Metallurgical and Materials Transactions A - MMTA Article Abstracts in Chinese: Volume 55, Issue 1

Metallurgical and Materials Transactions A January 2024

2024年1月金属学和材料转移A (this opens in a new tab)

A Novel Metastable Structure in Polycrystalline Metals With Extremely Fine Grains: Schwarz Crystal

极细晶粒多晶金属中的一种新型亚稳态结构：施瓦茨晶体 (this opens in a new tab)

大多数金属以由晶粒和晶粒边界组成的多晶态形式存在。这些结构上有缺陷的边界使材料在热力学上不稳定。在加热或应变时，多晶金属倾向于通过晶粒粗化或当晶粒非常小时转变为亚稳态玻璃相来稳定化，从而消除晶粒边界。最近，我们在多晶面心立方纯金属和合金中发现了一种不同的亚稳态结构，这些金属的晶粒被冷冻高压扭转细化到几纳米。在这种结构中，被命名为“施瓦茨晶体”的结构，晶粒边界网络演变为与高密度孪晶边界约束的3D周期性最小表面结构。它在热上如此稳定，以至于在接近熔点的温度下抑制了晶粒粗化，并表现出接近理论值的强度。在施瓦茨晶体结构中，合金的扩散过程，如金属间相的沉淀，自旋分解，以及熔化都被抑制。本文简要回顾了这种新型亚稳态结构的发现。将介绍纳米晶金属的先驱过程（晶粒边界松弛），施瓦茨晶体的形成和结构特性，以及在不同金属和合金中的热稳定性和强度，这些都是通过实验和分子动力学模拟得出的。将讨论该结构的前景和未来研究。

On the Incompatibility of Steady-State Assumption and Abnormal Grain Growth in the Presence of Homogenous Pinning

稳态假设与均匀钉扎存在的异常晶粒生长的不兼容性 (this opens in a new tab)

调整多晶材料的晶粒结构时，异常晶粒生长（AGG）的可能性至关重要。讨论了粒子钉扎的多晶聚合体的生长稳定性。数学证明了在这样的聚合体中，Hillert的稳态正常晶粒生长假设对任意扰动是稳定的；因此，只要钉扎是均匀的，AGG就是不可能的。这个结论独立于详细的钉扎机制，钉扎强度的演变，或者系统的维度。

Manipulating Retained Austenite Fraction and Stability With Controlled Chemical Heterogeneities in Q&P Steels

通过控制Q&P钢中的化学异质性来操纵保留奥氏体的分数和稳定性 (this opens in a new tab)

高级高强度钢经历复杂的热处理过程，目标是保留奥氏体以增强机械性能。在设计热处理时，马氏体开始温度的预测通常基于整体成分，因此没有考虑到组成的异质性。在这里，研究了组成异质性对淬火和分配钢中保留奥氏体分数的影响。结果显示，可以利用固化过程中的Mn带状结构来改变保留的奥氏体分数。

Formation Mechanism and Evolution Behavior of the Soft Zone in Grade 91 Steel Weldment During Postweld Heat Treatment

91级钢焊接件在焊后热处理过程中软区的形成机制和演变行为 (this opens in a new tab)

已经精确地确定并系统地描述了91级钢的软区，并进行了设计的焊后热处理。已经证明，细小新鲜马氏体的形成和随后的快速降解是导致软区硬度过度降低的主要因素。此外，已经记录了延长焊后热处理时间可以显著增加软区宽度，因为主导微观结构变为等轴铁素体和粗大的沉淀物。

Microstructural Stability and Evolution in a New Polycrystalline Ni-Base Superalloy

一种新型多晶Ni基高温合金的微观结构稳定性和演变 (this opens in a new tab)

提供等效或优于当前商业合金性能的多晶Ni基高温合金在整体成本较低的情况下具有广泛的工业兴趣。在这项工作中，已经对一种新型多晶Ni基高温合金进行了表征，并与当前商业上可用的替代品进行了比较。通过扫描电子显微镜，热分析，同步辐射X射线衍射和硬度测试，对基本合金性能进行了广泛的初步调查，确定了进一步合金开发机会的关键领域。

