁尖晶石经1 700℃烧结3 h后,得到的镁铝尖晶石晶体发育较为完善,结构致密。

  • 含不同稳定剂氧化锆陶瓷的抗水热老化性能及其机理

    作者:周宏明; 夏庆路; 李荐 期刊:《机械工程材料》 2017年第02期

    将复合稳定剂稳定(C-TZP)、Y2O3稳定(Y-TZP)和CeO2稳定(Ce-TZP)四方相氧化锆多晶陶瓷在200℃水热处理0~45 h,研究了水热处理前后陶瓷的微观形貌、物相组成,以及不同水热时间下的力学性能,分析了其水热老化机理。结果表明:随着水热时间的延长,3种氧化锆陶瓷的硬度、抗弯强度及断裂韧性均有不同程度下降,其中Y-TZP陶瓷的下降幅度最大,C-TZP陶瓷的次之;与水热处理前的相比,Y-TZP陶瓷水热处理30 h后其单斜相体积分数增加了58%,Ce-TZP陶瓷和C-TZP陶瓷水热处理45 h后单斜相含量增加较少,Y-TZP陶瓷的抗水热老化性能最差;Y2O3是引起水热老化的直接原因,减少Y2O3增加CeO2含量有利于抑制水热老化,其水热老化过程符合氧化锆陶瓷水热老化的化学腐蚀模型。

  • 交变电场作用下PLZT铁电陶瓷畴变的原位Raman观测

    作者:张飒 期刊:《机械工程材料》 2017年第02期

    采用传统固相法制备了掺镧锆钛酸铅(PLZT)铁电陶瓷,经不同方向极化后,进行了交变电场循环加载疲劳试验,原位测试了不同循环周次下的Raman谱和电滞回线,分析了Raman软模强度和剩余极化强度的变化规律。结果表明:此铁电陶瓷在交变电场作用下的畴变导致了Raman峰强度和铁电性能的下降;随循环周次的增加,Raman软模相对强度和相对剩余极化强度均先快速下降后再缓慢下降,且下降趋势由急变缓的拐点基本出现在循环106.2周次时;纵向极化试样的Raman谱软模相对强度和相对剩余极化强度随循环周次增加的下降幅度大于未极化和切向极化试样的。

  • 高碳钢盘条在冷拉拔过程中织构、泰勒因子和取向差的演变

    作者:张珂; 吴园园; 许峰; 王雷 期刊:《机械工程材料》 2017年第02期

    利用电子背散射衍射技术对高碳钢盘条冷拉拔过程中的织构、泰勒因子和取向差演变进行了表征,根据泰勒因子的变化解释了织构的演变过程,讨论了演变机制,同时,也初步研究了取向差的相关联和非相关联分布。结果表明:随着拉拔应变量的增大,盘条中泰勒因子统计平均值大于3的晶粒所占比率逐步增加,说明在连续冷拉拔过程中,〈113〉丝织构向(110〉丝织构发生了转变;珠光体团明显变形,导致小角度晶界数量显著增多;当应变量较小时,非相关联分布与Mackenzie分布一致;当应变量较大时,非相关联取向差分布图在20°和55°附近均出现峰值,反映出位错增殖和小角度晶界向大角度晶界发生了转变。

  • 表面微弧氧化镁合金在流动模拟体液中的磨损行为

    作者:宁生科; 秦静; 马保吉 期刊:《机械工程材料》 2017年第02期

    对AZ91D镁合金进行了表面微弧氧化处理,研究了处理前后合金在流量为2 mL·min-1的模拟体液中浸泡5 d后的耐腐蚀降解性能;对浸泡5 d的微弧氧化镁合金在流动模拟体液中进行了摩擦磨损试验,研究了载荷、转速、磨损时间对其摩擦磨损性能的影响,分析了其磨损形貌及规律。结果表明:微弧氧化膜为多孔结构,局部有细小裂纹。微弧氧化镁合金的耐腐蚀降解性能明显优于镁合金基体的。浸泡5 d后的微弧氧化镁合金在模拟体液中进行磨损时,其摩擦因数随载荷的增大而增大,随转速增大、磨损时间的延长而减小;磨损量随载荷、转速增大和磨损时间延长而增大;低速时以黏着磨损为主,高速时以剥层磨损为主。

  • 长期服役后超超临界机组P92钢焊接接头焊缝金属中微裂纹的特征

    作者:张晶; 邹勇; 李新梅; 杜宝帅; 李向前 期刊:《机械工程材料》 2017年第02期

    利用光学显微镜、扫描电镜以及能谱仪对超超临界机组服役8000h后的主蒸汽管道P92钢焊接接头焊缝金属中的微裂纹进行了观察,分析了微裂纹的形态、分布和性质。结果表明:P92钢焊接接头焊缝金属中的微裂纹呈蠕虫状断续分布,走向既有沿晶又有穿晶;在裂纹尖端区域有大量析出相;微裂纹的产生与应力和微区的组织状态有关,它起源于焊接过程中的低温区,是由微小脆化裂纹在应力场的作用下相互连接而形成的。

