Metallurgical and Materials Transactions A - MMTA Article Abstracts in Chinese: Volume 55, Issue 5
Metallurgical and Materials Transactions A May 2024
2024年5月金属学和材料交易A (this opens in a new tab)
Penetration-Dependent Microstructures in TiO2-Induced Weld Metal of EH36 Shipbuilding Steel
EH36船舶钢焊接金属中TiO2诱导的渗透依赖微观结构 (this opens in a new tab)
通过CaF 2 –30 wt. pct TiO 2 熔剂在60 kJ·cm -1 的埋弧焊接下处理EH36船舶钢的焊接金属渗透，研究了微观结构特征。结果表明，微观结构从等轴晶区到柱状晶区显著细化，其中针状铁素体形态从板状变为柳叶状。同时，针状铁素体的分数增加，而多边形铁素体的分数缩小，使得错位分布呈双峰态，有利于性能的提高。
Quasi In-Situ Study of Microstructure in a Laser Powder Bed Fusion Martensitic Stainless Steel
激光粉末床熔融马氏体不锈钢微观结构的准 原位 研究 (this opens in a new tab)
本研究探讨了激光粉末床熔融（L-PBF）马氏体不锈钢在固溶退火和时效过程中固化微观结构的演变。准 原位 实验使用电子背散射衍射（EBSD）揭示了熔池下方更细小、更等轴的微观结构在固溶退火过程中易于再结晶和晶粒长大。熔池下方和熔池内部的两种不同固化微观结构在固溶退火和时效过程后汇聚成一种均匀的晶粒形态。
Microstructural Evolution in Inconel 718 During Room-Temperature Tube Flow Forming: Plastic Flow Heterogeneities and δ Phase Evolution
Inconel 718在室温管流成形过程中的微观结构演变：塑性流动的异质性和δ相演变 (this opens in a new tab)
提出了Inconel 718管流成形的微观结构分析。晶粒破碎分析显示，增加减少通道的数量可以使应变的分布更均匀，这可能解释了减少通道数量增加时观察到的更高延性。此外，观察到再结晶晶粒和 δ 相体积分数的增加。这个观察结果表明温度的增加和 δ 相沉淀动力学的非常高的增加。
Advanced Polycrystalline γ′-Strengthened CoNiCr-Based Superalloys
先进的多晶γ′强化CoNiCr基超合金 (this opens in a new tab)
已经开发出具有优异机械性能的新型组成复杂的CoNiCr基超合金，这些超合金结合了高熵合金的多主元素性质和超合金的沉淀强化。一系列先进的多晶 γ ′强化CoNiCr基超合金，称为CoWAlloys，其含有不同含量的Al、W、Ti、Ta、Mo和Nb，就微观结构、热物理性能、屈服和蠕变强度进行了研究。所有CoWAlloys的微观结构都由fcc固溶体基体相（大约 γ 组成在at. pct：50Co–20Ni–20Cr–10X ( X = 其他合金元素)），这是通过一个多组分 γ ′ (Ni,Co) 3 (Al,Ti,Ta,W,Nb)-基沉淀相强化，其体积分数非常高，约为60 vol pct（大约 γ ′组成在at. pct：45Ni–30Co–25X）。这些合金具有高于1300 °C的固相线温度和适中的 γ ′溶线温度在985 °C和1080 °C之间，导致了一个大的加工窗口。增加 γ ′形成元素Ti、Ta、W和Nb的含量会减小这个窗口，但会增加 γ / γ ′晶格错配和反相界能，这有助于显著提高屈服和蠕变强度。他们的性能与传统的多晶Ni基超合金和所谓的L1 2 -强化高熵合金进行了比较，结果表明CoWAlloys的蠕变强度显著更高。这是由于CoWAlloys由于不同的基础变形机制导致的应变速率敏感性的降低：通过增加反相界能，发生了堆垛错切割和微观孪晶，这导致了蠕变强度的提高。基于这些 结果，为下一代高温多晶超合金的设计提出了指导方针和策略。
Enhanced Microstructural Stability and Hardness of Multi-component Nanocrystalline Nickel Alloys Processed via Mechanical Alloying
