Metallurgical and Materials Transactions A - MMTA Article Abstracts in Chinese: Volume 55, Issue 6
Metallurgical and Materials Transactions A June 2024
2024年6月冶金物资交易情况A (this opens in a new tab)
The Constant-Stress, Constant-Heating-Rate Behavior of an Additively Manufactured ODS Superalloy
增材制造ODS超合金的恒应力、恒加热速率行为 (this opens in a new tab)
通过粉末涂层后的激光粉末床熔融制备的氧化物弥散强化合金GRX-810的蠕变行为，通过使用69、97、121和173 MPa的应力和75 °C/min的加热速率进行的恒应力、恒加热速率（CSCHR）拉伸测试进行评估。从CSCHR应变与温度测量中得出的阿伦尼乌斯图表显示出明显的激活能，该激活能随着应力的增加而增加。这些发现被解释为温度对蠕变变形阈值应力的影响。
A Novel Approach to Improve Conductivity of 1XXX Al Alloy by In Situ Synthesis of Al–X-B Grain Refiner
通过原位合成Al-X-B晶粒细化剂改善1XXX Al合金的导电性的新方法 (this opens in a new tab)
Al合金中的过渡杂质元素对电导率有显著影响。为了满足3C产品的要求，这些元素通常通过B处理来去除。在此，我们提出了一种新的方法，通过原位合成(Ti,V,Cr,Zr)B2颗粒，通过B处理来细化晶粒大小。B处理有效地提高了1060合金的电导率，接近于纯Al。反应产物展示出比传统的Al-5Ti-B晶粒细化剂更高的细化效率，只需添加后者的10%就能达到相同的晶粒大小。细化机制也得到了阐述。(Ti,V,Cr,Zr)B2可以作为成核位点，因为其表面有几纳米厚的与α-Al基体一致的Al3Ti层。与TiB2不同，(Ti,V,Cr,Zr)B2与α-Al或Al3Ti层都没有取向关系。本研究可能提供一种重新利用杂质元素并指导开发优越晶粒细化剂的方法。图形摘要
Directional Solidification of Single-Crystal Blades in Industrial Conditions Using the Developed Gas Cooling Casting Method
使用开发的气体冷却铸造方法在工业条件下对单晶叶片进行定向凝固 (this opens in a new tab)
研究了气体冷却对使用开发的气体冷却铸造（DGCC）方法生产单晶叶片过程中微观结构细化的影响。主树枝臂间距（PDAS）在叶片翼面达到最高值，在叶片平台上达到最低值。然而，使用布里奇曼方法，PDAS沿着叶片的变化趋势恰恰相反。当使用DGCC方法时，与传统的辐射冷却相比，平台上的PDAS减少了大约100微米。
Influence of Cooling Rate After Destabilization on Microstructure and Hardness of a High-Cr Cast Iron
去稳后冷却速率对高铬铸铁微观结构和硬度的影响 (this opens in a new tab)
本研究探讨了980°C去稳后冷却速率对23 wt pct Cr–2.7wt pct C低共晶高铬铸铁微观结构的影响。降低冷却速率加强了二次碳化物的形成，消耗了奥氏体中的碳。这提高了马氏体开始的温度并降低了整体硬度。因此，我们提供了证据解释高铬铸铁对冷却速率敏感性的起源。
An Improved Model for Molar Volumes of Ti-Carbide, Ti-Nitride and Ti-Carbo-Nitride
改进的Ti-碳化物、Ti-氮化物和Ti-碳氮化物的摩尔体积模型 (this opens in a new tab)
通过二子晶格模型Ti1(C, N, Va)1，将钛碳氮化物的摩尔体积建模为组成和温度的函数。在Ti-TiX部分，从理想溶液模型的偏差通过在(X, Va)子晶格中的X原子和空位之间的规则溶液模型进行建模。合并的二元模型可以在不引入任何三元参数的情况下，合理地描述三元钛碳氮化物的摩尔体积，证明了二元模型背后的良好物理性质。
Effect of Crystallographic Orientation on the Formation of α-Case in Ti-6Al-4V Titanium Alloy
晶体取向对Ti-6Al-4V钛合金α-Case形成的影响 (this opens in a new tab)
α-Case是在热处理Ti-6Al-4V合金过程中众所周知的现象。这项工作研究了晶体取向对α-Case厚度的影响。样品在β-转变温度以下进行热处理，然后在真空和空气介质中进行空气冷却。微观结构分析表明，晶体取向显著影响α-Case的厚度。 {0001}平面抵抗氧扩散并导致相对较薄的α-Case形成，这也得到了微硬度变化的证实。
