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机械工程材料杂志 2017年第05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
  • 锡对Mg-5Zn-1Mn合金显微组织及拉伸性能的影响

    作者:佘庆元; 严红革; 陈吉华; 苏斌; 陈潮; 陆梅; 曹梦馨; 余浪 期刊:《机械工程材料》 2017年第05期

    对铸态Mg-5Zn-1Mn-xSn(x分别为0,0.3,0.6,0.9,质量分数/%)合金进行了330℃×24h+400℃×2h的均匀化处理,然后在应变速率为9.1s^-1条件下轧制成厚度为2 mm的合金板,研究了锡添加量对铸态和轧制态合金显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:锡的添加可以细化试验合金的铸态及其均匀化处理后的显微组织,并形成高熔点Mg2Sn相,促进后续轧制过程中试验合金的动态再结晶并细化晶粒;经轧制后,试验合金的拉伸性能优于其铸态的,且随着锡含量的增加,轧制态合金的强度与塑性呈先上升后下降的变化趋势,其断裂形式从准解理断裂逐渐向延性断裂转变;Mg-5Zn-1Mn-0.6Sn合金的拉伸性能最佳,其抗拉强度和伸长率分别为337MPa和21%。

  • 预应变对304奥氏体不锈钢低温气体渗碳的影响

    作者:付明辉; 巩建鸣; 姜勇; 彭亚伟 期刊:《机械工程材料》 2017年第05期

    采用拉伸试验机对304奥氏体不锈钢进行了不同程度的塑性预应变,然后利用新型低温气体渗碳工艺对其进行渗碳处理,最后通过残余应力仪、X射线衍射仪、铁素体测量仪等分析了预应变对304奥氏体不锈钢低温气体渗碳的影响。结果表明:预应变后304奥氏体不锈钢中发生了马氏体相变,马氏体转变量随着变形程度的增大而增多,当预应变超过15%后马氏体转变量的增加比较显著;预应变几乎不会影响其渗碳层的厚度,且渗碳层中的马氏体转变为扩张奥氏体(γC);预应变不影响304奥氏体不锈钢低温气体渗碳的表面强化效果。

  • 外加电位对C110钢抗硫化物应力开裂及氢渗透行为的影响

    作者:赵国仙; 李婷; 谢俊峰; 吕祥鸿; 薛艳; 钟强 期刊:《机械工程材料》 2017年第05期

    通过C110钢的硫化物应力开裂试验和氢渗透试验,研究了外加电位对C110钢抗硫化物应力开裂及氢渗透行为的影响,并对其开裂机制进行了探讨。结果表明:当加载应力为C110钢屈服强度的85%、未外加电位时,C110钢通过了NACE TM 0177-2016标准A法检测,具有良好的抗硫化物应力开裂性能,而外加-100mV和+100mV电位(相对于开路电位)时,C110钢试样发生了断裂,硫化物应力开裂敏感性增强;外加阳极电位时,开裂机制与阳极溶解有关;外加阴极电位时,开裂机制与阴极析氢有关;随着外加阴极电位的增大,稳态氢渗透电流密度增大,次表面氢浓度增大,硫化物应力开裂的敏感性增强。

  • 原位合成层状Ti-(TiB+TiC)/Ti复合材料的组织与力学性能

    作者:段宏强; 韩远飞; 吕维洁; 王立强; 毛建伟; 张荻 期刊:《机械工程材料》 2017年第05期

    鉴于颗粒增强钛基复合材料在提高强度的同时会引起塑韧性的下降,借鉴性能优异生物材料的叠层微观结构,利用粉末冶金结合热加工工艺(热锻+退火)的方法,制备了增强体体积分数为5%-15%的原位合成层状Ti-(TiB+TiC)/Ti复合材料,并对其组织和力学性能进行了研究。结果表明:复合材料组织完全致密化,复合层中团聚的增强体被分散,纯钛层α晶粒沿锻造方向排列;复合材料的室温抗拉强度较纯钛的提高近一倍,退火后其伸长率明显提升;随增强体体积分数的增加,复合材料的强度稍有提高,但塑性下降较为明显,增强体体积分数为5%的复合材料具备优异的综合力学性能,与增强体体积分数为15%的复合材料相比,强度仅降低了4%,但伸长率却增加了3.8倍。