通过机械合金化处理，提高了多组分纳米晶镍合金的微观结构稳定性和硬度 (this opens in a new tab)
纳米晶合金以其高强度而引人注目，纳米晶Ni正在被研究用于高温应用。然而，纳米晶合金对粗化不稳定，因此容易导致强度降低。在这项工作中，设计了两种纳米晶合金，Ni–(0, 11 at pct W)–3 at pct Ta–2 at pct Y，通过形成纳米级沉淀物，保持稳定的纳米级晶粒以利用Hall–Petch硬化，以及降低Ni基基体的堆垛错能量，以展示微观结构稳定性和高强度。通过高能冷冻机械合金化生产，两种合金都表现出热稳定性和由于有益的杂质氧化钇/氮化物颗粒和氩气泡固定晶界而增强的机械性能。硬度测试和先进的表征技术，即扫描透射电子显微镜，被用来阐明微观结构-性能关系。杂质陶瓷相的差异影响了合金的相对稳定性和硬度。含有Y 2 O 3 纳米颗粒的Ni–11W–3Ta–2Y合金比含有YN颗粒的Ni–3Ta–2Y合金更稳定，更硬，经过在70 pct同质温度下退火100 小时后，保持纳米级晶粒，并显示出超过Hall–Petch贡献的2 GPa以上的增强硬度。氧化钇/氮化物颗粒，Ni 5 Y金属间化合物相，以及从研磨剩余的纯W/Ta晶粒，都在增强硬化中起作用。
The Beneficial Effect of Iron in Aluminum-Cerium-Based Cast Alloys
铁在铝-铈基铸造合金中的有益效果 (this opens in a new tab)
铁（Fe）被认为是主要的杂质，因为它由于形成含Fe的脆性金属间化合物相，对许多铸造铝合金的机械性能有害。Fe在铝矾土矿石中自然存在为杂质，导致铝合金的Fe污染随着当前的回收实践而增加。使用CALPHAD（CALculation of PHAse Diagrams）建模和实验铸造技术研究了Al–Ce–Fe系统。发现向Al–Ce系统添加Fe对三元合金的强度（稍微）和延性（显著）有益，这归因于形成细小的亚稳态Al 8 CeFe 2 相具有聚集形态和平衡 Al 10 CeFe 2 相，抑制了近共晶Al–Ce合金中的粗大的共晶前 Al 11 Ce 3 相。热处理研究表明，亚稳态 Al 8 CeFe 2 相在500 °C下转变为预测的平衡 Al 10 CeFe 2 相，基本上没有金属间化合物或晶粒粗化；因此，合金显示出优秀的性能保持。Al–Ce–Fe合金系统为使用低成本Fe和低成本铈（稀土提取的副产品）的可持续、可回收合金开发提供了机会。
Exploring the Role of Thermodynamic Parameters in Determining Zr–Cu–Al–Ag Glass-Forming Composition
探索热力学参数在确定Zr–Cu–Al–Ag玻璃形成组成中的作用 (this opens in a new tab)
在Zr–Cu–Al–Ag系统中，使用热力学建模提出了一种新的玻璃形成组成（GFC）。化学混合焓（∆ H chem ）和错配熵 (∆ S σ / k B )与 配置熵（∆ S c / R ）一起用来优化 GFC。在本工作中，引入了一种新的计算计算方法，代替图形方法，以准确确定 使用上述热力学参数的GFCs。系统地将四元Zr-Cu-Al-Ag系统细分为三元系统以确定 P HS (∆ H chem *∆ S σ / k B ) 和 P HSS ( P HS *∆ S c / R ) 参数。严格比较了 P HSS 参数与报告的Zr-Cu-Al-Ag BMGs。基于计算方法，确定了新的组成， Zr 47 Cu 40 Al 8 Ag 5 ，发现与早期报告的金属玻璃非常接近。分析了Ag浓度从1至8 at. pct的变化角色，以理解GFCs的稳定性。还进行了热力学分析，以进一步探索二元对在∆ H chem , ∆ S σ / k B , ∆ S c / R , P HS , 和 P HSS 在这项工作中的作用。
Characterization and Rationalization of Microstructural Evolution in GRCop-84 Processed by Laser-Powder Bed Fusion (L-PBF)
通过激光粉末床熔融（L-PBF）处理的GRCop-84中微观结构演变的表征和合理化 (this opens in a new tab)