High Temperature B2 Precipitation in Ru-Containing Refractory Multi-principal Element Alloys
在含Ru的耐火多主元素合金中的高温B2沉淀 (this opens in a new tab)
基于Ru的B2相为设计两相BCC + B2耐火多主元素合金（RMPEAs）提供了一种机会，这种合金比在RMPEAs中观察到的B2相具有更高的温度稳定性。在这项研究中，对七种等原子含Ru的RMPEAs在铸造和退火状态下进行了表征。在两种无Hf的合金中，Mo$$_{25}$$25Nb$$_{25}$$25Ta$$_{25}$$25Ru$$_{25}$$25被确定为单相B2合金，而Mo$$_{20}$$20Nb$$_{20}$$20Ta$$_{20}$$20W$$_{20}$$20Ru$$_{20}$$20是单相BCC。在所有五种含Hf的合金中，固化过程中形成的相包括HfRu-B2、无序BCC和HfO$$_{2}$$2相。在固态中进一步冷却后，含Hf的合金还在BCC相中沉淀出B2纳米颗粒。在1500$$^\circ$$∘C至1600$$^\circ$$∘C退火后，所有相仍然存在。通过透射电子显微镜（TEM）对铸造状态下的Hf$$_{20}$$20Mo$$_{20}$$20Nb$$_{20}$$20Ta$$_{20}$$20Ru$$_{20}$$20中的HfRu-B2纳米颗粒进行了表征，并计算出BCC相和B2纳米颗粒之间的晶格失配率小于1%。在退火后的Hf$$_{20}$$20Mo$$_{20}$$20Nb$$_{20}$$20Ta$$_{20}$$20Ru$$_{20}$$20中，对BCC + B2纳米颗粒区域进行了室温微柱压缩试验。死后TEM分析揭示了位错剪切沉淀物，导致位错配对，以及位错围绕沉淀物弯曲。利用这项研究的见解，建议用于具有可溶B2沉淀物的RMPEAs的组成，这些沉淀物在1200$$^\circ$$∘C以上稳定。
Achieving a Columnar-to-Equiaxed Transition Through Dendrite Twinning in High Deposition Rate Additively Manufactured Titanium Alloys
通过枝晶孪晶实现高沉积率增材制造钛合金的柱状-等轴转变 (this opens in a new tab)
通常在钛合金如Ti-6Al-4V (wt pct, Ti64) 和 Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si (Ti6242)中发现的粗大β-晶粒结构，由高沉积率增材制造（AM）过程产生，对机械性能有害。已经证明某些修改后的处理条件可以导致更细化的晶粒结构，这通常被归因于与Semiatin和Kobryn提出的实验性Hunt图相比，凝固条件的改变。研究表明，通过电弧增材制造（WAAM）增加电极丝进给速度（WFS）在促进柱状-等轴转变（CET）方面是有效的。相反，使用KGT模型估计枝晶尖端过冷表明，如果不添加人工成核剂，由于Ti合金中溶质分配极低，这将对自由成核过小。还表明，使用等离子体转移电弧WAAM推动CET是困难的，因为计算流体动力学（CFD）熔池模拟表明，凝固参数在Semiatin-Kobryn Hunt图的柱状区域内保持不变，这在稳定过程的约束内。然而，在高WFS下观察到的细化β-晶粒结构中，孪晶界面的高分数被归因于$$\left\langle {001} \right\rangle _{\beta }$$001β对齐方向偏离最大热梯度方向，这是由熔合界面的曲率引起的，刺激了枝晶孪晶的形成。此外，研究表明，增加WFS会导致熔池几何形状的改变和重熔深度的减少，这促进了枝晶孪晶和晶粒细化。
Hardness Prediction of the Heat-Affected Zone in Multilayer Welded SUS316 Stainless Steel Based on Dislocation Density Change Behavior
基于位错密度变化行为的多层焊接SUS316不锈钢热影响区硬度预测 (this opens in a new tab)
本研究调查了应变硬化和恢复/再结晶对多层焊接奥氏体不锈钢SUS316热影响区（HAZ）硬度的影响。结果表明，由于焊接应变引起的应变硬化和由于恢复/再结晶引起的软化是影响多层焊接过程中HAZ硬度变化的主要因素。此外，使用正电子湮灭寿命谱学定量研究了应变与位错密度之间的关系以及恢复/再结晶与位错密度之间的关系。基于这些结果，提出了一种基于多层焊接过程中HAZ位错密度变化的新的硬度预测方法。根据模拟的应变和热历史预测了多层焊接后HAZ的硬度值，计算的硬度值与测量结果非常吻合。这表明，新提出的基于多层焊接过程中HAZ位错密度变化行为的硬度预测方法对于在实际焊接前选择适当的焊接条件具有价值和有效性。
Magnetic-Controlled Short Process Preparation Technique for Phosphor Bronze Based on Structure Refinement
