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金属材料学的“思想”

袁志钟, 戴起勋, 王安东, 鞠玉琳, 曹甫洋, 罗锐

金属热处理 2023, 48 (5): 1-5. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.05.001

摘要（131）

PDF （1390KB）（103）

从系统综合角度提炼了金属材料学的“思想”,揭示了金属材料性能演化过程的矛盾规律,归纳了合金元素作用的复杂性,讲述了金属材料组织演化的量变与质变规律,阐明了热处理工艺的多向可变性。

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钛合金化学热处理研究进展

刘港, 刘静, 杨峰, 向庆

金属热处理 2022, 47 (8): 249-256. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.08.042

摘要（85）

PDF （627KB）（40）

钛合金由于存在致密钝化膜、极高的氧亲和力和较低的原子扩散系数,表面强化很难实现。但钛的碳氮化物及固溶相具备优异的性能,通过渗氮、渗碳、渗硼、渗金属4种化学热处理技术可大幅度改变合金表层组织结构,提高表面硬度和强度。对钛合金化学热处理常用技术特征、渗层微观组织结构、强化机制及力学行为进行了归纳总结,并对未来化学热处理发展前景做了展望。

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高熵合金涂层的研究进展

陈明宣, 马强, 孟君晟, 李成硕, 史晓萍

金属热处理 2021, 46 (9): 7-14. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.002

摘要（83）

PDF （598KB）（20）

高熵合金涂层在工程实际应用中较传统合金具有良好的前景,对近年来高熵合金涂层的研究进展进行了概述。首先对制备高熵合金涂层的表面熔覆技术进行详细的介绍,其中包括激光熔覆技术、等离子熔覆技术、氩弧熔覆技术,分析了各表面熔覆技术的优缺点;然后总结了高熵合金涂层的组织及性能特征,涂层中相的组成包括:固溶体相、金属间化合物、纳米析出相、非晶相;性能上,高熵合金涂层由于各种效应的作用,具有高强度及硬度、优异的耐磨性、良好的耐腐蚀性及高温抗氧化性等一系列优异的性能;而后进一步分析了表面熔覆技术工艺参数对高熵合金涂层质量的影响规律、合金元素对高熵合金涂层性能的影响及热处理对高熵合金涂层相组织演变的影响;最后对高熵合金涂层的应用前景及其未来的研究方向进行展望。

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高性能金属材料高能电脉冲处理工艺研究进展

鲁岩娜, 龙佳慧, 姜雁斌, 刘新华

金属热处理 2021, 46 (10): 1-11. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.001

摘要（74）

PDF （631KB）（50）

电脉冲处理是一种周期式高能量非平衡输入方式的新型热处理方法,本文重点介绍了电脉冲处理工艺对金属材料再结晶、相变和非晶晶化等影响。从材料热力学和动力学的角度出发,阐述了电脉冲降低材料热力学能垒和加速原子扩散的作用机制,揭示了电脉冲诱发快速再结晶、相变和非晶纳米晶化的机理。电脉冲处理技术有利于金属材料组织结构优化控制和性能提升,在高性能金属材料制备与加工行业中具有广阔的应用前景。

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增材制造钛合金激光喷丸组织及热稳定性研究进展

王军, 何博, 雷益宇, 贾文静, 兰亮, 高双

金属热处理 2022, 47 (8): 242-248. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.08.041

摘要（72）

PDF （627KB）（19）

首先对激光喷丸作用机理进行了概述;其次回顾了国内外激光喷丸改进增材制造钛合金组织性能的研究现状,在此基础上重点讨论了激光喷丸在增材制造中应用受到限制很大程度是由于存在大量非平衡组织,在热力学作用下会转向平衡态致性能改变;进而总结了目前一些从热力学及动力学上对稳定激光喷丸纳米晶组织所做的尝试及难题,创新提出利用激光喷丸良好扩散性能引入渗氮可析出氮化物、固溶原子等阻碍晶界迁移;最后提出该领域的研究方向以及全面建立增材制造钛合金-激光喷丸-热稳定性数据库以促进本领域发展。