  • 氧化镁稳定氧化锆浆料的流动性和稳定性

    作者:杜亚男; 谢建林 期刊:《机械工程材料》 2017年第02期

    为了获得流动性和稳定性较好的氧化镁稳定氧化锆浆料,通过黏度测试和沉降试验,并结合Zeta电位和粒径测试,分析了固含量、分散剂加入量、浆料pH和球磨时间对浆料流动性和稳定性的影响。结果表明:随着固含量增大,浆料的黏度增大,流动性变差,稳定性增加;随着分散剂加入量和浆料pH增加以及球磨时间延长,浆料的流动性先增强后变差,稳定性先增强后趋于稳定;浆料呈碱性时,Zeta电位的绝对值较大,浆料的稳定性好;随分散剂加入量增加,Zeta电位的绝对值先增大后减小;当固含量为45%、加入稳定剂的体积分数为2%、浆料pH为9、球磨时间为48 h时,可获得流动性和稳定性均较好的陶瓷浆料。

  • (Na0.52K0.44Li0.04)(Nb0.9Sb0.04Ta0.06) O3压电陶瓷及蜂鸣器的制备与性能

    作者:韩雪飞; 邹祺; 曾涛; 杨晓波; 曹剑武 期刊:《机械工程材料》 2017年第02期

    采用固相烧结法制备了φ15 mm×0.1 mm的(Na0.52K0.44Li0.04)(Nb0.9Sb0.04Ta0.06)O3压电陶瓷,研究了其微观结构、电学性能以及热退极化性能;将该陶瓷封装制成蜂鸣器,测试了其声学性能并与市购铅基蜂鸣器进行了对比。结果表明:该陶瓷具有单一的四方相钙钛矿结构,在低于其居里温度(265℃)条件下的压电常数、机电耦合系数分别约为280 pC·N-1,达到未升温陶瓷的89.2%,温度稳定性好;在1~4 kHz、9 V交流电条件下,由该陶瓷组装的蜂鸣器的声压级略小于铅基蜂鸣器的,在2 kHz、3 V条件下则大于铅基蜂鸣器的,且该蜂鸣器在-40~85℃的声学性能稳定。

  • 碳热/硼热还原法制备ZrB2-SiC复合粉体

    作者:李发亮; 杜爽; 张海军; 张少伟; 鲁礼林 期刊:《机械工程材料》 2017年第02期

    以氧化锆、氧化硅、氧化硼及活性炭为原料,采用碳热/硼热还原法制备了ZrB2-SiC复合粉体,并对合成过程进行了热力学分析,研究了反应温度以及活性炭含量对复合粉体物相组成和显微结构的影响。结果表明:在1 400~1 450℃温度范围可以合成ZrB2-SiC复合粉体;提高反应温度有利于合成ZrB2-SiC复合粉体,经1 450℃保温3 h反应可以得到较纯的ZrB2-SiC复合粉体;活性炭过量50%和75%(物质的量分数)条件下制备的复合粉体的物相组成基本相同。

  • 低温固相反应法合成铝酸镧粉体及表征

    作者:万俊; 王周福; 田政权; 刘浩; 王玺堂; 马妍 期刊:《机械工程材料》 2017年第02期

    以九水合硝酸铝、六水合硝酸镧为原料,柠檬酸为络合剂,通过低温固相反应法制备铝酸镧前驱体,分析了该前驱体的组成及热分解过程;将铝酸镧前驱体在不同温度下煅烧制备铝酸镧粉体,研究了铝酸镧粉体的合成温度以及煅烧温度对铝酸镧粉体形貌、粒径和比表面积的影响。结果表明:铝酸镧前驱体中形成了含有La-O-Al键的络合物,当煅烧温度达到700℃时开始生成铝酸镧晶体;随着煅烧温度的升高,铝酸镧晶体的晶格畸变程度减小,晶粒逐渐长大,粉体结晶度不断提高,粒径则逐渐减小;在1 000℃煅烧得到铝酸镧粉体的粒径最小,为0.310 μm,比表面积最大,为16.58 m2·g-1。

  • 高强度特厚Q460钢板的轧制工艺与力学性能

    作者:宋欣; 谌铁强; 黄少帅; 郑会平; 张学峰; 白学军 期刊:《机械工程材料》 2017年第02期

    通过合理的成分设计及严格的控轧控冷工艺,成功开发了高强度120mm厚Q460钢板,研究了轧制工艺对其显微组织和力学性能的影响。结果表明:不同轧制工艺下,试验钢板的显微组织均为铁素体加珠光体的混合组织,心部存在较明显的带状组织;提高轧制后的冷却强度,可略微提高钢板的强度,但其冲击韧性不会改善;提高待温厚度可在一定程度上细化铁素体及珠光体组织,减少带状组织,在强度基本不变的前提下显著提高钢板的冲击韧性。