Modeling Phase Selection and Extended Solubility in Rapid Solidified Alloys

快速固化合金中相选择和扩展溶解度的建模 (this opens in a new tab)

基于时间依赖性成核理论开发了一种新的相选择模型，以研究快速固化对扩展溶解度的影响。该模型被应用于预测几种二元Al合金的溶解度作为过冷度的函数。对于共晶和过渡晶系统的预测都与实验数据有良好的一致性。已经证明，开发的模型优于T0线方法，后者忽略了成核的动力学过程。此外，该模型也可以应用于假设成核受最稀有物种或最慢扩散者限制的三元和多组分相。新模型的可行性和可靠性使其成为快速固化过程如增材制造的新型合金设计的有用工具。

Near-Surface Layer Perforations as Precursors to Fracture in Accumulative Roll Bonding of a Multilayered Metal Composite

多层金属复合材料的累积轧制键合中近表面层穿孔作为断裂的前驱 (this opens in a new tab)

我们使用微计算机断层扫描（µ-CT）来表征通过积累轧制键合（ARB）处理的铜（Cu）和钽（Ta）层压板中层穿孔（LP）缺陷的大小、形状和位置。其中一个被称为Cu/Ta，是从初始堆叠的七个交替的Cu和Ta片开始处理的，外部片是Cu。在另一个被称为Ta/Cu的中，外部片是Ta。Cu/Ta在处理过程中保持完整，并展示出LPs的大致均匀的空间分布。相比之下，Ta/Cu通过纵向分裂而断裂。在这个后者的样品中，LPs主要集中在样品表面附近。此外，它们的密度随着到断裂表面的距离的减小而增加。这些发现表明，尽管LPs的形成大量，但只要LPs均匀分布，经过ARB处理的材料可能仍然保持完整。然而，LPs的非均匀分布与纵向分裂有关。

Phenomenological Modeling of Deformation-Induced Martensite Transformation Kinetics in Austenitic Stainless Steels

对奥氏体不锈钢中形变诱导马氏体转变动力学的现象学建模 (this opens in a new tab)

本研究的目标是通过提出一个新的模型来预测形变诱导马氏体转变（DIMT）的动力学，该模型考虑了三种加载特性的影响：温度、应变率和应力状态。包括热压缩、拉伸、刻槽拉伸和剪切试验在内的实验使用304不锈钢板进行，以研究转变动力学。在对三种特性的影响进行解耦分析后，特别是在高应变率加载条件下的温度和应变率效应，为每种效应分别建立了三个动力学子模型，并通过将三个动力学子模型相乘来开发提出的模型。提出了一种分步拟合方法用于材料常数的校准，以替代复杂的迭代优化算法并提高材料常数值的确定性。使用来自以前研究的各种奥氏体不锈钢的实验数据进一步验证了提出的模型。结果显示，该模型在预测材料实验中的DIMT行为方面具有满意的准确性。在将模型编译成USDFLD子程序后，使用ABAQUS进行了热辅助精冲过程的模拟，对冲压件的马氏体含量给出了合理的预测。

On the Evolution of Austenite During Tempering in High-Carbon High-Silicon Bearing Steel by High Energy X-Ray Diffraction

通过高能X射线衍射研究高碳高硅轴承钢中奥氏体在回火过程中的演变 (this opens in a new tab)

通过高能X射线衍射在连续加热过程中探索高碳高硅轴承钢中残留奥氏体的演变，提供了关于在快速回火过程中控制奥氏体稳定性或分解的见解。在400°C以下，残留奥氏体经历了两个阶段的轻微分解成贝氏体，而在500°C以上，大量分解成铁素体+水泥石。应力释放减少了残留奥氏体晶格各向异性，这是由淬火过程中马氏体形成引起的应力所引起的。奥氏体碳富集的最高速率出现在370°C。相比之下，最高的奥氏体碳含量在466°C获得，明确了一个快速稳定残留奥氏体并最小化相分解的过程窗口。奥氏体达到了高达30 mJ m−2的固有堆垛错位能量值，避免了对轴承应用不希望的变形诱导塑性效应。