基于结构细化的磷青铜磁控短流程制备技术 (this opens in a new tab)
传统的磷青铜制备过程通常涉及高温长时间的固溶处理，以解决在凝固过程中由于脆性Sn富集相的沉淀而导致的工作性能下降问题。然而，这种固溶处理消耗大量能源并降低生产效率，这是应该避免的。在此，我们提出了一种磁控短流程制备技术，消除了固溶处理的需要。这种技术利用电磁搅拌同时细化晶粒、树枝晶和脆性Sn富集相，旨在放松塑性变形过程中的应力集中，从而大大提高其工作性能。这种结构细化提供了在后续热机械处理过程中的额外晶粒细化强化和位错强化，从而补偿了由于缺乏固溶处理而导致的固溶强化的不足。因此，通过磁控短流程和传统流程制备的样品具有可比较的强度。此外，由于在磁控短流程中没有固溶处理，所制备样品的电导率超过了通过传统流程制备的样品的电导率。
Deformation of Aluminum Investigated by Digital Image Correlation: Evidence of Simultaneous Crystal Slip and Grain Boundary Sliding
通过数字图像相关性研究铝的变形：晶体滑移和晶界滑移的同时存在的证据 (this opens in a new tab)
我们研究了在室温和400°C之间展示随机定向粗颗粒（约300μm大小）的近纯多晶铝的多尺度微力学行为。我们通过扫描电子显微镜和数字图像相关性（DIC）进行的全场应变测量，呈现了在单轴压缩过程中，通过控制位移速率获得的现场机械测试结果。直接观察形成应变异质性的过程，可以识别活动机制，描述它们的相互作用，并量化它们对总体应变的各自贡献。全场应变测量从样品尺度进行，到颗粒聚合体的尺度，最后是单个颗粒。由于适合于不同感兴趣的尺度，通过电子微刻获得的特定表面标记模式，进行了DIC分析。应变局部化模式显示了主导的晶体塑性。除了在室温下，我们总是观察到晶界滑移的同时和连续活动，其相对贡献随温度的增加而增加。我们建议，对于粗颗粒微结构，晶界滑移作为一种补充机制，用于适应晶体塑性各向异性固有的局部塑性不兼容性。
Non-destructive Compositional and Structural Analysis of Early Chinese Currencies
对早期中国货币的非破坏性组成和结构分析 (this opens in a new tab)
本文提出了对各种古代中国货币的非破坏性组成和结构分析，包括两枚周代的明式刀币和十九枚唐朝和北宋的方孔钱币。估计刀币的铸造时间在公元前360年至255年之间，而十九枚方孔钱币的铸造时间在公元621年至1117年之间。除弯曲的刀币外，所有货币都使用同步辐射X射线衍射和扫描电子显微镜以及聚焦离子束和能量散射光谱进行了非破坏性分析，以确定其结构（存在的相）、微观结构和元素分布。货币通常主要由CuSn合金组成，含有少量的Pb和Fe，以及微量的其他元素和氧化物。使用同步辐射X射线衍射检查的所有硬币中，主要存在的相是FCC CuSn合金，以及来自Pb痕迹的FCC反射。在这些基于Cu的合金中，不混溶的Pb被发现以10至80μm的小球体或岛状分布在基于Cu的基体中。扫描电子显微镜和能量散射光谱提供了一些微观结构和元素分布信息，但由于表面的腐蚀/氧化无法非破坏性地去除，因此分析变得困难。同步辐射X射线衍射在提供晶体学方向和相方面更有帮助，因为它可以用来测量样品过去相对薄的氧化表面的大量材料。虽然货币的真实性难以确定，但Pb的存在是一个好的指标，因为它在现代CuSn合金中并不常用。
Modeling of Cu Precipitation in Fe–Cu and Fe–Cu–Mn Alloys Under Neutron and Electron Irradiation
在中子和电子辐照下对Fe-Cu和Fe-Cu-Mn合金中Cu沉淀的建模 (this opens in a new tab)
辐照诱导的富Cu沉淀物的形成使反应堆压力容器钢变脆。在目前的工作中，使用了一个集群动力学模型来模拟在大约300°C（573K）的中子和电子辐照下在Fe-Cu和Fe-Cu-Mn模型合金中富Cu沉淀物的沉淀。该模型包括辐照增强扩散和移动的富Cu集群，这些已被建议在Fe基合金中的Cu沉淀动力学中起重要作用。低温下的沉淀由于位移损伤产生的过量空位而被辐照增强扩散加速。在更高温度下对Fe-Cu合金中的热沉淀的先前建模工作表明，Cu集群是可移动的，必须考虑这种移动性才能预测观察到的沉淀动力学。在这里，目前的工作扩展了移动集群模型，以处理在中子和电子辐照下的Fe-Cu和Fe-Cu-Mn合金中的沉淀。与实验观察结果的比较表明，处理辐照增强的集群移动性是预测辐照下Cu沉淀动力学的必要条件。开发的沉淀模型可以合理地描述选定的可靠实验数据。基于物理的模型的模型参数确定包括广泛的敏感性研究，并表明目前的方法仍需要改进，以提供一个完全符合已知微观测量的准确模型。
Structure–Property Relations in Pb-Supersaturated Metastable Sn-Rich Pb-Sn Alloys
