摘要：设计和制备Mg-8Zn-4Al-0.5Cu-0.5Mn-x Li(x=0,3,5,7)(%,质量分数)系列高比模量的镁合金,研究了它的组织和性能。Li含量为3.14%和5.37%的两种镁合金,其基体为单相α-Mg,在晶界析出骨骼状Mg_(32)(Al,Zn)49相,在晶粒内有颗粒状Mg_(5)Al_(2)Zn_(2)相和Al_(2)Mn相;Li含量为7.57%的合金,其基体主要为双相组织α-Mg+β-Li。添加Li元素后在晶界附近生成的共晶组织由α-Mg相和层片状AlLi相组成,并随着Li含量的提高层片状AlLi相的含量随之提高。随着Li含量的提高,合金的屈服强度呈逐渐提高的趋势,而抗拉强度基本上不变,合金的弹性模量呈现先提高后降低的趋势。铸态合金ZA84-5Li的弹性模量可达51.89 GPa,比纯Mg的弹性模量高7 GPa,但是其力学性能基本不变,屈服强度为141 MPa,抗拉强度为189 MPa,密度为1.71 g/cm^(3)。

摘要：依据Thermo-Calc计算设计了一种成分为Fe-0.8C-2Mn-1.5Si-1.5Cr-0.25Mo-0.25Ni-1Al-0.25Co-0.1V可用于制造钢丝的纳米贝氏体钢,使用热膨胀相变仪、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和拉伸实验等手段研究了等温淬火温度和时间对其组织和力学性能影响。结果表明:这种纳米贝氏体钢低温等温淬火后的组织,由纳米结构的贝氏体铁素体板条、残余奥氏体和少量的马氏体组成。随着等温淬火温度的提高相变速率随之提高,贝氏体铁素体的体积分数增大。随着等温淬火时间的延长,贝氏体铁素体的体积分数增大而过冷奥氏体的量减少,在室温下生成的块状M/A岛的尺寸减小和体积分数降低,碳的配分使过冷奥氏体的稳定性提高,M/A岛中的脆性马氏体比例大幅度降低,拉伸断口由混合型断裂向准解理断裂转变。将这种钢在230℃保温48 h后强塑性匹配最佳,其抗拉强度和屈服强度分别达到1625和1505 MPa,延伸率达到34.5%。

摘要：基于ASME标准成分的P91钢,设计了一种Si增强型的9Cr铁素体/马氏体钢(记为H-Si钢)。利用OM、FESEM、TEM、EBSD、拉伸和冲击等分析和检测技术,对P91和H-Si合金钢铸态、均质化态、回火态和时效态(550℃时效3000 h)的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明,Si增强后会在合金钢中引入体积分数为3.9%的δ铁素体,但通过均质化处理可以将其完全消除。回火处理后,H-Si钢因Si含量较高,会形成富Si层包裹M_(23)C_(6)的现象,该富Si层阻碍了M_(23)C_(6)的粗化长大,使M_(23)C_(6)的尺寸小于P91钢中M_(23)C_(6)的尺寸。与此同时,在550℃时效处理时该富Si层同样会减缓M_(23)C_(6)的长大,同时还促进了Laves相的形核和生长,造成时效态H-Si钢具有较细的M_(23)C_(6)和较粗的Laves相。回火态H-Si钢因较高的Si含量和较细的M_(23)C_(6),强度明显高于P91钢,而时效处理后因Laves相的析出,强度进一步提高。回火态P91和H-Si合金钢具有相近的冲击功(约210 J),断裂模式均为韧性断裂。时效处理后由于Laves相的析出,导致P91和H-Si合金钢的冲击功下降。因H-Si钢中Laves相的尺寸较大、数量较多,使H-Si钢出现了一定比例的解理区,导致冲击功下降更明显。

摘要：热态功能试验(HFT)是新建核电厂装载燃料前的试运行阶段,目的是验证压水堆(PWR)核电厂在冷态、正常运行和停堆的整个温度和压力范围内相关设备和系统的功能响应,以确保其能按设计要求正常运行。HFT水化学可以在PWR一回路关键设备表面形成一层稳定、具有保护性的预氧化膜,有效降低设备材料在后续长期正常运行过程中的腐蚀速率、金属离子的释放速率及放射性核素在腐蚀产物膜中的掺杂,进而缓解核电厂的腐蚀,降低停堆辐射剂量率。本文综述了目前PWR核电厂应用的HFT水化学与优化HFT水化学参数的研究评价方法,分析了H_(3)BO_(3)、LiOH、pH_(T)、溶解氢及注Zn等HFT水化学因素对关键设备材料腐蚀行为的影响,指出了目前HFT水化学研究中的不足和进一步的研究方向。