GRCop-84 [Cu-8Cr-4Nb (at. pct)]的棱柱形几何体通过激光粉末床熔融（L-PBF）过程构建。样品被切割成平行或垂直于构建方向，并在原始状态和热等静压（HIP）处理后进行表征。使用光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、电子背散射衍射（EBSD）和高温X射线衍射（HTXRD）评估了微观结构和相演变，直到1223 K。原始条件下的样品主要表现出柱状外延和错位的Cu-FCC晶粒。基于整体构建几何形状内的位置、小熔池形状和切割效果的动态，讨论了微观结构的演变。上述晶粒结构在后处理HIP处理过程中没有显著变化。这种FCC晶粒结构的稳定性归因于在L-PBF过程中，即使在FCC晶粒从液体中出现之前，也形成了稳定的Cr 2 Nb（Laves相）。使用高温X射线衍射测量评估了原始和HIP样品中Cr 2 Nb的稳定性，并与气体雾化粉末进行了比较。讨论了这些结果对航空航天应用的意义。
Design Solutes to Achieve Columnar-to-Equiaxed Transition and Grain Refinement in Cast Multi-principal-element Alloys
设计溶质以实现铸造多主元素合金的柱状到等轴过渡和晶粒细化 (this opens in a new tab)
多主元素合金（MPEAs），也被称为高熵合金（HEAs），在过去的十五年中引起了广泛的关注，因为它们具有独特和优秀的性能。然而，许多MPEAs在铸态下显示出粗大和各向异性的柱状晶粒。虽然宪法过冷（CS）驱动的参数已被广泛用于评估和预测溶质对柱状到等轴过渡（CET）和稀释 对于MPEAs，类似的研究却很少。由于多元溶质元素（溶质）及其高浓度，MPEAs的CS驱动参数与为稀释二元合金提出的参数不同。在此，我们根据它们的物理意义，借助计算相图，推导出MPEAs的CS驱动参数，包括过冷参数和生长限制因子。然后，使用计算的CS驱动参数来预测溶质对CET和NiCoFeCr MPEAs中晶粒细化的影响。在NiCoFeCr MPEA中，也评估了额外的合金化溶质Nb、Ti和V的不同CS驱动特性。比较了含有和不含Nb、Ti和V的NiCoFeCr固化微观结构的晶粒尺寸，并用预测的CS驱动参数的趋势进行解释
New Insight into Toughness Enhancement in a Lath Martensitic Steel
对板条马氏体钢韧性增强的新见解 (this opens in a new tab)
母体奥氏体的晶粒细化导致马氏体相变界面网络发生显著变化，最终改善了机械性能（即，韧性和硬度）。分子动力学模拟表明，裂纹扩展的倾向性主要由相变界面能量控制，其中，高能量60度/[110]扭转界面的裂纹扩展速率远快于低能量60度/[111]对称倾斜界面。这与实验观察一致，即母体奥氏体晶粒细化增加了低能量界面的数量，减少了马氏体中高能量相变界面的数量。反过来，这导致了韧性的显著提高，而不牺牲强度。这一发现表明，通过相变界面网络工程，可以显著改善马氏体微观结构的机械性能。
Effect of Thickness-Dependent Sandwich Microstructure on the Thermal Conductivity of HPDC Mg–4Sm–2Al Alloy
厚度依赖的三明治微观结构对HPDC Mg–4Sm–2Al合金热导率的影响 (this opens in a new tab)
高压压铸（HPDC）组件沿厚度方向展示出独特的三明治微观结构特征，因此显示出与通过其他铸造方法生产的组件不同的溶质分布模式。考虑到溶质原子对热导率的显著影响，仅依赖局部微观结构来表征HPDC组件的热导率是一种不完整的方法。本工作研究了厚度依赖的三明治微观结构对HPDC模型合金（Mg–4Sm–2Al）热导率的影响。结果表明，随着板厚的增加，不同层的体积分数（ T Skin / T 、 T Core / T 和 T SB / T ）保持不变。然而，随着板厚的增加，皮层内的溶质原子浓度逐渐降低，这一现象归因于减小的凝固速率，为溶质原子沉淀提供了足够的时间。有趣的是，在核心层内，溶质原子浓度呈非线性模式，先降低然后增加。外部固化晶体（ESCs）的不同分布主要负责这种悖论性的增加。随着板厚的增加，ESCs从集群核心分布转变为均匀的厚度分布，逐渐改变合金的凝固行为。同时，提出了一个考虑 α -Mg基体内溶质原子相互作用的三明治微观结构的有效模型。该模型成功地表征了HPDC合金的热导率，并在Mg–Sm–Al系统合金中找到了应用，预测和实验结果之间的相对误差小于15%。
An Axisymmetric Analytical Model for Cracking During Solidification and Its Comparison with the RDG Model
固化过程中裂纹形成的轴对称解析模型及其与RDG模型的比较 (this opens in a new tab)