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电化学沉积镍铁合金镀层的研究进展

颜庭林, 高晓丽, 王纪元

金属热处理 2021, 46 (9): 15-20. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.003

摘要（72）

PDF （599KB）（23）

介绍了电化学沉积制备镍铁合金镀层中镍铁异常共沉积的发生机理,综述了电化学沉积的相关工艺参数,包括电流密度、主盐类型与浓度、添加剂分子和其它因素对镍铁合金镀层微观形貌、合金成分、晶体结构和应用性能的影响,重点介绍了镍铁合金镀层在耐磨损、防腐蚀、析氢电极材料和磁学性能方面的应用,揭示了目前镍铁合金镀层制备与应用方面的问题,展望了其未来的发展趋势。

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压力容器现场焊后热处理技术应用现状及发展趋势

王志刚, 罗永智, 秦作伟

金属热处理 2022, 47 (9): 281-285. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.09.047

摘要（70）

PDF （635KB）（30）

综述了压力容器现场焊后热处理技术的国内外研究发展动态。简述了现场焊后热处理方法及国内外研究者已取得的部分研究应用成果,并展望了超大直径超大厚壁容器焊后热处理技术的研究应用方向。

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汽车用高强塑积中锰钢的研究进展

王明明, 马飞, 裴未迟, 李冬冬, 龙海洋, 纪宏超, 刘帅

金属热处理 2022, 47 (9): 272-280. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.09.046

摘要（67）

PDF （630KB）（49）

以高强塑积中锰钢为对象,重点探讨了高强塑积中锰钢合金化、热加工工艺对组织调控的影响机制,以及不同组织对中锰钢强塑积的影响,为高强塑积中锰钢的研发、制备提供参考。此外,对中锰钢组织调控、性能强化的进一步研究也提出了相关建议。

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β钛合金热处理工艺研究进展

肖浩, 孙杨, 范娟娟, 魏海涛, 伊军英, 姚柳

金属热处理 2023, 48 (11): 258-265. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.11.043

摘要（60）

PDF （3348KB）（22）

β钛合金广泛应用于航空航天、海洋、军事和生物医学等高性能和先进工程领域,但现行工艺应用对其性能提出了更高的要求。热处理工艺可以显著提升β钛合金的性能,对近年β钛合金热处理工艺进行综述。首先系统综述了β钛合金的主要相构成及相变,然后分别对固溶时效典型热处理工艺、塑性变形机制以及新发展的预变形时效工艺对组织演变和性能的影响进行了阐述分析,并对β钛合金热处理工艺的发展趋势进行展望。

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金属退火硬化现象及机理的研究进展

吴浩, 甘章华, 劳文杰, 吴传栋, 王佳敏, 倪倩

金属热处理 2021, 46 (9): 1-6. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.001

摘要（58）

PDF （678KB）（46）

通常金属进行退火时都会发生软化现象,而对于一些特殊的金属或者合金,将出现退火硬化的反常现象。对纯金属、铜合金、镍钨合金、锌铝合金和铝合金等体系中退火硬化现象及机理进行了总结与分析。铝钪、铝镱和铝锆系合金中存在铸态直接退火硬化现象,而其它合金体系需要进行冷变形才会出现退火硬化现象。退火硬化的机理主要包括:晶界溶质偏析、晶界弛豫、第二相颗粒的晶界钉扎、位错源限制硬化、溶质偏析对孪晶边界迁移或位错滑动的钉扎效应、退火孪晶、第二相纳米粒子强化等。

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感应熔覆技术的发展现状与展望

王浩, 席艳君, 马明星, 关晓艳, 张瑞杰, 刘英

金属热处理 2024, 49 (2): 265-273. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.02.042