在Pb-过饱和的亚稳态Sn-富含Pb-Sn合金中的结构-性质关系 (this opens in a new tab)
我们对Pb-过饱和的Sn-富含Pb-Sn合金的三种多形体进行了理论研究，这三种多形体分别是$$\alpha $$α-Sn,$$\beta $$β-Sn, 和简单六方$$\gamma $$γ-Sn结构，我们采用了量子力学计算。我们关注的是晶格参数、热力学稳定性、弹性性质、机械稳定性以及电子结构态密度的结构-性质关系。在结构、热力学和电子性质的组成趋势中，我们发现几乎是线性的。我们的研究也为围绕$$\gamma $$γ相和$$\beta $$β相过饱和Sn-富含Pb-Sn合金的存在的几十年争议提供了新的视角。我们建议，合成它们时遇到的实验困难是由于它们的高形成能量和$$\beta $$β相的机械不稳定性引起的。
Weld Cracking Susceptibility of High-Cr Ni-Base Fe Alloys and Its Improvement—Development of Novel Test Method for Ductility-Dip Cracking and New Alloy
高铬镍基铁合金的焊接裂纹敏感性及其改进—韧性降低裂纹新测试方法和新合金的开发 (this opens in a new tab)
实验室熔炼的高铬镍基铁合金的焊接裂纹敏感性，如韧性降低裂纹（DDC）、液相裂纹和凝固裂纹，通过Longi-Varestraint、断裂应变（STF）、加热冷却热韧性、五通四层堆积（FPFLB）和轴向拉伸预加载热循环（TPLTC）测试进行评估，并与商用合金52进行比较。加热冷却热韧性和Longi-Varestraint测试显示出类似的裂纹敏感性，但它们对DDC敏感性的评估并不太适合。通过FPFLB、STF和TPLTC测试评估了各种材料的DDC敏感性，并且这些测试结果之间的DDC敏感性没有显著的不一致。TPLTC测试模拟了在FPFLB测试样品中检测到DDC的位置的热历史和多通焊接接头的受限应力，使用全焊接金属圆形缺口杆样品进行了测试。通过破裂前的热循环次数进行评估。确认TPLTC测试方法是一种新的测试方法，与FPFLB和STF测试相比，可以轻松进行。建议使用不含Mo的含Nb和C的30%Cr镍基铁合金作为有利的新型DDC抗性焊接金属。
Surface Damage and Microstructure Evolution of Copper-Containing Antibacterial Stainless Steel During Quasi-In Situ Tensile Process
表面损伤和铜含抗菌不锈钢在准原位拉伸过程中的微观结构演变 (this opens in a new tab)
通过使用Shimadzu AGS-100 KN通用试验机进行铜含抗菌不锈钢的准原位拉伸试验。数字图像相关性（DIC）被用来分析在铜含不锈钢的拉伸过程中，不同拉伸应变的表面损伤，同时建立了大变形区域和小变形区域的损伤方程。通过电子背散射衍射（EBSD）、X射线衍射仪（XRD）和透射电子显微镜（TEM）分析了铜含抗菌不锈钢的微观结构演变。实验结果显示，随着应变的增加，低角晶界（LAGBs）逐渐增加，高角晶界（HAGBs）和孪晶逐渐减少。奥氏体和马氏体相互交叉，一些奥氏体转变为马氏体。位错滑移影响孪晶，孪晶继续影响位错滑移。析出物对位错和晶界有钉扎和阻碍效应。
Lattice Parameter of Ferrite in Silicon Cast Irons
在硅铸铁中铁素体的晶格参数 (this opens in a new tab)
虽然材料的密度对其机械和使用性能非常重要，但令人惊讶的是，对于硅铸铁（本质上是Fe-C-Si合金，其中含有石墨沉淀物的铁基基体）的了解却非常有限。在这项工作中，我们回顾了文献数据，以建立一个基于纯铁的铁素体晶格参数的表达式，并加入了碳、硅、锰、磷和铜的单独效应。因此得到的表达式适用于均质材料，并提出了一个修正方案，以考虑到在Fe-C-Si铁素体合金中石墨的存在。接下来，我们通过XRD测量了一系列12种合金的铁素体晶格参数，这些合金含有1.0至4.1 wt pct的碳，0.5至4.3 wt pct的硅，最多0.7 wt pct的Mn和最多0.9 wt pct的Cu，测量温度从室温到1150°C。这些记录显示，用于准备样品的镜面抛光导致了表面的改变，以及在500°C以下的温度中铁素体晶格参数的显著高估。因此，我们在室温下进行了高能XRD，这是免于任何表面效应的，并验证了我们的分析。然后，将室温下的有效测量值和在500°C以上温度获得的XRD值成功地与根据温度和合金元素功能提出的铁素体晶格参数的预测值进行了比较。这项工作提供了计算铁素体铸铁理论密度所需的必要信息。
Nitrogen-Substituting Carbon Significantly Improves Softening Resistance of H13 Hot-Work Die Steel
氮元素替代碳显著提高了H13热作模具钢的抗软化性 (this opens in a new tab)