  • 石墨烯/碳纳米管气凝胶的制备及其弹性性能

    作者:刁煜; 汤厚睿; 吕鹏 期刊:《机械工程材料》 2017年第02期

    以Hummers法制备的氧化石墨烯和管径为30~50 nm、长50~100 μm的碳纳米管为原料,采用水热还原法及冷冻干燥处理制备了石墨烯气凝胶和石墨烯/碳纳米管气凝胶,研究了气凝胶的物相组成、微观形貌和弹性性能,分析了碳纳米管对弹性性能的影响机理。结果表明:两种气凝胶均具有三维多孔结构,碳纳米管均匀地分布在石墨烯上,并且缠绕在石墨烯片层的内壁和片层间的连接点处;石墨烯/碳纳米管气凝胶的可回复压缩变形量高达90%,远大于石墨烯气凝胶的;碳纳米管可以有效地防止层叠石墨烯片层间的滑动,提高石墨烯的结构稳固性。

  • 激光选区熔化成形铝合金的组织、性能与倾斜面成形质量

    作者:朱小刚; 孙靖; 王联凤; 程灵钰; 文珊珊; 杨洋 期刊:《机械工程材料》 2017年第02期

    采用优化工艺参数对AlSi10Mg铝合金进行激光选区熔化(SLM)成形,对平行于和垂直于SLM成形方向的显微组织、拉伸性能、冲击性能以及相对密度进行了对比研究;分析了SLM直接成形不同倾斜角度倾斜面的成形质量。结果表明:平行于SLM成形方向的显微组织与垂直于SLM成形方向的在生长方向上存在差异性;沿垂直于SLM成形方向截取试样的平均抗拉强度、屈服强度、断后伸长率、冲击功分别为364 MPa,303 MPa,6.7%,5.1 J,高于平行于SLM成形方向的;当倾斜角度不大于45°时,倾斜面成形质量较好,当倾斜角度大于50°时,倾斜面下表面出现坍塌现象。

  • 不同厚度和开口孔隙率多孔SiC陶瓷滤片的水渗透性能

    作者:李红伟; 尉楠; 梁俊耳; 饶欣远; 戚鹏超; 王伟 期刊:《机械工程材料》 2017年第02期

    通过改变原料中造孔剂石油焦粉的含量,在870℃保温2 h烧结制备了开口孔隙率分别为39.2%,48.9%,54.4%的不同厚度多孔SiC陶瓷滤片,通过扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪等分析了其微观形貌和物相组成,并采用端滤法研究了厚度和开口孔隙率对水渗透通量的影响。结果表明:多孔SiC陶瓷滤片的孔隙分布均匀;随着厚度的增加,陶瓷滤片的水渗透通量呈线性下降,当厚度超过8 mm时,水将难以渗透;在相同厚度下,随着开口孔隙率的增大,水渗透通量迅速提高;开口孔隙率对水渗透通量的影响比滤片厚度的影响大。

  • 铁镍基合金925在含硫、H2S和CO2盐溶液中的腐蚀行为

    作者:王春光; 王东哲; 刘海定; 刘微; 蔡欣男; 陈登华 期刊:《机械工程材料》 2017年第02期

    在150℃含硫、H2S和CO2的盐溶液中,对铁镍基合金925分别进行了均匀腐蚀和四点弯梁应力腐蚀试验,分析了腐蚀后的形貌和腐蚀产物组成,研究了腐蚀反应机理。结果表明:均匀腐蚀试验360 h后,铁镍基合金925表面有明显的局部腐蚀现象,计算所得的均匀腐蚀速率约0.37 mm·a-1,腐蚀产物主要由铁、镍和硫组成,单质硫的加入是合金发生局部腐蚀的主要原因;应力腐蚀试验1 080 h后,该合金没有出现应力腐蚀开裂,腐蚀产物含有大量氧元素,说明有较多的H2O或OH-参与了腐蚀反应。

  • 热处理对CaO-MgO-SiO2陶瓷纤维抗水化性能的影响

    作者:袁莉君; 刘浩; 王周福; 王玺堂; 马妍 期刊:《机械工程材料》 2017年第02期

    采用高温熔融法制备了CaO-MgO-Si02陶瓷纤维,并在800~1200℃进行了热处理,研究了热处理温度对该陶瓷纤维表面形貌和抗水化性能的影响。结果表明:热处理温度的升高会导致纤维从表面晶化变为整体晶化,呈现为晶态和无定形态共存的结构;不同温度热处理后纤维的结构差异及相界面的存在,导致其在去离子水浸泡过程中,与OH-之间表现出不同的反应活性,进而显著影响了热处理后纤维的抗水化性能。