Tailoring the Microstructure and Properties of Reinforced FeMnAlC Composites by In-Situ TiB2–TiC–M2B Formation

通过原位TiB2–TiC–M2B形成调整增强FeMnAlC复合材料的微观结构和性能 (this opens in a new tab)

在本研究中，Ti和B被添加到轻质Fe–Mn–Al–C钢矩阵中，其中C的质量百分比为0、0.1和0.4，以评估增强颗粒的原位形成及其对性能的影响。通过热力学计算和实验验证，配方被定制。钛和硼以化学计量比例引入以形成TiB2。复合材料通过电弧熔炼后进行热轧和退火处理。实验结果表明，碳在系统中起着关键作用，因为它导致TiC和(Fe,Mn)2B的形成，从而减少了TiB2的比例。含有最高Ti、B和C含量的复合材料达到了最高的比模量值（29.5 GPa cm3 g−1），其密度和弹性模量分别为7.09 g cm−3和209.3 GPa。

Influence of Volume Fractions and Boundary Conditions on the Predicted Effective Properties of Al/Ni Composites for Industrial Design

体积分数和边界条件对预测Al/Ni复合材料有效性能的影响对于工业设计的影响 (this opens in a new tab)

现在，实验和模拟调查在工业设计中具有重要性。本文研究了体积分数和边界条件对Al/Ni复合材料有效性能的影响。通过轧制键合过程制造了改性微观结构的复合材料。微观结构表征显示，椭圆形的Ni片段在基体中均匀分布。此外，实现了层的完美键合，没有裂纹和空洞。此外，尽管伸长率减小，但随着Ni体积分数的增加，复合材料的弹性模量、屈服和极限强度都有所提高。接下来，进行了一系列计算实验，通过使用基于微观结构和人工RVEs的线性位移边界条件（LDBC）和周期性位移 边界条件（PDBC）。随机顺序吸附（RSA）方法被用来自动生成人工RVEs，其中Ni片段被随机分布且不重叠。然而，有限元分析中最引人注目的结果是，两种RVEs都能成功预测复合材料的实际宏观行为。此外，LDBC和PDBC的预测结果与实验得到的结果相对相似。

Phenomenological Analysis of Surface Degradation of Metallic Materials in Extreme Environment

极端环境中金属材料表面退化的现象学分析 (this opens in a new tab)

对于在恶劣环境中工作的组件的寿命，金属合金对表面退化的抵抗力起着重要的作用。在高温侵蚀性气体大气中，金属表面退化的机制包括以下几点：形成附着在表面的多相氧化层，部分剥落，以及形成化合物的可能蒸发。提出并分析了描述附着层抛物线增长、时间依赖性蒸发和与附着层瞬时厚度交联的剥落速率的控制方程。从控制方程的分析中定义了几种动力学常数之间的关系。讨论了设计实验程序以确定独立动力学常数的路径，并使用集成模拟器根据实验结果计算动力学常数。使用耐热Cr/Ni奥氏体钢的高温氧化的两个例子来说明建议的方法确定氧化、剥落和蒸发动力学常数的能力。在未来，可以考虑使用建议的方法分析气体、液体或固体环境中固体材料的不同类型的表面退化。

Influences of Al Additive on Mechanical Properties of WC–AlxFeCoCrNi Cemented Carbides

Al添加剂对WC–AlxFeCoCrNi硬质合金机械性能的影响 (this opens in a new tab)

在这项研究中，使用火花等离子烧结法制备了WC–AlxFeCoCrNi (x = 0到0.5)硬质合金，并研究了WC–AlxFeCoCrNi复合材料的相组成、微观结构和机械性能。FeCoCrNi高熵合金粉末显示出单一的FCC晶体结构，Al添加剂形成了BCC相。发现室温和600 °C/800 °C下的WC–AlxFeCoCrNi (x = 0.1到0.5)复合材料的硬度高于WC–FeCoCrNi复合材料，主要是由于Al添加剂抑制了WC晶粒的生长和BCC相的形成。