摘要（57）

PDF （1906KB）（10）

随着工业化生产的高速发展,传统表面改性技术已不能满足工业需求,并出现明显短板,因此耐磨、耐蚀、抗高温氧化性等高性能的涂层成为表面改性技术研究的热点。现代熔覆技术以稳定、高效、便于自动化的特点,已经在表面改性技术领域取得成就,并在工业上得到了广泛应用。主要回顾了感应熔覆技术的发展历程,分别从工艺参数、多热源复合熔覆技术、辅助技术等方面进行总结,介绍了感应熔覆能量场模拟研究,系统分析了感应熔覆技术缺陷的形成原因,指出了感应熔覆在技术工艺及模拟研究中存在的问题。根据感应熔覆原理重点讲述了感应熔覆辅助技术,提出了现阶段感应熔覆技术各研究方向的不足和解决办法。最后,鉴于在极端环境下稳定服役的高性能综合型涂层材料的需求,对以复合技术为代表的感应熔覆涂层工艺和技术发展进行了展望。

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锆合金表面改性工艺的研究进展

刘张慧, 胡海洋, 王建刚, 祝晓烨, 马静, 李建辉, 于会超, 冯志浩

金属热处理 2022, 47 (12): 258-268. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.12.043

摘要（44）

PDF （643KB）（38）

以锆合金的表面改性技术为主线,简述了目前改性方法的种类及研究现状,重点介绍了物理气相沉积、激光表面处理、阳极氧化、微弧氧化及离子注入等常用表面改性制备技术的原理、研究进展及优缺点。探讨了锆合金表面改性过程中需要解决的理论问题和需要攻克的技术瓶颈。最后,结合相关研究进展,对锆合金表面改性今后的研究工作和工程应用前景进行了展望。

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面心立方高熵合金中层错能对变形机制的影响

张波, 李杰, 吴凯迪, 牛利冲, 万德成, 冯运莉

金属热处理 2023, 48 (8): 225-234. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.037

摘要（41）

PDF （4336KB）（61）

高熵合金可以通过改变合金元素种类及配比等方法,调控合金体系的层错能及相稳定性,进而改变合金塑性变形机制,最终获得优异的综合力学性能。综述了面心立方高熵合金中影响层错能的因素,以及层错能对变形机制的影响,对通过调整层错能改变变形机制的激活顺序,进而影响力学性能的方法进行了展望。

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冷轧超高强钢退火板形优化技术研究进展

张理扬, 万照堂, 张文军

金属热处理 2022, 47 (11): 230-237. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.11.040

摘要（38）

PDF （610KB）（23）

简要介绍了连续退火机组的设备配置及发展概况,分析了连续退火机组冷轧超高强钢板形改进方向。针对板形问题,在退火过程板形演变机理分析基础上,从连退机组加热区板形优化、冷却区板形优化、平整区板形优化、张力制度优化、炉辊辊型优化等方面综述了目前超高强钢退火板形优化技术的发展情况。指出了来料板形、退火张力、退火工艺、快热快冷技术、沿带钢宽度方向温度均匀性、炉辊辊型、平整工艺等对连退机组板形的影响,为掌握超高强钢连退过程板形控制关键工艺技术、提升企业核心竞争力起到了重要的指引作用。最后还对连续退火的发展趋势进行了展望。

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汽车用Q&P钢的研究进展

高学然, 陈晓虎, 原思宇, 王旭

金属热处理 2023, 48 (7): 245-253. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.07.041

摘要（31）

PDF （3984KB）（24）

从Q&P钢的生产工艺、合金元素的作用、C配分热力学与动力学和工艺参数的影响4个方面介绍了目前Q&P钢的研究现状,并对Q&P钢未来的研究方向作出展望。Q&P钢经过淬火和配分热处理工艺,在室温下组织为马氏体和残留奥氏体,马氏体提供高强度,残留奥氏体在受到应力或应变的情况下会产生TRIP效应,在提高强度的同时增强塑性变形能力。Q&P钢核心在于获得更多稳定的残留奥氏体,其关键取决于C的配分过程,而通过热力学理论模型计算可以预测最佳淬火温度。添加合金元素可以起到抑制碳化物的析出、细化奥氏体晶粒和稳定奥氏体的作用。工艺参数对Q&P钢显微组织和力学性能的影响较大,淬火温度决定了一次马氏体的含量和后续的配分过程,配分温度和配分时间显著影响C原子的扩散动力,选择合适的工艺参数尤为重要。