  • 不同工艺两相区淬火后高马氏体含量双相钢的显微组织与力学性能

    作者:李勇; 雷文华; 周毅 期刊:《机械工程材料》 2017年第05期

    采用扫描电镜、光学显微镜、洛氏硬度计、拉伸试验机等研究了两相区淬火时间和温度对高马氏体含量双相钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:在785℃淬火时,随保温时间的延长,双相组织中马氏体体积分数增加,铁素体体积分数减少,碳化物数量减少并发生固溶扩散,试验钢的硬度、屈服强度、抗拉强度均呈上升趋势,伸长率和断面收缩率均呈下降趋势;在785-830℃保温30min淬火后,随温度升高,淬火组织中铁素体体积分数减少,马氏体体积分数增加,碳化物数量减少,当淬火温度为815℃时,组织基本全部为马氏体,试验钢的硬度、抗拉强度均呈上升趋势,伸长率和断面收缩率均呈下降趋势,屈服强度则先上升后略有下降。

  • 深冷处理后0Cr17Mn17Mo3NiN奥氏体不锈钢的低温冲击性能

    作者:徐文慧; 徐桂芳; 罗锐; 吴晓东; 程晓农 期刊:《机械工程材料》 2017年第05期

    对深冷处理前后的0Cr17Mn17Mo3NiN奥氏体不锈钢分别进行了低温和常温冲击试验,研究了其冲击性能和断口形貌,分析了冲击断口附近的物相组成和显微组织。结果表明:试验钢的冲击功随着冲击试验温度的降低而减小,断裂方式由韧性断裂逐渐变为脆性断裂,韧脆转变温度约为-122℃;深冷处理能显著提高试验钢在20℃的冲击功,但深冷处理次数和保温时间对冲击韧性的影响不大;试验钢的低温组织稳定性好,低温冲击与深冷处理后均未发生马氏体相变或氮化物析出。

  • 热挤压对铸态Mg-3.5Al-3.5Ca-0.6Mn合金组织与性能的影响

    作者:张孟军; 夏伟军; 陈鼎; 王新; 肖迪 期刊:《机械工程材料》 2017年第05期

    研究了热挤压对铸态Mg-3.5Al-3.5Ca-0.6Mn合金显微组织、力学性能和耐蚀性能的影响。结果表明:热挤压能够明显细化铸态合金的组织,挤压后晶粒尺寸由80μm减小至6μm左右,沿晶界呈连续网状分布的粗大第二相被破碎成微米甚至纳米颗粒,并呈条带状分布于基体中;热挤压态合金的抗拉强度和伸长率分别达到313.9 MPa和9.3%,较铸态合金的分别提高了153.8%和564.3%;热挤压态合金的自腐蚀电位升高,高频容抗弧半径增大,自腐蚀电流密度和平均析氢速率下降;晶粒细化导致基体特别是晶界耐蚀性能的提高,呈条带状分布的第二相对腐蚀起到了屏障作用,晶粒细化后可形成相对稳定和致密的腐蚀产物膜,这些都是热挤压态合金耐蚀性能提高的主要原因。

  • 均匀化处理与试验温度对Incoloy-800合金拉伸时裂纹敏感性的影响

    作者:姚文选; 朱亮; 周辉 期刊:《机械工程材料》 2017年第05期

    对Incoloy-800合金进行了均匀化处理,再使用Thermorestor-W型热模拟试验机进行了高温拉伸试验,研究了试验温度和均匀化处理对该合金拉伸时裂纹敏感性的影响。结果表明:该合金产生裂纹最敏感的试验温度区间为1 000-1 150℃;经均匀化处理后,产生裂纹最敏感的温度区间不变,但临界应变增大;均匀化处理后合金的显微组织发生明显变化,晶界碳化物的形貌由连续层片状变为不连续颗粒状,因此在高温拉伸过程中该合金的拉伸载荷和流变应力均减小;在高温拉伸过程中,流变应力是合金产生裂纹的主要因素,当流变应力超过晶界结合强度时,出现沿晶界开裂的倾向增大,裂纹敏感性增加。