Effect of Deformation on the Magnetic Properties of C + N Austenitic Steel

变形对C+N奥氏体钢磁性能的影响 (this opens in a new tab)

在这项研究中，研究了形变对FeCr18.2Mn18.9–0.96C + N高间隙钢低温磁性能的影响。在室温下进行了拉伸试验，并在10%、20%和30%的形变处中断。通过振动样品磁强计（VSM）技术在50 K到370 K进行了磁性测量。通过XRD和SEM的微观结构、形态和晶体结构分析显示，材料由均匀稳定的奥氏体结构组成，没有α-马氏体或ε-马氏体的存在。提出孪晶和位错细胞是主要的形变机制。材料在235 K以下表现出顺磁-反铁磁（TNéel）转变。由于形变，材料的Néel温度倾向于增加。测量到形变材料的磁化和磁化率的减小。进行了从头计算，并显示当碳和氮作为间隙元素添加时，FCC相比C + N系统更稳定，此外，计算了临界转变温度，其值与实验数据一致。一个 磁性贡献对SFE的影响已经确定，其顺序为5 mJ/m2。

Manipulation of the Stacking Fault Energy of a Medium-Mn Steel Through Temperature and Hierarchical Compositional Variation

通过温度和分层组成变化调控中锰钢的堆垛层错能量 (this opens in a new tab)

中子衍射用于探测中锰钢的温度依赖性变形响应。通过原位测量相含量，发现298 K的变形响应由γ-奥氏体向ε-和α-马氏体的相变（TRIP）组成。当应变超过423 K时，孪生诱导塑性（TWIP）成为主导的变形行为。在中间温度下，观察到混合模式变形。各种变形响应相对于计算的温度依赖性堆垛层错能量曲线进行解释。对于堆垛层错能量≤15 mJ/m2，观察到与堆垛层错生成相关的相变。当堆垛层错能量≥22 mJ/m2时，记录到孪生。在这些值之间，观察到混合模式变形，其中识别出孪生和ε-马氏体；混合模式响应是由于合金的化学和微观结构不均匀性。这项研究旨在阐明温度对中锰堆垛层错能量及其在单一合金类中的相关变形响应的影响。

High Strain Rate Superplastic Flow and Fracture Characteristics of a Fine-Grained Eutectic High Entropy Alloy

细晶共晶高熵合金的高应变率超塑性流动和断裂特性 (this opens in a new tab)

一种细晶微复合AlCoCrFeNi2.1共晶高熵合金表现出高应变率超塑性，其在1173 K和应变率为10-1 s-1的条件下的断裂伸长率约为960 pct。最佳超塑性与应变率敏感性约为0.5相关，且在低和高应变率下都有转变为非超塑性流动，其应变率敏感性<0.5。超塑性归因于晶界滑移，观察到等轴晶粒形态的保持，伴随着一些晶粒生长。在拉伸至断裂的试样中观察到尺寸在1至5 μm范围内的空洞。尽管分析显示在实验条件下可能发生空洞核化，但由于受到与空洞大小成比例的塑性生长率的控制，空洞生长较慢。

Effect of Grain Size on the Heat-Affected Zone (HAZ) Cracking Susceptibility in Ni Base XH67 Superalloy

颗粒大小对Ni基XH67高温合金热影响区（HAZ）裂纹敏感性的影响 (this opens in a new tab)