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等离子喷涂纳米粉体制备技术及涂层研究进展

陈柏森, 孟君晟, 王铀, 史晓萍

金属热处理 2023, 48 (7): 223-236. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.07.039

摘要（28）

PDF （3299KB）（138）

在现代工业中,等离子喷涂技术已成为提高机械零件表面耐磨、耐蚀性的重要方法。纳米粉体作为喷涂材料,能有效提高等离子喷涂涂层的耐磨、耐蚀、抗氧化等性能,在零部件表面防护应用方面具有研究价值,对于节能环保具有重要意义,已成为国内外表面改性领域的研究热点。基于此,在大量文献研究基础上,根据纳米粉体的制备方式,从固相法、液相法、气相法3方面分析总结了国内外关于纳米粉体再造粒技术的研究,阐述了纳米粉体喂料的制备方式,包括喷雾干燥法、机械研磨法、液相前驱体合成法,并重点分析了液相前驱体合成法的制备方式。从等离子喷涂纳米粉体的选择到涂层的制备,详细综述了纳米涂层在耐磨、耐蚀、热障及自润滑方面的应用成果,还归纳分析了等离子喷涂技术中工艺参数(喷涂功率、喷涂距离、喷枪移动速度、喷涂气体参数)对纳米涂层质量的影响规律。最后,探讨了当前等离子喷涂纳米粉体喂料制备中尚需解决的问题和不足,并展望了等离子喷涂纳米涂层的未来研究方向。

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10.9级紧固件用贝氏体型非调质冷镦钢的研究现状

黄志国, 曹永政, 李艳艳, 蒋波

金属热处理 2023, 48 (8): 219-224. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.036

摘要（27）

PDF （1978KB）（51）

综述了紧固件用非调质冷镦钢的发展现状,从晶粒细化、位错强化等方面深入探讨其强韧性机理,阐明冷镦钢轧材和深加工紧固件的组织性能调控关键。最后总结了现阶段非调质冷镦钢发展趋势和研究重点,旨在为10.9级高强度非调质冷镦钢的研发和生产提供理论依据。

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镁合金激光表面熔凝处理研究进展

张玺, 温金浩, 武冰冰, 解芳, 马新波, 孔凡校

金属热处理 2023, 48 (7): 237-244. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.07.040

摘要（24）

PDF （3858KB）（58）

镁合金是优异的轻量化材料和极具潜力的人体植入材料,但其耐蚀性差。激光表面熔凝技术可快速在镁合金表面形成晶粒细小的熔凝层,改善镁合金表面微观形貌和组织结构,对提高其表面耐蚀性和生物相容性有重要作用。综述了近年来镁合金激光表面熔凝处理的相关研究工作,分析了熔凝处理工艺对镁合金微观结构、成分、润湿性、耐蚀性和生物相容性的影响。总结并展望了激光熔凝处理在镁合金的组织结构转变、腐蚀机理及力学行为、降解行为和生物相容性等方面的发展方向。

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商用汽车车轮用珠光体钢和双相钢的研究现状

周琳君, 李林泽, 田亚强, 代鑫, 陈连生

金属热处理 2023, 48 (8): 209-218. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.08.035

摘要（23）

PDF （2065KB）（45）

珠光体钢和双相钢广泛用于汽车车轮,珠光体钢韧性较好但强度不足,双相钢强度高但韧性不足。系统归纳了商用汽车车轮用珠光体钢和双相钢的研究现状,介绍了合金元素对二者力学性能的作用,揭示了轧制工艺、热处理工艺和焊接工艺等对其性能变化的影响机理,并展望了两种钢的未来研究方向,以期为今后商用汽车车轮用钢开发和安全服役提供参考。

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金属钽表面处理工艺进展

王哲昊

金属热处理 2024, 49 (2): 259-264. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.02.041

摘要（13）

PDF （1461KB）（11）

总结归纳了利用渗层、微弧氧化、化学气相沉积、热喷涂等表面处理技术提高金属钽综合性能、减少钽材料失效行为、提升钽设备服役寿命等方面的研究成果和应用实例,最后对钽材料表面增强处理的发展方向进行了展望。

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