开发了一个解析模型，用于计算合金在固化过程中裂纹形成的敏感性。与RDG开发的突出解析模型将糊状区视为多孔介质不同，本模型考虑了糊状区中柱状树枝晶的形状。假设柱状树枝晶是轴对称的，根据合金的 T vs ( f S ) 1/2 曲线计算其外轮廓的形状，其中 T 是温度， f S 是固相分数。假设柱状树枝晶在其轴向方向上以稳态生长，并 树枝晶间的液体被假设以环状流动，方向与凝固收缩和横向张力相反以进行补偿。该模型经过CFD建模检验，与RDG模型和简单指数 | dT / d ( f S ) 1/2 |进行了比较，以确定在凝固过程中对裂纹的敏感性。
Optimization of Nano and Micro Filler Concentration in Epoxy Matrix for Better Mechanical and Anticorrosion Properties
优化环氧树脂基体中纳米和微米填料浓度以获得更好的机械和防腐性能 (this opens in a new tab)
涂层作为保护机械设备和组件的一种手段，是科学研究的主要目标之一。涂层广泛应用于各种应用中，如涡轮叶片、阀体、泵壳。在这个背景下，本研究旨在通过填料/环氧涂层提高机械设备/组件表面的机械和物理性能，以最大限度地延长其使用寿命。这可以通过优化环氧涂层中的填料浓度来实现，以最大限度地提高表面的疏水性，减少摩擦损失，并增加磨损和冲击抗性。在这项工作中，我们将四种不同的陶瓷填料，即纳米二氧化硅、纳米碳化硅（SiC）、纳米氧化锌（ZnO）和微米氧化锌，作为填料加入到环氧聚合物基体中。0.5、1、2、3 wt pct的二氧化硅和纳米ZnO被添加到八种环氧基体中，而5、10、15、20 wt pct的SiC和微米ZnO被添加到另外八种基体中。总共有16种配方作为钢和玻璃基材的表面涂层。涂层样品在环境条件下固化7天。进行了磨损、硬度、冲击、拉脱、表面张力和腐蚀测试。结果表明，二氧化硅复合材料具有最高的疏水性。复合材料的疏水性增加是一个非常好的趋势，这将有助于解决降解和腐蚀问题，从而增加机械部件的使用寿命。另一方面，碳化硅复合材料具有最高的磨损抗性和抗拉强度。
Nanoindentation Hardness and Modulus of Al2O3–SiO2–CaO and MnO–SiO2–FeO Inclusions in Iron
铁中Al2O3–SiO2–CaO和MnO–SiO2–FeO包裹体的纳米压痕硬度和模量 (this opens in a new tab)
氧化物包裹体作为钢铁生产的副产品出现在钢中。这些通常对合金性能有害；然而，不同包裹体的有害程度因其化学成分的不同而存在差异。我们使用纳米压痕法测量由液态铁内沉淀产生的单个氧化物颗粒的局部弹性模量和硬度，这些颗粒属于Al 2 O 3 –SiO 2 –CaO和MnO–SiO 2 –FeO系统。测量的包裹体硬度值通常在8到13 GPa的范围内，对于富含氧化铝的包裹体，可以达到26 GPa。富含氧化铝的钙铝酸盐比铁硬度大得多，弹性模量可以达到350 GPa。相反，预期作为成功钙处理结果（ 即 ，含有少于约80 wt pct Al 2 O 3 的钙铝酸盐）的弹性模量低于铁。这也适用于我们在这里研究的广泛的钙铝硅酸盐和锰硅酸盐。此外，含有约70到80 wt pct MnO的硅酸盐被观察到具有细微的多相结构和弹性模量约为180 GPa。因此，如果目标是在受载钢中最小化与基体-包裹体弹性失配相关的应力集中，那么这些包裹体就成为可能的候选者。
Effects of Lath Boundary Segregation and Reversed Austenite on Toughness of a High-Strength Low-Carbon Steel
板条边界偏析和逆转奥氏体对高强度低碳钢韧性的影响 (this opens in a new tab)
理解回火过程中脆化和去脆化机制对于高强度和高韧性钢的发展具有至关重要的意义。在这项研究中，系统研究了马氏体板条边界元素偏析和逆转奥氏体形成对老化后韧性的影响。已经开发出一种高强度钢，其在-80 °C时的V型缺口冲击韧性为185 J/cm 2 ，屈服强度为980 MPa，总伸长率为20 pct。研究发现，短时间老化可以导致Mn在板条边界的偏析，从而使钢变脆。相反，长时间老化会引发Mo在板条边界的偏析， 这些边界，缓解了Mn偏析效应。主要调节老化后脆化和随后恢复的机制是Mn和Mo在马氏体晶粒边界的偏析。这些边界上的Mn偏析与韧性降低有关，而Mo偏析则起到抵消Mn偏析的不利后果，从而恢复出色的韧性特性。在延长老化后，Mn和Ni在晶粒边界显著偏析，导致局部 A C1 温度下降，并促进了沿马氏体晶粒边界形成膜状逆转奥氏体结构。这种逆转奥氏体结构显示出显著的稳定性，即使在-130°C以下也能持久存在。Mo在晶粒边界的偏析和膜状逆转奥氏体的形成都显著地提高了韧性。