XH67是一种高镍超合金，用于火箭发动机组件的高压，富氧环境中，因其优于传统超合金的点火阻力而受到青睐。这种合金的化学成分复杂，通过固溶强化（由Cr，Mo，W和Fe）、分散硬化（γ矩阵中的Cr和Ti的碳化物）和沉淀硬化（γ′—Ni3(Ti, Al))在溶液处理和老化条件下进行强化。在火箭组件的制造过程中，这种材料在多阶段成形操作后的多次热机械循环，高温退火周期，多道焊接，焊后热处理，以及在烧结防火金属陶瓷涂层过程中，都会改变其初始颗粒大小。在这项研究中，颗粒大小约为184和约79 μm的XH67合金在1000 °C至1250 °C的各种峰值温度下，使用Gleeble-3800热机械模拟器进行了一到四次焊接过程的HAZ条件模拟，以评估热影响区（HAZ）裂纹敏感性。光学显微镜显示，在HAZ模拟后，粗和细颗粒材料在峰值温度和通道数的某些组合后都出现了裂纹。扫描电子显微镜和能量散射光谱显示，裂纹的位置富含Ti，Cr和C，这表明形成了共晶。在HAZ模拟过程中，粗颗粒材料能够在没有任何缺陷形成的情况下承受多次通道（4个周期）直到1050 °C的温度，而细颗粒材料在没有缺陷形成的情况下承受到1150 °C，即使经过4次通道。评估了HAZ模拟后无缺陷试样的机械性能，断裂试样的断裂学显示，粗颗粒样品以脆性晶间断裂失败，而细颗粒样品通过韧性失败。这项研究的结果有助于减轻HAZ裂纹敏感性，并确定在复杂镍基超合金的多道焊接过程中，在产生缺陷之前的通道数，通过模拟研究，给定颗粒大小。

The Combined Effects of Plastic Deformation and Two-Phase Annealing, Applied to Hot-Rolled Bands, on the Final Microstructure and Magnetic Properties of Non-oriented Electrical Steel Sheets

塑性变形和两相退火的联合效应，应用于热轧带材，对非取向电工钢板最终微观结构和磁性能的影响 (this opens in a new tab)

最近已经报道了热轧电工钢带（HRB）由变形和退火产生的微观结构变化。这些变化对通过进一步冷轧和最终退火得到的钢的微观结构和磁性能的影响尚未进行研究。本研究报告了 由变形和亚临界退火引起的HRB的化学和微观结构变化，以及它们对非取向电工钢板最终微观结构和磁性行为的影响。

Influence of Austempering Conditions on Hardness and Microstructure of Bainite in Low-Alloyed Steel

奥氏体化条件对低合金钢贝氏体硬度和微观结构的影响 (this opens in a new tab)

研究了奥氏体化温度和时间对低合金贝氏体钢微观结构和硬度的影响，温度范围为275°C至375°C，时间长达24小时。结果表明，奥氏体化温度影响了贝氏体微观结构的位错密度和粗糙度，而奥氏体化时间只显著影响了位错密度。根据微观结构-性能关系估计了钢的硬度，与测量的硬度吻合良好。总的来说，位错密度的减少是增加奥氏体化温度和/或时间导致硬度降低的主要原因。

Phase Selection and Microstructure Evolution in Laser Additive Manufactured Ni-Based Hardfacing Alloy Bush

激光增材制造镍基硬面合金衬套中的相选择和微观结构演变 (this opens in a new tab)

镍基硬面合金衬套用于快中子反应堆内的动态移动组件。由于铸造或焊接沉积制造这些衬套的困难，尝试了激光快速制造（LRM）。在这项工作中，研究了激光增材制造镍基硬面合金衬套的微观结构发展和相选择。制造后的衬套在与材料建造方向垂直的方向上具有均匀、无缺陷的微观结构，而在与建造方向平行的方向上可以检测到由于析出物的粗化而产生的微观结构异质性。整体微观结构主要由γ-Ni、γ-Ni+Ni3B异常和层状共晶以及Ni-B-Si层状共晶组成。此外，还发现了富含Cr的硼化物和碳化物。使用ThermoCalc®模拟的Scheil’s非平衡凝固提供了对快速冷却条件下相选择现象的支持性见解。LRM镍基硬面合金衬套的微观结构与焊接沉积的微观结构截然不同，这是由于在Ni-Cr-B-C-Si-Fe多元合金系统中发生的快速冷却导致的非平衡共晶凝固反应。

The Effect of Texture on the Hall-Petch Relationship in Severely Drawn Ni-Co Microwires

