摘要：非晶合金的结构特点是短程有序,长程无序,不存在晶界和位错等晶体缺陷。Fe基块体非晶合金尽管具有超高的硬度和强度、出色的耐腐蚀和耐磨性,且成本低廉,但是也因非晶形成能力低及室温脆性而大部分以粉末、薄带、毫米棒等形式存在,使其推广和应用受到较大限制。将非晶合金制备成涂层,不仅能有效弥补上述不足,还保留了块体非晶合金固有的特性,已在石油化工、汽车机械、海洋工程等制造和再制造领域获得应用。超音速火焰喷涂(HVOF)、等离子喷涂(APS)等技术已被证实能够在钢材基体上制备Fe基非晶涂层。根据诸多研究结果可知,影响Fe基非晶涂层耐腐蚀性能的因素主要有:非晶成分(如Cr、Mo、Ni、Nb等元素)、孔隙率、晶化相、粉末粒径、氧化物、喷涂工艺及参数、外界环境等。同时,研究者们还在提高喷涂非晶涂层耐腐蚀性的工艺措施方面取得了一些成果,包括热处理、封孔处理、激光重熔、氧化处理、离子注入、极化处理等。这些努力极大地推动了Fe基非晶涂层在海洋装备腐蚀防护中的实际应用。本文总结了Fe基非晶涂层耐腐蚀性能的影响因素和提升措施方面的相关研究进展,并简要分析了研究中存在的不足以及未来发展前景。

摘要：设计了具有形状记忆效应和较强非晶形成能力的(Ti50Ni50-yMy)100-xCux合金,采用悬浮熔炼-水冷铜模吸铸法,通过组元调控制备具有组织连续梯度的形状记忆合金/非晶基复合材料,并研究其组织和力学行为。结果表明:B2-Ti(Ni,Cu)过冷奥氏体相和B19'-Ti(Ni,Cu)热诱发马氏体相析出在铸态非晶基体上,加载断裂应力诱发马氏体相变,马氏体衍射峰比铸态增强且马氏体择优取向。凝固过程的温度梯度决定了复合材料的组织梯度,由表及里,主要为非晶相、马氏体相和奥氏体树枝晶相。加载时形变诱导相变对非晶基体同时增强增韧,复合材料的综合力学性能优异,以连续屈服和强烈的加工硬化为主要特征,(Ti0.5Ni0.48Co0.02)80Cu20断裂强度高达2464 MPa,塑性应变达到13.6%。复合材料断裂表面存在大量密集均匀的脉络纹,析出相周围形成的多重剪切带和玻璃基体上剪切带,扩展方向分别与加载方向呈90°和45°角。

摘要：提高室温塑性和断裂韧性是块体非晶合金作为先进结构材料应用亟待解决的关键科学问题,理解应力加载时的室温塑性变形机制是提高其韧塑性的前提。块体非晶合金通过高度局域化的剪切带形成和扩展而产生塑性变形,提高其室温塑性取决于剪切带的均匀化分布程度。研究者们在该领域做了深入细致的研究工作,如喷丸、设计高泊松比的非晶、设计具有微观起伏结构的铸态相分离非晶以及引入晶相增韧等,使块体非晶合金的韧塑性得到有效改善。从第二相韧塑化非晶基复合材料、泊松比判据、尺寸效应、非晶表面涂层增韧、通过预变形预制多重剪切带改善塑性、冷热循环处理抗非晶合金老化等方面,综述了块体非晶合金韧塑化的研究热点,韧塑性判据,控制剪切带形成、扩展和分布的方法,指出获得良好拉伸塑性和断裂韧性仍是不同体系非晶合金的研究目标和重要发展方向,推动着块体非晶合金作为新型功能结构材料的应用和产业化。

摘要：对Cu-Fe非晶合金基复合材料进行了成分设计,研究了半固态处理工艺对(Cu0.7Fe0.3)88-xAl12Zrx组织和力学性能的影响。结果表明,Zr含量增加能够提高(Cu0.7Fe0.3)88-xAl12Zrx的非晶形成能力,x=50时试样为全非晶结构,过热吸铸试样其过冷液相区宽度ΔTx为92.4 K,约化玻璃转变温度Trg和γ参数分别为0.415和0.361,试样具有良好的热稳定性和非晶形成能力,且其断裂强度显著高于复合材料,压缩断裂强度高达1734 MPa。x=10的试样中马氏体相对塑性的提高有一定效果,但是缺乏非晶基体的强度。随着Zr的添加,Fe的比例降低,试样中塑性相消失,析出脆性金属间化合物较多,试样脆性大。半固态处理试样的非晶热稳定性降低,有利于晶体相的析出,且母合金经半固态处理过后试样的组织更加均匀,力学性能得到明显改善。