在这项研究中，通过使用氮作为碳的替代物，显著提高了H13热作模具钢的热稳定性。结果表明，0.3C-0.2N和0.2C-0.3N钢比H13钢（0.4C-0N）展示出更好的硬度稳定性。特别是，0.2C-0.3N钢的硬度稳定性得到了显著提高。通过第一性原理计算、热力学和动力学模型以及变体重构，从沉淀物、位错、板条和变体的角度揭示了抗软化机制。首先，对于沉淀物稳定性，第一性原理计算和动力学分析的结果显示，用N替代C降低了碳化物的形成能，并促进了碳氮化物的形成。对于活化能最高的0.2C-0.3N钢，合金元素的扩散和碳氮化物的粗化都被显著抑制。其次，在位错演化方面，最稳定的晶格常数、最高的间隙原子含量和最低的碳化物沉淀含量是抑制位错恢复的关键。最后，位错和热诱导的边界迁移刺激了变体的选择，导致板条的粗化和合并。从V17变为V1变体对是0.2C-0.3N钢板条合并的主导因素。
Evolution of the Stored Energy Density in a X2CrNiMo17-12-2 Austenitic Steel Under Cyclic Loading Conditions
在X2CrNiMo17-12-2奥氏体钢中储存能量密度的演变在循环加载条件下 (this opens in a new tab)
在本项工作中，我们研究了循环加载条件对奥氏体钢中储存能量积累的影响。为此，我们进行了原位X射线衍射分析，以从积分宽度估算储存能量密度。具体来说，我们对不同的应力幅度、加载比例和加载周期数进行了单轴循环试验。使用Williamson和Hall方法评估由加载历史产生的微观结构变化。与文献中可用的实验数据的比较表明，失效周期的数量并不仅仅与储存能量密度有关。实际上，虽然加载比例影响失效周期的数量，但对储存能量密度没有明显影响。此外，无论加载比例如何，能量主要在第一次加载周期中储存。在接下来的加载周期中，储存能量密度的显著演变并未观察到。最后，实验结果表明，储存在材料内的工作部分很小，对于研究的加载条件，大约只有几个百分点。
The Growth of {1 1 h}〈1 2 1/h〉 (α*-Fiber) Grains and the Evanesce of {001}〈100〉 (Cube) Grains During the Recrystallization of Warm Rolled Fe-6.5 Wt Pct Si Non-oriented Electrical Steel
〈001〉//ND（正常方向）纹理（包括立方体，{001}〈100〉）是非取向电工钢（NOES）的期望最终纹理，因为两个磁性易〈100〉轴在旋转机器的层压芯片的磁化方向中对齐。然而，在常规轧制和退火后，NOES的最终纹理通常不是期望的〈001〉//ND纹理，而是不利的〈111〉//ND（γ-纤维），〈110〉//RD（轧制方向）（α-纤维），有时是{1 1 h}〈1 2 1/h〉（α*-纤维）纹理。这些纹理（尤其是α*-纤维纹理）在再结晶过程中是如何形成的，目前还没有完全理解。本文研究了含有6.5 wt pct Si的热轧NOES的再结晶过程，并使用准原位EBSD（电子背散射衍射）技术跟踪单个晶粒的增长。结果显示，{1 1 h}〈1 2 1/h〉（α*-纤维）晶粒（包括{001}〈120〉，{114}〈481〉和{112}〈241〉）通常在再结晶的后期阶段形成，并主要在变形钢的中厚度区域从具有〈110〉//RD（α-纤维）取向的晶粒中形核。一旦形核，由于再结晶和变形晶粒之间的大能量差和相对于变形基体的高迁移率晶界，它们可以迅速长入变形基体。另一方面，尽管立方体晶粒在再结晶过程中早期形核，但由于与变形晶粒的非常高的错配角，它们不能显著地长入变形晶粒，这可能导致了“取向钉扎”。结果，立方体晶粒最终由于尺寸劣势被大的α*-纤维晶粒消耗。使用在退火早期阶段获得的准原位EBSD数据，也分析了α*-纤维晶粒和立方体晶粒的起源。
Improving Tensile Properties of Dissimilar TLP Bonding Joints of IN718 Nickel-Based Superalloy/316LN Austenitic Steel by Long-Term Post-bonded Homogenization Treatment
通过长期后键合均匀化处理改善IN718镍基高温合金/316LN奥氏体钢异质TLP键合接头的拉伸性能 (this opens in a new tab)
硼化物沉淀物的存在对TLP键合接头的机械性能产生了不利影响。本研究调查了长期后键合均匀化处理（PBHT）在减轻硼化物沉淀物的不利影响和提高用IN718/316LN形成的TLP接头的整体性能方面的有效性。在316LN一侧的扩散影响区（简称DAZ-316LN）内，硼化物沉淀物中Cr、Mo和Nb的低浓度，以及硼化物沉淀物和基体之间的显著晶格失配，促进了PBHT过程中硼化物沉淀物的溶解。这有助于提高等温固化区（ISZ）和DAZ-316LN（简称ISZ/DAZ-316LN接口）之间的冶金键合强度，从而将拉伸断裂的位置从ISZ/DAZ-316LN接口向ISZ移动。此外，PBHT过程诱导了沿晶界分布的针状或连续硼化物的破裂，将它们转化为在接头中均匀分布的小块或短针状硼化物沉淀物。这个优化过程不仅增强了沉淀强化效应，而且减轻了应力集中，从而整体提高了接头的强度和延展性。