Mechanical and Wear Behavior of Cobalt Based Composite with In-Situ Carbide Formed via Decomposition of Ti3SiC2
钴基复合材料的力学和磨损行为 原位 形成碳化物 通过 分解 Ti3SiC2 (this opens in a new tab)
金属基复合材料（MMCs）通常在设计时具有优异的耐磨性和力学性能，因此常用作机械运动部件。增强力学强度和提高耐磨性的一种方法是添加适量的硬陶瓷相。但这些改进总是以牺牲塑性或断裂韧性为代价，这限制了MMCs在一些高负荷和冲击条件下的进一步应用。在本研究中，通过电火花等离子烧结（SPS）制备了添加Ti 3 SiC 2 的Co基复合材料。在烧结过程中， Ti 3 SiC 2 分解形成 原位 细分散的TiC，与钴基体形成(200) γ -Co //(220) TiC 的取向关系。依赖于 原位 形成的TiC和合金基体之间的良好界面键合，复合材料表现出高的断裂韧性 39.1 MPa m 1/2 和低的磨损率 4.7 × 10 −5 mm 3 N −1 m −1 。由于其高的断裂韧性，疲劳裂纹在表面下层被有效地阻止了形成和扩展。它只受到轻微的磨损。相比之下，添加 外位 TiC或Cr 2 O 3 的复合材料表现出低的断裂韧性20~26 MPa m 1/2 。在摩擦过程中，它们受到严重的疲劳和磨损，导致高的磨损率 19.7~20.4 × 10 −5 mm 3 N −1 m −1 。
Towards an Improved Understanding of the Evolution of the Size Distribution of Ultrafine Nanoparticles Produced by a Rapidly Quenched Vapor Source
朝向更深入理解快速淬火蒸汽源产生的超细纳米颗粒尺寸分布的演变 (this opens in a new tab)
在本研究中，我们探讨了由火花烧蚀蒸汽源产生的Ag纳米颗粒的尺寸分布的演变。所制备的Ag纳米颗粒呈现出特殊的双峰对数正态尺寸分布，包含超细（~1.5 nm）和较大（3至15 nm）的颗粒。这种尺寸分布与之前对火花烧蚀产生的纳米颗粒的研究不同，后者的颗粒较大，且呈对数正态分布。本研究中超细Ag纳米颗粒的1.5 nm尺寸接近经典成核理论预测的临界核尺寸。通过考虑颗粒的同时沉淀和凝聚，以及不同尺寸下的不同凝聚动力学，我们建立了一个定量模型，描述了Ag纳米颗粒特殊尺寸分布的演变。模型的预测准确地再现了测量的纳米颗粒尺寸分布。本研究可以为理解超细 由快速淬火蒸汽源产生的纳米颗粒。
Unveiling the Room-Temperature Softening Phenomenon and Texture Evolution in Room-Temperature-Rolled Cu–0.13Sn Alloys
揭示室温软化现象和室温轧制Cu–0.13Sn合金的纹理演变 (this opens in a new tab)
在这项研究中，退火的Cu–0.13Sn合金 即 ., 原始样品在室温下进行轧制（RTR），减少比例（RR）为40和75%。电子背散射衍射（EBSD）和透射电子显微镜（TEM）被用来讨论原始和RTR样品中的微观结构演变。RTR变形导致铜型剪切带（SBs）的形成。在严重变形的Cu–0.13Sn合金中，观察到了室温（RT）/自退火下的静态再结晶（SRX）的不寻常现象。SBs和变形晶界（GBs）是储存能量（SE）高的主要区域，新的晶粒在这些区域中通过不连续SRX（DSRX）在RTR样品中形成。在变形晶粒内部形成的晶粒中观察到连续SRX（CSRX）。随着RR的增加，SBs的比例增加，粘塑性自洽（VPSC）模型被用来预测严重变形的Cu–0.13Sn合金中SBs的纹理。微观结构的异质性对原始和RTR样品中晶体学纹理的演变有显著影响。在低应变（40% RR）下，观察到铜型纹理，而严重变形的样品（75% RR）显示出强铜和S组分，但黄铜组分弱。在SB区域和变形GB区域的自退火晶粒导致了强铜和旋转立方体组分的演变，但黄铜组分弱。
A Feasible Thermomechanical Process of a Duplex-Phase Fe–Mn–Al–C Steel for Significantly Increasing Ductility Without Loss of Strength
一种双相Fe–Mn–Al–C钢的可行热力学处理过程，可以显著增加韧性而不损失强度 (this opens in a new tab)