  • 辐照剂量及后固化温度对低能电子束分层固化复合材料层间性能的影响

    作者:张静静; 段玉岗; 赵新明 期刊:《机械工程材料》 2017年第05期

    采用一定剂量的低能电子束辐照预浸带并分层铺放,在不同温度下对预成型层合板进行热后固化制备复合材料,研究了辐照剂量及后固化温度对复合材料层间性能的影响。结果表明:上表面辐照剂量对复合材料层间剪切强度(ILSS)的影响比后固化温度的影响大,下表面辐照剂量的影响最小;当总辐照剂量(上下表面剂量之和)为100-130kGy时,复合材料层间剪切强度较高(66.3 MPa);辐照总剂量大于130kGy后,因黏接层平均固化度的增大导致复合材料层间黏接效果变差,层间剪切强度明显下降;后固化温度对经过低能电子束辐照后复合材料的固化速率影响较大,在满足预浸带上下表面完全固化的基础上,较低的固化温度能够改善复合材料的层间黏接性能并使其获得较高的层间剪切强度。

  • 电磁场对含不同二烷基二硫代磷酸锌150SN基础油润滑性能的影响

    作者:李建武; 江泽琦; 方建华; 陈波水; 谷科城 期刊:《机械工程材料》 2017年第05期

    采用改进后的四球摩擦磨损试验机,研究了电磁场对含丁辛基二硫代磷酸锌盐(T202)和含双辛基二硫代磷酸锌盐(T203)的150SN基础油润滑性能的影响,结合扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪的分析结果,初步探讨了电磁场的作用机理。结果表明:在有、无电磁场的作用下,T202和T203添加剂都能增强基础油的润滑性能,其最佳的质量分数分别为1.0%-1.5%和1.5%-2.0%;在电磁场作用下,两种含二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)基础油中钢球的磨斑直径均比无电磁场时的小,且磨斑表面的犁沟较浅,擦伤程度较轻微;电磁场通过促进钢球表面摩擦化学反应膜的生成和摩擦副表面的改性(Zn-Fe合金的生成),提高了两种含ZDDP基础油的润滑性能。

  • NixAlTiCrFeCoCu高熵合金的显微组织与性能

    作者:李安敏; 黄宇炜; 陈若怀; 欧阳志凤; 郑奇峰 期刊:《机械工程材料》 2017年第05期

    利用真空电弧炉制备了NixAlTiCrFeCoCu(x=0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0)高熵合金,研究了铸态合金的显微组织、压缩性能和耐腐蚀性能。结果表明:此高熵合金的显微组织主要由具有面心立方结构和体心立方结构的固溶体组成,有花瓣状α相、菊花状共晶组织、富铜的晶间组织和富镍相等;随着镍含量增加,花瓣状α相逐渐减少并消失(当x=2.0时),继而出现富镍相;除了NiAlTiCrFeCoCu合金外,其他5种成分合金的屈服强度都高于1.5GPa,抗压强度约为2GPa,压缩断口都为脆性断口;x=2.0时高熵合金在H2SO4溶液中的耐腐蚀性能最好;在NaCl溶液中,x=1.5,2.0,3.0时高熵合金的耐腐蚀性能均优于304不锈钢的。

  • 不同Si3N4相涂层坩埚中全熔多晶硅锭的制备及表征

    作者:李永乐; 黄金亮; 李飞龙; 李谦; 李丽华 期刊:《机械工程材料》 2017年第05期

    以α-Si3N4和β-Si3N4粉为原料,采用免烧结工艺在坩埚内壁上分别制备了α-Si3N4涂层、β-Si3N4涂层以及二者质量比为1∶1的复合涂层,然后在这些涂层坩埚中制备得到了多晶硅铸锭,观察了涂层和硅锭的表面形貌,测试了硅锭的表面粗糙度、晶粒大小以及红区长度。结果表明:α-Si3N4涂层表面粗糙不平、起伏不均匀,对应硅锭的表面粗糙度和晶粒尺寸最大,红区最长;β-Si3N4涂层表面较平整且起伏均匀,对应硅锭的表面粗糙度最小,晶粒尺寸较小,红区最短;复合涂层的表面粗糙度介于上述二者之间,对应硅锭的晶粒尺寸最小,红区长度介于二者之间。

  • 腐蚀预损伤与盐水环境对铝合金细节疲劳性能的影响

    作者:马少华; 费昺强; 周松; 回丽 期刊:《机械工程材料》 2017年第05期

    采用扫描电镜分析和疲劳试验等方法,研究了腐蚀预损伤和盐水环境对7XXX铝合金细节疲劳性能的影响,并探讨了对疲劳裂纹萌生和扩展的影响机理。结果表明:腐蚀预损伤和盐水环境对7XXX铝合金细节疲劳性能的影响较为显著;以未腐蚀试样在实验室空气环境下的细节疲劳额定强度截止值为基准,预腐蚀48h试样在实验室空气环境下的细节疲劳额定强度截止值的保持率为97%,未腐蚀试样和预腐蚀48h试样在盐水环境下的细节疲劳额定强度截止值的保持率分别为73%和67%。