Microstructure and High-Temperature Tribological Properties of Laser-Cladded WC10Co4Cr–xTi2AlC Coatings
激光熔覆WC10Co4Cr–xTi2AlC涂层的微观结构和高温摩擦学性能 (this opens in a new tab)
为了提高陶瓷涂层的摩擦学性能，我们通过激光熔覆将Ti2AlC相作为增强剂添加到WC10Co4Cr涂层中。使用超深场显微镜和X射线衍射分别分析了获得的涂层的微观结构和相。使用高温磨损测试器研究了Ti2AlC质量分数对500℃下WC10Co4Cr-xTi2AlC涂层摩擦学性能的影响，并详细讨论了磨损机制。结果表明，WC10Co4Cr-0，-5，-10和-15 pct Ti2AlC涂层的硬度分别为1156±57，1514±75，1423±71和1354±67 HV0.5，显示出WC10Co4Cr–5 pct Ti2AlC涂层在四种涂层中具有最高的硬度。WC10Co4Cr-0，-5，-10和-15 pct Ti2AlC涂层的平均摩擦系数分别为0.828，0.419，0.591和0.738，相应的磨损率分别为55.85，22.71，34.05和39.33μm3N−1mm−1。WC10Co4Cr–xTi2AlC涂层的磨损机制是磨蚀磨损，疲劳磨损，粘着磨损和氧化磨损，其中适当的Ti2AlC质量分数在摩擦过程中起到了耐磨的作用。
Effect of Laser Power and Scan Speed on the Microstructure and Texture Evolution in Cr Claddings Developed over V Substrate Using Laser-Induced Directed Energy Deposition
在激光功率和扫描速度对Cr激光诱导定向能量沉积在V基底上开发的堆焊层的微观结构和纹理演变的影响 (this opens in a new tab)
在本研究中，使用扫描电子显微镜（SEM）、电子背散射衍射（EBSD）和透射电子显微镜（TEM）技术，研究了在不同激光功率和扫描速度下，使用激光辅助定向能量沉积（DED）在V板上开发的Cr堆焊层的微观结构和纹理。这项调查显示，在低激光功率下，堆焊层和基底界面区域的晶粒显示出等轴形态和随机取向，而在高激光功率下，晶粒具有柱状形态和强旋转立方纹理<001> {110}，而所有堆焊层的中间区域都显示出柱状形态。在堆焊层的顶部区域，低激光功率下，晶粒形态保持为柱状，而在高激光功率下，柱状晶粒转变为等轴形态。理论估计的温度剖面和能量计算显示，低激光功率下发展的等轴晶粒是由于粉末颗粒的不完全熔化，而在高激光功率下，堆焊层顶部区域的柱状转变为等轴晶粒是由于成分稀释导致的构成超冷却。已经开发出一个激光能量密度和粉末颗粒数量之间的过程参数图，以预测给定激光功率和扫描速度下堆焊层的微观结构。所有堆焊层的实验观察显示，高激光功率和低扫描速度下开发的堆焊层具有优越的物理完整性和更高的微硬度，这对于开发V和Cr的无裂纹过渡接头是有利的。优化的激光参数可以用于使用V和Cr中间层通过DED过程开发SS-Ti接头。
Solidification Behavior and Microstructure Evolution in Dissimilar Electron Beam Welds Between Commercially Pure Iron and Nickel
在商业纯铁和镍之间的不同电子束焊接中的凝固行为和微观结构演变 (this opens in a new tab)
电子束焊接过程具有对空间和时间加热剖面的高度精确控制，这为不同金属的连接提供了独特的能力。在这项工作中，我们在商业纯镍和铁之间进行了电子束焊接，以确定熔融区成分对凝固行为和微观结构演变的影响。焊接是通过一个被偏转的电子束以圆形模式进行的，以实现连接和促进混合。电子束以约1度的浅角度沿着接头界面行进，从镍开始，结束在铁中。浅角度产生了一个沿其110毫米长度的成分梯度的焊缝。使用光学显微镜和扫描电子显微镜对凝固行为和最终焊接微观结构进行了表征。电子背散射衍射用于确定熔融区的相分数。随着熔融区成分的变化，观察到凝固模式从面心立方体奥氏体变为体心立方体铁素体。含有65.5 wt pct Fe和76.9 wt pct Fe的焊接横截面具有两相fcc + bcc微观结构。使用成分和相分数，估计两相区域在56.4和79.7 wt pct Fe之间。在含有76.9 wt pct Fe和98.1 wt pct Fe的横截面中观察到马氏体，这通过硬度测量得到确认。
Effects of Shot Sleeve Pre-solidification on the Microstructure and Tensile Properties of High Pressure Die Cast AE44
高压压铸AE44的射杆预固化对微观结构和拉伸性能的影响 (this opens in a new tab)