为了改善Fe–Mn–Al–C双相低密度钢的力学性能，进行了控制的热力学处理。通过在热力学过程中将冷轧的减少从30%降低到20%，拉伸韧性从37%显著增加到66%，并且最大拉伸强度也有所改善。增强的强度和显著改善的韧性主要归因于更高的工作硬化能力，这是由于更有效的转变诱导塑性（TRIP）效应。更高的工作硬化能力主要表现为工作硬化率的显著恢复，这甚至可以导致在热力学处理的双相钢的拉伸变形中出现异常的二次工作硬化。在热力学过程中减少冷轧可以引入更少的位错，然后在退火过程中的恢复和再结晶后获得更大的奥氏体晶粒尺寸，以便具有适当稳定性的奥氏体可以确保TRIP效应在更高的应变水平上连续工作。因此，在这个研究的双相钢中实现了58 GPa pct的强度-韧性组合。
Macro-scale Compositional Inhomogeneity in Friction Stir Processed Mg–Al–Zn Cast Alloy and Its Effect on Mechanical Property
摩擦搅拌处理Mg–Al–Zn铸造合金的宏观尺度组成不均匀性及其对力学性能的影响 (this opens in a new tab)
长期以来，人们认为在没有添加剂的情况下，溶质偏析在摩擦搅拌处理（FSP）过程中不会改变宏观尺度的组成均匀性。然而在这项研究中，首次发现FSP在AZ91中引起了宏观尺度的组成不均匀性。使用微型X射线荧光光谱法，从处理材料中清楚地划分出三个与传统微观结构区域不同的区域， 即 ，R1明显富集Al和Zn，R2明显缺乏Al和Zn，R3的组成与基材相似。发现R1几乎与搅拌区域相同，而R2只占据了热力学影响区域的一部分，其中粒度结构被细化，R2的演变应与热力学影响区域的粒度细化有强烈的相关性。这个新发现的现象的潜在机制可以归因于R2中 β -Mg 17 (Al, Zn) 12 的溶解和Al和Zn从R2到R1的加速偏析，这是由于在FSP过程中，R1区域的高温导致它们在R1中的化学势降低。通过微硬度评估不同组成区域的局部力学性能。在R2中观察到局部软化，这主要归因于Al和Zn的耗尽导致的固溶强化显著减少。
Effect of Coupling Low-Flow Pouring with Inoculation on the As-Cast Microstructure of 7055 Alloys
低流动浇注与孕育相结合对7055合金铸态微观结构的影响 (this opens in a new tab)
在传统的直接冷却（DC）铸造中，实现铸锭的均匀晶粒尺寸是具有挑战性的。凝固过程中的热条件常常导致铸锭边缘的晶粒尺寸小于中心，即使在厘米级样品中也会导致晶粒尺寸的不均匀。在这项研究中，采用了低流动浇注技术并添加了晶粒细化剂，以在凝固过程中从铸锭的边缘到中心创造相似的热条件，从而得到均匀的铸锭。制备的铸锭中心的晶粒尺寸始终与边缘相匹配。有限元分析证实，低流动浇注提供了确保均匀晶粒的适宜热条件。此外，基于实验结果，提出了一种新的分析模型，用于精确识别所有活性成核基质。所提出的模型预测的晶粒尺寸与实验结果很好地对应，超过了以前的模型。我们的实验和分析结果为工业规模生产均匀铸锭提供了宝贵的指导。
Diffusion Growth and Mechanical Properties of Intermetallic Compounds in Mg–Pr System
Mg–Pr系统中金属间化合物的扩散生长和机械性能 (this opens in a new tab)
通过应用扩散耦合技术，对Mg–Pr系统的扩散行为和力学性能进行了表征。在扩散区内，已经识别出四种不同的金属间化合物（IMCs），即Mg 12 Pr、Mg 41 Pr 5 、Mg 3 Pr和MgPr。进行了全面的分析，以解析这四种IMCs的生长机制和扩散动力学。Mg 41 Pr 5 展现出最大的生长常数，并被确定为在扩散区内形成的主要化合物。随着温度的升高，每种IMC的扩散系数逐渐增加。此外，通过结合纳米压痕技术和第一性原理计算，探讨了Mg–Pr IMCs的力学性能。研究揭示，Mg 3 Pr具有最高的硬度，而Mg 12 Pr具有最大的杨氏模量。这些发现对我们理解稀土镁合金中IMCs的机械属性和生长机制有重要贡献，为优化合金设计和性能提供了宝贵的见解。
Comparative Plasma Nitrocarburizing of AISI 316L and AISI 304 Steels Using a Solid Carbon Active Screen: Differences in the Developing Microstructures