摘要：将不同粒径(13μm和32μm)的Al粉在不同温度用粉末冶金加热挤压工艺制备出复合材料15%SiC/2009A1,用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)和电子万能试验机对其表征,研究了Al粉的粒径对其微观组织和力学性能的影响。结果表明,用小粒径Al粉在任一温度热压制备的复合材料其强塑性都优于用大粒径Al粉的材料。其原因有:一,大粒径Al粉使SiC颗粒分布不均匀;二,在用大粒径Al粉制备的复合材料中Cu、Mg元素扩散不均匀,与引入的Fe、O元素生成大尺寸难溶相;三,用大粒径Al粉制备的复合材料中SiC颗粒与铝基体的界面结合较弱(尤其是热压温度较低时),在拉伸变形过程中大量SiC颗粒与铝基体脱粘。用两种粒径Al粉制备的复合材料,随着热压温度的变化其断裂方式不同。用小粒径Al粉在不同温度热压制备的复合材料,其断裂方式均为铝基体的韧性撕裂和SiC颗粒断裂。用大粒径Al粉制备的复合材料低温热压时其断裂方式为SiC-Al界面脱粘,热压温度提高可改善界面结合,使断裂方式变为铝基体的韧性撕裂和SiC颗粒断裂。热压温度为580℃用两种粒径Al粉制备的复合材料力学性能最佳,尤其是用小粒径Al粉制备的材料其抗拉强度、屈服强度分别达到556 MPa、381 MPa,延伸率达到9.2%。

摘要：通过设计不同初轧温度及变形量,研究了不同热轧工艺参数及轧后热处理对核级718合金组织和拉伸性能的影响。结果表明,在初轧温度低于1150℃且热变形量低于90%的条件下,组织中出现大量拉长晶,并降低合金的延伸率;当初轧温度达到1150℃或热变形量达到90%时,可以得到均匀的等轴晶组织。轧后板材进行990℃固溶处理后,δ相析出并对晶界产生钉扎作用,形成了混晶显微组织且在标准时效处理后在315℃时屈服强度、抗拉强度均值可达到1050 MPa和1238 MPa,断后伸长率高达26%;当进行1020℃固溶处理后可得长大的等轴晶粒,标准时效处理后在315℃时屈服强度、抗拉强度均值可达到985 MPa和1175 MPa,断后伸长率高达29%,显示出良好的强韧性。

摘要：利用经典高熵合金判据设计了一种非等摩尔比(Fe_(33)Cr_(36)Co_(15)Ni_(15)Ti_(1))_(96)Al_(4)高熵合金。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、万能力学试验机和电化学工作站对合金的晶体结构、微观组织、元素分布、力学性能(压缩和拉伸性能)及腐蚀性能进行了研究。结果表明,(Fe_(33)Cr_(36)Co_(15)Ni_(15)Ti_(1))_(96)Al_(4)高熵合金为FCC+BCC双相结构,合金微观组织为枝晶组织,室温下合金抗压强度为743 MPa及超过50%的压缩应变,而拉伸屈服强度、抗拉强度、伸长率分别为591 MPa、984 MPa和15.8%,其断裂机制为韧性断裂。合金表现出优于304SS的耐蚀性,点蚀电位为846mV,约是304SS的三倍。

摘要：机器学习辅助材料设计是一种高效的合金设计方法,该方法结合高通量计算/实验技术能够极大推动材料领域的发展。然而,目前材料研究者尚未充分利用该方法。针对上述问题,详细介绍了基于机器学习的高温合金设计的基本方法,包括数据收集与预处理、模型建立与训练、合金性能预测等步骤,阐述了增材制造用高温合金的设计现存困难和亟待解决“权衡裂纹敏感性与高温性能”的关键问题,深入分析了机器学习在增材制造用高温合金设计中的必要性。从高温合金数据获取、性能预测、合金设计等方面梳理了机器学习辅助增材制造用高温合金设计的应用现状,指出了该领域目前存在的数据来源、建模范式、模型的应用与推广等核心问题,并对该领域后续的发展提供了建议。

摘要：纳米TiO_(2)具有高催化活性、高化学稳定性、成本低廉和安全无毒等优势,是目前广泛使用的一类光催化剂,但较大的禁带宽度和较高的光生电子-空穴复合速率使其光子利用率偏低。本研究利用微刻蚀法设计合成了二维TiO_(2)纳米片,并进一步与Ru复合,构建了三明治结构Ru@TiO_(2)高效光催化剂。采用不同表征手段研究了三明治结构Ru@TiO_(2)的表面形貌、电子结构、光电特性和光降解盐酸四环素的性能。结果表明:插入Ru将TiO_(2)的光响应范围由紫外光区拓展至整个可见-近红外光区,光子吸收和载流子分离效率得以提升,同时提高了体系光催化活性。模拟太阳光(AM 1.5G,100 mW·cm^(–2))照射80 min,三明治结构Ru@TiO_(2)高效光催化剂对盐酸四环素的降解效果出色,降解效率达到91.91%。本研究为TiO_(2)基高效光催化剂结构设计提供了一条有效途径。

摘要：硬质合金因具有较高硬度、强度与韧性等综合优势而成为重要的切削工具材料,通过在硬质合金表面进行涂层可以延长使用寿命。金刚石涂层由于具有极高硬度、耐磨性、高热导率和低热膨胀系数,成为加工碳纤维复合材料、石墨和陶瓷等材料的首选。然而,低韧性是限制硬质合金基体表面金刚石涂层进一步应用的主要缺点。同时,高热稳定性是硬质合金基体表面金刚石涂层在高速高温切削条件下稳定服役的关键。本文基于硬质合金基体表面金刚石涂层的结构与成分设计的研究现状,重点综述了多层及梯度金刚石涂层设计对其韧性及相关性能的影响及机理,就提升金刚石涂层热稳定性的策略与增强机理进行分析。综述了金刚石涂层制备工艺,并对准确评价金刚石涂层断裂韧性及热稳定性的实验方法进行总结,旨在寻找“硬而韧”且具有高热稳定性的硬质合金基体表面金刚石涂层设计方法,以有效提升切削工具使用性能。