在冷室高压压铸（HPDC）中，一些预固化在射杆中发生，然后被注入到模腔中。在这里，我们研究了预固化对镁合金AE44（Mg-4Al-4RE-0.2Mn，重量百分比，其中RE是混合的La和Ce）的HPDC中微观结构和缺陷的发展以及随后的拉伸性能的影响。含有大量预固化的样品包含了外部固化晶体（ESCs）和冷片，这也引发了大量的正向大偏析。我们讨论了α-Mg晶粒和共晶Al11RE3的形态和长度尺度的变化，这是根据每个微观结构特征的不同冷却条件使用α-Mg晶粒形态图进行的。大量的预固化导致了由于微观结构长度尺度较大而产生的屈服应力的小幅度下降，以及由于冷片和周围材料之间存在非粘结界面而导致的极限拉伸强度和延性的大幅度下降。这些结果为AE44的HPDC中的微观结构形成提供了洞察，并强调了控制注入模腔中的预固化程度的重要性。
The Microstructure Refinement and Mechanical Properties Improving of Friction Stir Processed Fe–Mn–Cr–N Steel
摩擦搅拌处理Fe-Mn-Cr-N钢的微观结构细化和力学性能改善 (this opens in a new tab)
Fe-Mn-Cr-N奥氏体不锈钢因其良好的延展性而广泛应用于工程领域，但其相对较低的屈服强度限制了其应用范围。在这项研究中，通过摩擦搅拌处理（FSP）以不同的参数制备了Fe-Mn-Cr-N钢。为了解释旋转速率和进给速度对Fe-Mn-Cr-N钢的微观结构演变和力学性能的影响，选择了四组参数。数值模拟结果显示，工件侧（AS）的最高温度和应变分别为948.8℃和39.3毫米/毫米。在处理过程中，由于严重的应变和摩擦热产生的作用，原始的粗大柱状晶粒被细化为均匀的等轴晶粒，搅拌区（SZ）的平均晶粒尺寸约为10μm。此外，在实验条件下，δ-铁素体逐渐转变为奥氏体，且在应变最大的SZ中，所有的δ-铁素体都消失了。此外，在这个区域形成了大量的Σ3孪晶。因此，微观结构的细化主要由动态再结晶（DRX）控制，而δ铁素体的溶解和球化以及Σ3孪晶界的演变加速了成核。在600 rpm-50 mm/min的条件下制备的Fe-Mn-Cr-N钢具有最佳的综合力学性能，即其YS、UTS和El分别从原始铸造Fe-Mn-Cr-N钢的211.4、421.2 MPa和62.4 pct改变为400.9、649.0 MPa和60.7 pct。YS的改善主要归因于溶质强化（σSS= 114.4 MPa）和边界强化（σGB= 189.5–238.1 MPa）。
Unified Transformation Pattern of Hexagonal Transition Metal Hemicarbides and Heminitrides from Their Metal Parents
六方过渡金属半碳化物和半氮化物的统一转化模式及其从金属母体的转化 (this opens in a new tab)
本研究调查了从体心立方（bcc）过渡金属如V、Nb、Ta、Cr、Mo和W到六方密排（hcp）过渡金属半碳化物和半氮化物（M2C和M2N）的固态相变。人们认为，由于过渡金属母体中的间隙原子（C，N）和结构空位之间的复杂排序引起的三维整体晶格畸变是这些结构变化的主要驱动力。此外，这些相变路径由从头算模拟和对称性分析描述。不同的转化路径被分类，而且已经确定了无法完成从bcc到hcp转化的原因，而所有可以转化为hcp结构的路径都遵循一个统一的形成模式。这种模式所需的原子数量是为一组特定的有序原子定义的，这些原子被称为转化单元。这些单元可以被纳入主相变晶体学，描述从原子级转化单元到由转化单元和界面缺陷组成的长程无应变界面的转化过程，这在微观和宏观尺度上都是如此。间隙原子诱导转化中形式晶体学要求的动态起源也得到了阐述。这项研究可以为相变晶体学中阶梯结构内的连续台阶提供一些物理意义。
On Evaluation of the Gibbs–Thomson Effect and Selection of Nucleus Size for the Kampmann–Wagner Numerical Model
关于吉布斯-汤姆森效应的评估和对Kampmann-Wagner数值模型的核心大小的选择 (this opens in a new tab)
对于Kampmann-Wagner数值（KWN）模型，要准确描述固态沉淀反应中的微观结构演变，需要对吉布斯-汤姆森效应进行良好的评估，并使用适当的核心大小。在当前的工作中，发现在采用广泛使用的吉布斯-汤姆森方程来评估吉布斯-汤姆森效应时，核化热力学和生长热力学之间存在很大的差异。这种差异可以降低KWN模型的计算精度。当采用数值方法时，可以实现“核化热力学和生长热力学的等价性”。但是由于临界大小的值相对较大，如果不仔细选择核心大小，PSD函数中可能会形成一些波动。基于对PSD函数中波动形成机制的分析，建议在采用数值方法评估吉布斯-汤姆森效应时，最适合的核心大小应该是从泽尔多维奇理论中推导出来的。
A Data-Driven Approach for the Fast Prediction of Macrosegregation