  • 空化水射流冲蚀纯铜的表面空蚀损伤

    作者:刘欢; 赵秀娟; 刘鹏涛; 陈春焕; 任瑞铭 期刊:《机械工程材料》 2017年第05期

    利用自制空化水射流设备对纯铜进行了不同时间的冲蚀,研究了冲蚀后试样的显微组织、损伤形貌、表面粗糙度以及截面硬度,分析了空蚀损伤过程及机制。结果表明:一次射流区空蚀坑底部晶粒弯曲变形,而混合射流区的截面组织无明显变化;一次射流区在水射流冲蚀5min时,表面就已经出现空蚀坑、空蚀针孔,随冲蚀时间的延长,空蚀坑和空蚀针孔数量增多,晶粒形貌逐步显现,同时出现大量的变形滑移带和金属剥落现象;混合射流区的空蚀坑大而浅,且随着时间的延长整个晶粒形貌全部显现;空蚀坑是以空蚀针孔聚集导致少量金属剥落这种形式长大的;随冲蚀时间的延长,两区的表面粗糙度逐渐上升,且混合射流区的表面粗糙度大于一次射流区的,其硬化层厚度和近表层硬度也相对较大。

  • 硅灰含量对碳毡/水泥复合材料摩擦学性能的影响

    作者:姜爱雄; 徐立新; 管厚兵; 杨智伟; 贾纮 期刊:《机械工程材料》 2017年第05期

    以水泥为黏结剂,碳(纤维)毡为增强材料,硅灰为摩擦性能调节剂,采用浸渍法制备了不同硅灰含量碳毡/水泥复合材料,研究了硅灰含量对复合材料摩擦学性能的影响,分析了摩擦磨损机理。结果表明:随着硅灰含量的增加,复合材料的密度先增大后减小,摩擦因数和磨损率则先减小后增大;在摩擦过程中,摩擦表面温度随时间的延长均呈先升高后平稳的变化趋势,稳定后的温度随硅灰含量的增加先减小后增大;当硅灰质量分数为20%时,复合材料摩擦学性能最好,密度最大(1.53g·cm^-3),摩擦因数和磨损率最小,分别为0.55和5.32×10^-6g·N^-1·m^-1,对应磨损表面上的磨痕短且浅,且存在由磨屑形成的均匀连续润滑薄膜。

  • BiScO3-xPbTiO3-yPb(Yb(1/2)Nb(1/2))O3压电陶瓷的性能

    作者:李卫民; 胡悫睿; 杨颖 期刊:《机械工程材料》 2017年第05期

    用前驱体法制备出了BiScO3-xPbTiO3-yPb(Yb(1/2)Nb(1/2))O3(BS-xPT-yPYN,y=0.10,0.15,0.20,0.30)压电陶瓷,研究了PYN物质的量分数y对陶瓷微观形貌、物相组成、相结构、铁电性能以及压电性能的影响。结果表明:随着y的增大,BS-xPT-yPYN压电陶瓷的晶粒尺寸逐渐增大,体系发生菱方相向四方相的转变,压电性能逐渐下降;当y=0.10时,压电陶瓷的矫顽电场强度Ec越高,其剩余极化强度Pr的增长越明显。

  • 小冲杆试验测试3Cr1Mo1/4V钢制加氢反应器内试块的回火脆性

    作者:许立萌; 关凯书 期刊:《机械工程材料》 2017年第05期

    对运行10a的3Cr1Mo1/4V钢制加氢反应器内试块取样进行了脱脆热处理,与未热处理(脆化态)试样在不同温度下进行了小冲杆试验和夏比冲击试验,提出了以断裂能与最大载荷的比值(E(SP)/Fm)作为确定小冲杆试验韧脆转变温度的方法,得到韧脆转变温度及其增量,并与夏比冲击试验结果进行了对比。结果表明:小冲杆试验得到的E(SP)/Fm-温度曲线与夏比冲击试验得到的冲击功-温度曲线具有相同的变化趋势;与断裂能相比,E(SP)/Fm可以更好地表征材料的韧脆状态;以E(SP)/Fm稳定值的60%对应的温度作为韧脆转变温度,得到的韧脆转变温度增量与由夏比冲击试验得到的近似相等,小冲杆试验可以用来评价3Cr1Mo1/4V钢的回火脆性。