  • 影响FB780先进高强度钢扩孔性能的因素

    作者:赵雪; 纪登鹏; 张梅; 周晓航; 宋佳男; 万紫 期刊:《机械工程材料》 2017年第02期

    为研究影响FB780先进高强度钢扩孔性能的主要因素,按GB/T 15825.4-2008标准进行扩孔试验,采用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度计等对扩孔前后试验钢的显微组织、冲孔表面光亮带与撕裂带形貌、近冲孔孔缘2 mm的微区硬度梯度以及扩孔件上贯穿裂纹处的形貌及其中的第二相进行了分析,得到了影响FB780钢扩孔性能的主要因素。结果表明:影响试验钢扩孔性能的主要因素为孔缘附近微区的硬度、显微组织及冲孔表面的质量;扩孔率随着孔缘附近微区的硬度显著增大而降低;扩孔过程中裂纹的形成与扩展是通过微孔聚集模式进行的;显微组织及冲孔表面质量的提高对扩孔性能有利。

  • Al2O3-SiO2陶瓷纤维对堇青石结合碳化硅复相材料性能的影响

    作者:赵腾; 王玺堂; 王周福; 刘浩; 马妍 期刊:《机械工程材料》 2017年第02期

    以碳化硅颗粒为骨料,以滑石粉、苏州土和α-Al2O3粉为基质并适量加入Al2O3-SiO2陶瓷纤维,通过原位反应合成法制备了堇青石结合碳化硅复相材料,研究了纤维加入量(质量分数0~10%)对该复相材料性能的影响。结果表明:该复相材料的主晶相为碳化硅和堇青石,当Al2O3-SiO2陶瓷纤维质量分数小于8%时,纤维与基体结合紧密,分散较好;随纤维加入量的增加,复相材料的抗折强度先增大后降低,抗热震性能则逐渐提高;当纤维质量分数为8%时,复相材料的抗折强度最大,达33 MPa,其综合性能良好。

  • 微量锆、镧对Al-Zn-Mg-Cu合金组织和性能的影响

    作者:金辉; 李新梅 期刊:《机械工程材料》 2017年第02期

    分别制备了未添加和同时添加0.1%(质量分数,下同)锆和0.2%镧的铸态Al-Zn-Mg-Cu合金,然后进行了均匀化、固溶和时效处理,研究了锆、镧的添加对该合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:添加0.1%锆和0.2%镧后,该合金的形核率增加,组织分布更加均匀,晶粒得到了细化;其铸态硬度、抗拉强度、伸长率分别比未添加锆、镧的提高了13.60%,25.00%,21.88%;断裂方式由未添加锆、镧合金的沿晶断裂转变为韧窝型穿晶断裂,合金的韧性得到了提高。

  • 热等静压及退火对铸造TG6钛合金组织和拉伸性能的影响

    作者:朱郎平; 李建崇; 莫晓飞; 魏战雷; 李岩; 罗倩; 南海 期刊:《机械工程材料》 2017年第02期

    对熔模精密铸造的近α型TG6钛合金依次进行了热等静压和不同温度退火处理,研究了不同状态合金的显微组织和拉伸性能。结果表明:铸态合金的显微组织主要为魏氏组织,组织中存在缩松缺陷;其室温抗拉强度和伸长率分别为871.3 MPa,0.8%,缩松处为断裂源。900℃热等静压处理消除了缩松缺陷,合金的室温伸长率提高至3.7%,拉伸断口呈准解理断裂特征。经700~800℃退火处理后,合金组织中的β板条部分溶解并析出条状及颗粒状硅化物,在α板条中弥散分布着α2相析出物;其室温伸长率提高到11%以上,室温及550℃拉伸断口为韧性断裂和解理断裂共存的混合型断口,而650℃和700℃拉伸断口呈腐蚀开裂特征。

  • P92钢多轴蠕变本构模型的建立及验证

    作者:常愿; 徐鸿; 蓝翔 期刊:《机械工程材料》 2017年第02期

    在650℃、120~145 MPa条件下对P92钢光滑试样和双缺口试样进行了蠕变试验,基于Liu-Murakami和Norton-Bailey本构模型,建立了一种修正的蠕变本构模型并加以验证;在此基础上,明确模型常数的确定方法,并对P92钢光滑试样和双缺口试样的蠕变行为进行了模拟。结果表明:修正后的模型可以有效地模拟P92钢650℃蠕变的三个阶段,缓解了传统Kachanov-Robotnov(K-R)模型对网格敏感性的问题;双缺口试样的蠕变断裂寿命均远大于相同条件下光滑试样的,即存在缺口增强效应,且缺口锐度越大,缺口增强效应越明显;损伤量与多轴度之间存在正相关性。

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