摘要：采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备了(Fe_(0.5)Ni_(0.2))_(61)Cr_(9)Co_(6)Si_(1.5)B_(17.5)Nb_(5)非晶涂层,探究了不同热处理温度和时间对非晶涂层的磨损性能和腐蚀性能的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、同步热分析仪(DSC)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、高速往复摩擦磨损试验机、电化学工作站等仪器对涂层组织结构及相应的性能进行检测。结果表明:随着热处理温度和时间的增加,涂层仍保持非晶态,涂层孔隙率降低,涂层表面氧化磨损和剥层磨损减轻,磨痕表面更加平整;在人工海水溶液中有更宽的钝化区间和低的钝化电流密度(J_(pass)),热处理后的非晶涂层耐磨、耐腐性能得到改善提升。在480℃保温1110 min时,涂层出现FeNi_(3)纳米晶体相,涂层的最低孔隙率为0.6%,磨损率为1.6×10^(−5)mm^(3)/(N∙m),且涂层具有最低的自腐蚀电流密度(J_(corr))4.591×10^(−8)A/cm^(2)。

摘要：利用激光熔覆技术在304不锈钢表面制备Fe_(63.3)Mn_(14)Si_(9.1)Cr_(9.8)C_(3.8)中熵合金涂层,并采用正交试验设计方案,获得制备铁基中熵合金涂层的最佳工艺参数,同时对所得涂层的微观组织、显微硬度及耐磨耐蚀性能进行观察和测试。结果表明:最佳熔覆工艺参数为激光功率1500 W、扫描速度4 mm/s、光斑直径4 mm。Fe_(63.3)Mn_(14)Si_(9.1)Cr_(9.8)C_(3.8)中熵合金涂层为单一FCC相结构。Fe_(63.3)Mn_(14)Si_(9.1)Cr_(9.8)C_(3.8)中熵合金涂层的平均显微硬度为279HV 0.1,约为304不锈钢基体(200HV_(0.1))的1.4倍。在3.5%NaCl溶液中,Fe_(63.3)Mn_(14)Si_(9.1)Cr_(9.8)C_(3.8)中熵合金涂层腐蚀电流密度为2.532×10^(-6)A·cm^(-2),相比于304不锈钢降低了一个数量级,涂层具有明显的钝化行为。在干摩擦条件下,涂层的摩擦系数为0.55,低于304不锈钢,其磨损率为6.26×10^(-4)mm^(3)/(N·m),相比于304不锈钢,降低了34%。Fe_(63.3)Mn_(14)Si_(9.1)Cr_(9.8)C_(3.8)中熵合金涂层耐蚀耐磨性能显著优于304不锈钢,具有良好潜在应用价值。

摘要：非晶合金的结构与性能在极端条件下会发生大的改变,且其变形机理目前尚不统一。为了明确低温极端条件对块体非晶合金力学性能的影响机制,本文综述了块体非晶合金在低温条件下微观形貌、力学性能的变化。主要阐述了低温对其拉伸与压缩力学性能的影响,列举了块体非晶合金在低温下具有高屈服强度等优异的力学性能,如低温下块体非晶合金的屈服强度可达2217 MPa。此外,还评述了块体非晶合金在不同低温条件下电性能和磁性能的变化,发现块体非晶合金在磁制冷方面也有突出的表现,比如Co_(45)Er_(55)和Co_(35)Er_(65)两种块体非晶合金从铁磁到顺磁的转变温度分别为26 K和15 K。根据热力学麦克斯韦关系可确定块体非晶合金的磁熵变值,当Er元素浓度增加时,磁熵变值会减小。在5 T的磁场下,Co_(45)Er_(55)和Co_(35)Er_(65)的磁熵变峰值分别约为10.8 J·kg^(-1)·K^(-1)和9.8 J·kg^(-1)·K^(-1),这说明Co_(35)Er_(65)合金更有望成为磁制冷的候选材料。本文对进一步理解块体非晶合金低温下微观形貌与力学性能的关联具有重要意义,为块体非晶合金在极端低温条件下的应用提供了理论基础,对推动块体非晶合金这一新型材料的工程化应用有重要的理论和实际意义。

摘要：从叶片的设计、材料、制造工艺3个方面详细介绍了风力机叶片关键技术的发展概况,包括叶片的设计理论与方法、翼型的选择、载荷分析、结构设计、材料体系的选择、制造工艺等。在综合分析和论述的基础上,力图系统、清晰地认识和理解叶片的设计、材料、制造工艺对风力机性能的重要影响,并指出其未来的研究方向。

摘要：强度-塑性倒置普遍存在于传统均匀或随机微观结构的金属材料,而梯度纳米结构材料由于其晶粒尺寸呈梯度变化,变形过程中不同特征尺寸的结构相互协调,使其具有优异的综合力学性能。近年来,由不同性质的非均质区域构成异质结构的设计理论、制备方法和变形机理逐步完善。本文总结了梯度结构、双峰结构、谐波结构、异质层状结构、分散纳米域和层状纳米孪晶结构等异质结构金属材料的分类及制备方法。结合梯度纳米结构金属在应力加载过程中非均匀塑性变形行为,总结其强塑性机制,包括梯度塑性、几何必须位错、机械驱动的晶粒粗化、表面残余应力和表面扰动和剪切带行为等,并讨论其未来发展所面临的挑战。

摘要：在自行设计、制造的横引式热型连铸设备上对影响连铸过程的各工艺参数进行试验 ,并就各工艺参数对铸棒表面质量的影响机理进行了分析。结果表明 ,各工艺参数主要是通过影响固液界面在型口中的位置来影响铸棒的表面质量 ,只有对各工艺参数进行合理匹配 ,才能得到表面光滑的铸棒。此外 ,液位高度变化即液位波动 。