  • 铝化物涂层改性Super304H钢在模拟锅炉煤灰/气环境中的腐蚀行为

    作者:李琰; 鲁金涛; 杨珍; 黄锦阳; 周永莉; 朱明 期刊:《机械工程材料》 2017年第05期

    利用粉末包埋法在Super304H钢表面制备了铝化物涂层,在模拟锅炉煤灰/气环境中对涂层改性前后的Super304H钢和HR3C钢分别进行了650,750℃腐蚀试验,对比分析了其腐蚀行为及腐蚀机制。结果表明:铝化物涂层主要由FeAl和Fe3Al相组成;在650℃腐蚀500h后,涂层改性前Super304H钢表面氧化膜出现大面积剥落,而涂层改性后的钢表面则形成了均匀致密的Al2O3膜;在750℃腐蚀时,涂层改性前Super304H钢在腐蚀200h后其表面氧化层完全剥落,而涂层改性后的钢经500h腐蚀后,表面氧化膜剥落较改性前的轻,比650℃时的严重;铝化物涂层提高了Super304H钢的耐腐蚀性能,但高铬含量的HR3C钢在650℃和750℃下均表现出更好的耐腐蚀性能。

  • 2195-T8铝锂合金激光焊接接头的组织与性能

    作者:倪彪; 孟威; 李铸国 期刊:《机械工程材料》 2017年第05期

    采用高功率CO2激光焊机焊接3.7mm厚的2195-T8铝锂合金,研究了不同焊接工艺参数对焊缝成形质量的影响,并对优化焊接工艺条件下焊态和固溶时效态焊接接头的显微组织及力学性能进行了比较。结果表明:焊态接头焊缝区的硬度为81.81HV,比母材的下降了32.3%,接头的抗拉强度为296 MPa,比母材的下降了49%;经固溶时效处理后,焊缝的组织更加均匀,晶界及晶内析出了许多弥散且均匀分布的T1(Al2CuLi)强化相,焊缝硬度和接头的抗拉强度比热处理前的分别提高了25.6%和13.7%。

  • 地铁转向架用P355NL1钢焊缝金属的低温冲击韧性

    作者:李泽文; 刘拥军; 周友龙; 何轩 期刊:《机械工程材料》 2017年第05期

    对地铁转向架用P355NL1钢焊缝金属进行了低温冲击试验,分析了焊缝金属的显微组织和化学成分对其低温冲击韧性的影响,并通过断口形貌观察分析了其断裂机制。结果表明:焊缝金属的显微组织包括先共析铁素体(PF)、侧板条铁素体(FSP)、细晶铁素体(FGF)以及针状铁素体(AF)等;大量的AF使其具有良好的低温冲击韧性;焊缝金属中含有硅、锰、镍等元素,促进了AF的生成并细化了晶粒;焊缝金属的韧脆转变温度为-42.70℃;-20-0℃时焊缝金属的断口形貌以韧窝为主,断裂方式为韧性断裂,断裂机理为微孔聚集型;-40℃时焊缝金属的断口形貌为韧窝和解理面相交织,断裂方式为韧-脆混合断裂;-60℃时焊缝金属的断口形貌已经完全变成解理断口,断口分布着河流状花样和解理台阶,为典型的脆性断裂。

  • 镁/钛异种金属冷金属过渡焊接头应力场的有限元模拟

    作者:车洪艳; 刘国辉; 王岑; 张海燕; 曹睿; 陈剑虹 期刊:《机械工程材料》 2017年第05期

    利用ABAQUS有限元软件建立了镁/钛异种金属冷金属过渡焊接头的有限元模型,对焊接过程中接头的应力场进行了有限元模拟,分析了不同的焊接参数和约束条件下应力场的变化规律,并对模拟结果进行了试验验证。结果表明:随着焊接过程的进行,焊缝处的横向应力和纵向应力均由压应力向拉应力转变;在焊接接头完全冷却后,镁侧的最大横向残余拉应力值为88MPa,钛侧的为192MPa;在焊接接头完全冷却后,焊缝两侧的纵向残余拉应力峰值基本相等,大约为220MPa,钛侧的纵向残余压应力值较大,最大值为265 MPa;采用耦合约束后,模拟得到的残余应力值与试验测试结果更接近。

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