使用固态碳活性屏对AISI 316L和AISI 304钢进行等离子体氮碳共渗的比较：微观结构发展的差异 (this opens in a new tab)
本文对AISI 316L和AISI 304奥氏体不锈钢对活性屏等离子体氮碳共渗的反应进行了直接比较，处理温度范围广泛，从380℃到480℃（653K到753K）。在此过程中，使用了由固态碳制成的活性屏，而没有对待处理的钢样品施加偏置等离子体。由于人们认为处理结果强烈依赖于原位生成的氰化氢的浓度，因此调整了处理条件以保持这种浓度恒定。在这样的处理条件下，已经显示出AISI 316L比AISI 304在相同的处理温度下形成CrN的倾向性较低，其中前者的阈值温度低于480℃（753K），后者的阈值温度低于440℃（713K）。此外，高温下处理的AISI 316L上生成的扩展奥氏体的分解导致CrN和（主要是）Cr贫化的奥氏体相，可能伴随着少量的α-铁素体。相反，对于处理的AISI 304，分解导致CrN和转化的α-铁素体相。在给定的处理持续时间后获得的改性层厚度和层生长的动力学显示出每种钢的特征温度依赖性，这与微观结构分析的结果相一致。
Optimizing the Phase Distribution in Arc-Based Direct Energy Deposition of Duplex Stainless Steel
优化弧基直接能量沉积双相不锈钢的相分布 (this opens in a new tab)
采用气体金属弧焊（GMAW）和气体钨弧焊（GTAW）弧基直接能量沉积（DED）技术生成2209型双相不锈钢构件。应用了不同的沉积参数，以确定间隔温度和热输入对最终奥氏体-铁素体相分数的影响。使用光学显微镜、能量散射X射线光谱（EDX）、波长散射光谱（WDS）映射和电子背散射衍射（EBSD）分析进行了宏观和微观结构表征。将ThermoCalc模拟与制造过程中的热测量进行比较，并得到了间隔温度和测量的奥氏体分数之间的关系。本研究支持在不需要后沉积热处理过程的情况下，实现在建筑方向的70%范围内的均匀相分数的可能性。进一步的分析证实了即使在生产更大的组件时，焊接通道上的相平衡均匀性也得到了确认。
Effects of Heat Treatment on the Mechanical and Corrosion Resistance Properties of 316L NRHH Porous Bone Scaffolds by Selective Laser Melting
热处理对机械和耐腐蚀性的影响 通过选择性激光熔化制备的316L NRHH多孔骨架的性质 (this opens in a new tab)
热处理应用于通过选择性激光熔化（SLM）制备的具有负重入六角蜂窝（NRHH）结构的316L多孔骨架，温度在450 °C和1100 °C之间。研究了热处理引起的应力消除对316L NRHH多孔骨架的微观结构、机械性能和耐腐蚀性能的影响，以及各种热处理后残余应力的释放。这些发现表明，随着热处理温度的升高，残余应力逐渐消散。释放率为11.7、38.0、73.2、84.0和97.5 pct，直到在1100 °C的热处理后完全释放。在低温热处理（在450 °C和650 °C）期间，微观结构没有显著变化。在高于650 °C的温度下，熔池结构和亚晶结构消失。在800 °C时，热处理导致 δ 相溶解和 σ 相析出。然后，在1100 °C时，发生了再结晶，随机晶粒取向分布发生了变化。新的晶粒粗化和亚晶结构消失与残余应力的排放同时发生。在450 °C的热处理后，机械性能和耐腐蚀性能都有所改善。在650 °C和1100 °C之间的热处理过程中，晶粒粗化和位错密度减小，随着热处理温度的升高，机械性能和耐腐蚀性能都有所下降。特别是在高于800 °C的温度下，由于亚晶界的消失，电容半径和阻抗模数迅速减小，耐腐蚀性能迅速下降。
Modeling the Evolution of the Dislocation Density and Yield Stress of Al over a Wide Range of Temperatures and Strain Rates
模拟Al在广泛温度和应变速率范围内的位错密度和屈服应力的演变 (this opens in a new tab)
本文介绍了一个扩展模型，用于模拟纯铝在塑性变形过程中内部和壁面位错密度的演变。该方法以三个内部状态变量（3IVM）模型为起点，并通过考虑不动/锁定位错的动态湮灭以及存储在亚晶/细胞壁中的位错来推进它。作为受位错密度影响的材料性能之一，材料的强度被用来验证模型。以纯Al的实验流动曲线为校准基础。在从 − 196 °C到500 °C的温度下进行压缩试验，应变速率为1、0.1和0.01 s −1 。讨论并说明了温度和应变速率对每个状态参数的影响。