纹理对严重拉伸的Ni-Co微线Hall-Petch关系的影响 (this opens in a new tab)

通过改变Ni-Co合金中钴的含量，研究了纹理对强度的影响。添加Co的目的是降低合金的堆垛层错能（SFE）。SFE的降低减少了交叉滑移的容易程度，并增强了平面滑移，导致冷加工过程中纹理的变化。三种Ni-Co合金（33、50和60 wt pctCo）在室温下通过特殊设计的设备拉伸成500、200和100μm的线径，对应于2.67、4.05和5.88的拉伸应变。EBSD分析显示，随着拉伸应变的增加，晶粒尺寸细化，Ni-50和Ni-60 Co合金的晶粒从细长变为等轴。线谱分析和体积纹理分析显示，增加拉伸应变导致缺陷密度增加，<100>纤维分数增加，<111>纤维分数减少，这些趋势随着Co含量的增加而增加。对拉伸线进行的拉伸试验显示，Ni-60 Co合金在所有线径上都具有更高的强度和优越的延展性。通过退火100μm直径的Ni-Co线计算得到的退火条件下的HP系数，发现与SFE无关。拉伸条件下的HP系数高于退火条件。从拉伸线中的多次应力松弛测量得到的激活体积从20到5.5b3，表明位错相互作用仍然是底层操作变形机制。

Effect of Nb Precipitates and Reversed Austenite Formed by QLT Process on Microstructure and Mechanical Properties of Nb-Bearing 7Ni Cryogenic Steel

Nb沉淀物和通过QLT过程形成的逆转奥氏体对Nb含量7Ni低温钢微观结构和机械性能的影响 (this opens in a new tab)

由于Ni资源的高价，限制了具有优良低温韧性的Ni含量钢的应用。本研究旨在探索新设计的低成本Nb含量7Ni钢的淬火-亚临界退火-回火（QLT）处理的最佳过程。研究了Nb微合金化对强度-韧性组合和逆转奥氏体成核特性的影响。结果表明，经过670°C的亚临界退火后，获得了最佳的综合机械性能，低温韧性甚至优于9Ni钢。额外的屈服强度（约32 MPa）归因于各种精细马氏体微观结构单元的协同作用。 通过添加0.04 pct Nb引起的强化机制。增加的韧性与由密排平面（CP）群主导的转变产生的高比例的高角度晶粒边界（HAGBs）相关。这种转变提供了更有效的成核位点，这些位点优先位于板条边界和块边界，呈现出膜状形态。尽管NbC沉淀吸引C原子，这些原子反过来诱导成核并稳定逆转奥氏体。这些结果为向液化天然气（LNG）和氢存储应用提供节省镍的钢合金提供了新的设计策略。

Insight to Potential of TiB2 and CeO2 Inoculants on Microstructural Evolution in Laser Powder Bed Fusion Processed Superalloy IN718

对TiB2和CeO2接种剂对激光粉末床熔融过程中Superalloy IN718微观结构演变潜力的洞察 (this opens in a new tab)

这项研究关注了CeO2和TiB2接种剂在激光粉末床熔融（L-PBF）处理的超合金Inconel 718（IN718）中存在导致的微观结构变化。结果表明，将1 vol pct的CeO2或TiB2接种剂与粉末原料混合，有效地细化了IN718的晶粒结构。有趣的是，与在熔池中基本未变化的TiB2接种剂颗粒相比，CeO2颗粒与熔体反应，形成在L-PBF过程中沿熔池边界和表面熔化和聚集的Ce(Al, Ti)O3氧化物。CeO2和Ce(Al, Ti)O3氧化物颗粒在熔池中的存在有助于降低凝固过程中的冷却速率。因此，与在相同参数下处理的含有CeO2的L-PBF IN718相比，含有TiB2的L-PBF IN718的初始晶粒结构明显更细。对初始微观结构的详细表征表明，TiB2接种剂颗粒与IN718适度反应，并在TiB2颗粒附近形成少量的纳米硼化物。在1150°C下进行2小时的溶液热处理后，微观结构中的硼化物总分数增加，有效地固定了晶粒边界并防止了晶粒生长。这些硼化物有助于保持初始晶粒结构，并将微硬度提高了约85 HV0.5，与未添加接种剂的L-PBF处理的IN718相比。