Formation, Dispersion and Distribution of TiB2 Particles in In-Situ Al-TiB2 Functionally Graded Nanocomposites
原位 Al-TiB2功能梯度纳米复合材料中TiB2颗粒的形成、分散和分布 (this opens in a new tab)
功能梯度金属基复合材料（FGMMCs）展示了对功能化结构组件至关重要的基于位置的特性。该研究描述了通过 原位 化学反应和垂直离心铸造技术处理A6061-5 wt pct TiB 2 FGMMC的过程。首先，以不同的技术，即手动搅拌（MS）、连续叶轮（CI）和高剪切混合（HS）准备A6061-5 wt pct TiB 2 复合熔体，然后在不同速度（700、1000、1200、1500和1800 rpm）旋转的垂直离心铸造模具中铸造空心圆柱。使用OM、SEM和TEM技术检查了 TiB 2 纳米晶体及其团聚体的形成、分散和分布。详细的定量分析确认了MS、CI和HS处理的FGMMCs的TiB 2 团聚体的平均尺寸分别为23、9和3 μ m。与CI和MS处理的复合材料相比，HS处理的FGMMC在更高的旋转速度下实现了梯度形成。硬度从圆柱的内部到外部的增加归因于粒子浓度随着旋转速度的增加和团聚体尺寸的减小而变化。实验证据被讨论并与数学模型进行了比较。
Understanding the Reversed Tension–Compression Asymmetry of an Extruded Mg-10Y Sheet from the Perspective of Slip Activity and Plastic Heterogeneity
从滑移活动和塑性异质性的角度理解挤压Mg-10Y板材的反向拉压不对称性 (this opens in a new tab)
为了理解挤压Mg-10Y板材中的反向拉压不对称性（TCA），即压缩屈服强度 > 拉伸屈服强度， 准原位 通过滑移痕迹分析和EBSD，从统计学角度研究了粒度尺度的滑移活动和塑性异质性。在本研究中没有发现孪晶，而显著的TCA滑移行为被观察到并详细分析。总体滑移活动，以显示滑移痕迹的粒子分数来衡量，压缩（79.5％）高于拉伸（64.6％）。此外，基面 < a > 和棱面 < a > 滑移在拉伸时的活动性总是高于压缩，而对于锥面滑移则相反。进一步分析基于1185组观察到的滑移痕迹的临界解析剪应力（CRSS）比值，发现拉伸的CRSS pyr II /CRSS bas 和 CRSS pyr I /CRSS bas 大约是压缩的3倍，而 CRSS pri /CRSS bas 是对称的。对活动锥面滑移面法线和加载方向之间的角度的统计研究表明，当滑移面处于拉伸状态时，锥面滑移的活动性更强，这与不对称的CRSS比值一致。在压缩过程中，发现了更不均匀的变形，即更高的晶内错位角（IGM）和几何必要位错（GND）密度。
Bainite Formation in a Carbon-Free Fe–Cr–N System
无碳Fe–Cr–N系统中的贝氏体形成 (this opens in a new tab)
为了促进对氮合金钢中贝氏体转变的理解，研究了等温热处理的无碳系统Fe–5Cr–N的微观结构，转变动力学和扩散/沉淀特性。使用淬火膨胀测量法在400℃和500℃之间的温度进行热处理，并同时接收关于转变动力学的信息。扫描电子显微镜（SEM）和电子背散射衍射（EBSD）研究表明，微观结构呈板状至透镜状，完全铁素体，且CrN的尺度为纳米级。为了分析氮的扩散和沉淀行为，进行了原子探针断层成像测量。一方面，发现了氮的偏析，另一方面，验证了CrN沉淀物和CrN氮化物的初级阶段的存在。
Correction to: Microstructural and Phase Evolution Behavior of Compound Layers of Controlled Gaseous Nitrided AISI 1015 Steel
对控制气氛氮化AISI 1015钢的化合物层的微观结构和相演变行为的更正 (this opens in a new tab)
对《冶金和材料交易 A》的更正 https://doi.org/10.1007/s11661-024-07311-0 (this opens in a new tab)
在本文的原始在线版本中，结论部分的第2点存在排版错误。以下是更正后的文本：
（2）氮化物存在两个相，ε相和γ′相。在初始氮化过程中，由于Kn超过10，γ′相为5.8％，而ε相的分数为94.2％。随后，随着在Kn为1.0的条件下的过程的进行，γ′相的分数增加到87.4％，ε相的分数减少到12.6％。
原始文章已被更正。