High-Strength Dissimilar Welds Between a NiTi Shape Memory Alloy and Titanium Obtained by Intermixing Niobium Using Pulsed Laser Beam Welding

通过混合铌使用脉冲激光束焊接获得的NiTi形状记忆合金和钛之间的高强度异质焊接 (this opens in a new tab)

NiTi形状记忆合金与商业纯钛（Ti）的连接对于多种工业应用具有极大的兴趣。然而，这些材料的异质熔融焊接与形成极其脆性的金属间化合物（例如，Ti2Ni和TiNi3）有关，这极大地限制了NiTi/Ti接头的机械性能。本研究试图通过将铌箔作为填充材料混入NiTi/Nb/Ti对接接头配置中，通过脉冲激光束焊接的方式，改善化学兼容性和机械性能。应用不同的脉冲持续时间来定制混合，并评估焊接金属的偏离化学成分。结果表明，铌的混合显著提高了NiTi/Ti材料组合的焊接性能，与自主焊接相比。然而，混合填充材料的比例对微观结构演变和机械性能产生了重大影响。通过减少脉冲持续时间，获得了最高达到679 MPa的最大拉伸强度，断裂发生在钛基材上，断裂伸长率为18.7 pct，这是对以前关注NiTi与钛及其合金的熔融焊接的研究的重大改进。

Modeling the Effect of Excess Vacancies on Precipitation and Mechanical Properties of Al–Mg–Si Alloys

模拟过量空位对Al–Mg–Si合金沉淀和机械性能的影响 (this opens in a new tab)

一个空位湮灭模型已经与AA 6xxx系列铝合金的耦合成核、生长和粗化的沉淀模型结合。模拟结果与人工老化过程中不同时间的硬度数据和来自TEM测量的沉淀参数进行了比较。模拟和测量都表明，老化开始时的过量非平衡空位浓度和快速的空位湮灭速率显著影响了最终的沉淀和强度演变。因此，模型复制了当直接人工老化（DAA）应用时达到最大强度所需的短老化时间。与DAA的快速老化反应相反，硬度测量显示，当人工老化在长时间的自然老化后进行时，老化反应明显较慢。通过假设从老化开始时就存在一个平衡空位浓度，模型模拟捕获了这种老化行为。

Effect of High-Energy Ball Milling in Toluene on the Morphology, Phase Evolution, and Contamination for Some Elemental Powders

高能球磨在甲苯中对一些元素粉末的形态、相演变和污染的影响 (this opens in a new tab)

本研究报告了磨削时间对纯元素Al、Fe、Ni、Cu、Cr、Mo、Si、Co、W、V、Ta和Ti粉末在甲苯中进行高能球磨（HEBM）时的碳含量、形态、晶粒尺寸和相演变的影响。XRD结果显示，Ti的HEBM导致了TiCx的形成，这通过拉曼 光谱学，钛的研磨导致了TaCx和TaHx的形成。相比之下，所有其他元素粉末的研磨时间达到20小时都没有形成碳化物或氢化物相。研磨粉末中的碳重量百分比随研磨时间的增加而逐渐增加。Ti粉末显示出最高的C重量百分比，其次是Ta，W，Si，Al，Cr，Fe，Mo，V，Co，Ni和Cu，依次排列。碳的存在可以归因于甲苯的解离和碳化钨球和瓶的侵蚀。结果表明，碳的吸收显著取决于被研磨的元素。D50粒径在20小时的研磨后显著减小。所有粉末的晶粒尺寸随研磨时间的增加而逐渐减小，经过20小时的研磨后，其范围在20至36纳米之间。

Machine-Learning-Assisted Development of Carbon Steel With Superior Strength and Ductility Manufactured by Electron Beam Powder Bed Fusion

通过电子束粉末床熔融制造的具有优越强度和延展性的碳钢的机器学习辅助开发 (this opens in a new tab)

在这项研究中，基于一种新颖的支持向量机优化方法，确定了制造无缺陷S25C碳钢的电子束粉末床熔融（EB-PBF）的广泛处理窗口。具有相同能量密度的样品显示出相似的微观结构和机械性能。一个样品显示出最佳的强度和伸长率组合，分别为459.3 MPa和57.6 pct。含有不规则水泥石颗粒的珠光体区域是在变形过程中首先破裂的，裂纹逐渐扩展到周围区域。铁素体，细胞结构和含有平行和直线水泥石颗粒的珠光体可以通过滑移有效地调节变形并增强S25C部件的塑性。淬火后，由于马氏体和位错纠结的存在，强度提高到了前所未有的1722.5 MPa，伸长率为16.8 pct。进一步回火后，强度降低，塑性明显增加，最佳强度和伸长率组合分别为722.7 MPa和44.2 pct。回火样品的微观结构包含板条马氏体，水泥石颗粒和稀疏的位错线。这些结果表明，当前的方法可以作为一种强大的工具，有效地优化EB-PBF过程的高维参数，以生产具有优秀机械性能的碳钢。

The Influence of δ-Phase on the Environmentally Assisted Cracking Resistance of an Additively Manufactured Nickel-Based Superalloy

δ-相对增材制造镍基高温合金的环境辅助开裂抗性的影响 (this opens in a new tab)

IN625是增材制造（AM）应用的一种有吸引力的合金，但是AM中的处理条件产生了大量的残余应力，成分梯度和微观结构异质性，这些都降低了性能和性能。对于石油和天然气（PNG）行业的许多应用来说，对环境诱导开裂的抗性是非常关心的。为了评估AM制造可能对这种性质的影响，AM和锻造处理的样品经过类似的热处理，并在酸化氯化物环境中以慢应变速率进行拉伸测试，无论是在自由腐蚀条件下还是在控制氢逃逸度的条件下。结果表明，AM固化微观结构对机械性能有不利影响，并显著增加了样品中吸收氢时开裂的严重性。δ-相的体积分数的增加加强了这种影响的强度。这次评估还表明，额外的热处理消除了AM固化微观结构和微观偏析，形成了更均匀的微观结构，减少了吸收氢，界面沉淀物（δ-相），晶界和三轴应力之间的相互作用的密度和严重性。得出的结论是，可以设计出有效的后建热处理，使AM组件在相同的环境条件下的性能与锻造组件一样好。

Electrodeposition of Ni-W/PTFE Nanocomposite Coating and Investigation of Its Corrosion Resistance and Microhardness

Ni-W/PTFE纳米复合涂层的电沉积及其耐腐蚀性和显微硬度的研究 (this opens in a new tab)

当前的工作主要目的是估计聚四氟乙烯（PTFE）的增强纳米颗粒（NPs）对Ni-W-PTFE纳米复合（NC）涂层的电化学和机械特性的影响。Ni-W-PTFE NC涂层是在铜上从含有PTFE颗粒的改性浴中通过直流（DC）电沉积的。研究了PTFE NPs对Ni-W涂层特性的影响。能量散射X射线探测器（EDS）与SEM，扫描电子显微镜（SEM）和XRD用于研究Ni-W-PTFE NC涂层的化学成分，表面形貌和晶粒尺寸。通过电化学阻抗谱（EIS）和动态极化（Tafel）技术分析了沉积物的电化学行为。发现PTFE颗粒的添加增强了复合涂层的硬度和表面形貌，并改变为更球形的颗粒状。XRD结果显示，Ni-W/PTFE NC涂层具有面心立方（FCC）结构，颗粒的晶粒尺寸范围是25至38纳米。此外，腐蚀试验显示，首先，通过增加PTFE的浴浓度（至8 g L−1），沉积物的腐蚀抗性增加。这些优越的性能主要是由于在沉积物中均匀分布的增强颗粒。最高的腐蚀抗性（13293 Ω cm2） 从含有8克每升PTFE的溶液中获得。