基于数据驱动的快速预测大偏析方法 (this opens in a new tab)
大偏析的研究具有重要意义，因为它对铸造质量有负面影响。尽管数值模型可以预测合金凝固过程中的大偏析，但解偏微分方程却非常耗时。因此，对于实时在线监控调整的工业生产来说，数值模拟几乎无法操作，预测需要在极短的时间内完成。为了克服这个挑战，我们提出了一种基于深度学习的数据驱动方法，用于预测特定输入参数下的大偏析模式。这种方法基于有限的模拟结果，专注于挖掘大量数据中的某些模式，通过结合卷积神经网络自编码器和全连接神经网络，从而实现大偏析的快速预测。在明确了误差度量和卷积滤波器大小的影响后，达到了最佳的预测精度。这种方法可以在0.1秒内预测大偏析分布，其精度与传统的数值模拟相当。本文开发的数据驱动方法在预测大偏析方面显示出即时性和足够的精度，可能是直接可视化和铸造质量控制应用的有前途的方法。图形摘要
Opposite Bauschinger Effects on Wear of High-Entropy Alloy AlCoCrFeNix(x = 0 to 2) Under Sliding Wear and Machining Conditions
在滑动磨损和加工条件下，高熵合金AlCoCrFeNix(x = 0至2)的磨损上的Bauschinger效应的相反效果 (this opens in a new tab)
研究了高熵合金（HEA）AlCoCrFeNix(x= 0至2)的磨损上的Bauschinger效应，目的是验证一个假设：Bauschinger效应对滑动磨损和加工磨损有相反的影响。磨损测试是用两个对应部分进行的，$${\text{Si}}_{3} {\text{N}}_{4}$$Si3N4球和钻石尖，这些模拟了滑动磨损和加工磨损的条件。在前者的情况下，双向滑动比单向滑动产生的磨损少，而当使用钻石尖时，趋势则相反，从而验证了这个假设。随着Ni含量的增加，双向和单向滑动过程之间的磨损差异扩大，这归因于由于AlCoCrFeNix合金的塑性增加而增强的Bauschinger效应。分子动力学模拟被用来阐明潜在的机制。这项研究有助于通过定制高熵合金的微观结构来利用Bauschinger效应，这些合金已经证明具有高工程价值，以及其他材料也可以有效地控制磨损和高效的材料加工或制造。
Welding Metallurgy and Weldability of High Manganese Structural Damping Steels
焊接冶金学和高锰结构阻尼钢的焊接性 (this opens in a new tab)
Fe-Mn合金已被确定为适合需要阻尼的结构应用的合适候选者。阻尼是材料将机械振动转化为其他形式的能量（通常是热量）的能力，然后在材料中消散。Fe-Mn合金通过其微观结构中各种边界的振荡运动来实现这一点。制造大型结构阻尼组件通常需要熔融焊接，因此这些合金的焊接性是非常重要的。通过使用Varestraint测试，3D热流和凝固建模，电子探针微分析（EPMA）和扫描电子显微镜（SEM），研究了三种高锰钢的焊接冶金学和焊接性。研究发现，与现有的可焊接商业合金相比，所研究的高锰钢对凝固裂纹的抵抗力较差。通过热流和凝固建模，确定了在Varestraint测试中合金的排名与焊接过程中形成的易裂纹的固态+液态区域的大小相关。通过追踪溶质偏析行为及其对二次相形成的影响，进一步研究了这一点。激进的溶质偏析和有害二次相的伴生形成降低了这些合金的焊接性。尽管Si对阻尼目的有用，但发现它对Fe-Mn系统的焊接性特别有害。
Wear Conditions-Dependent Tribological Behavior in Q&P Medium-Mn Steels: The Role of TRIP Effect and Strain Hardening
磨损条件依赖的Q&P中锰钢的摩擦学行为：TRIP效应和应变硬化的角色 (this opens in a new tab)
变形过程中的微观结构演变影响材料的机械性能。研究含有奥氏体的多相钢在不同磨损条件下的耐磨性反应是重要的，因为多相和变形诱导塑性（TRIP）效应的协同演变尚不清楚。在这项研究中，我们使用高压和低压三体（G65）磨损试验来研究经过不同淬火和分区处理的5Mn钢。结果与单相马氏体钢的结果进行了比较。在G65磨损试验中，马氏体钢展现出最佳的耐磨性，然而，在高压磨损中，含有9.8%残余奥氏体和低硬度的QP-240钢表现出最佳的耐磨性。这表明与马氏体钢相比，其有了显著的改善。QP-240钢的优越高压磨损性能可以归因于硬马氏体和延性相（奥氏体和回火马氏体）的结合，以及足够增强的TRIP效应。在两种不同磨损条件下的表面下微观结构演变对于区分磨损性能是至关重要的。
Mg–Ca Surgical Wires Degradation in Animal Serum
Mg-Ca手术线在动物血清中的降解 (this opens in a new tab)
对为兽医应用（硬组织结合）设计的Mg-Ca合金的降解进行了研究，这些合金是通过热和冷塑性变形过程获得的。在动物血清中，对含有不同含量的Ca（0.7、0.9和1.2 pct）的线进行了重量损失和电化学测试，这种环境最接近生物体的条件。结果显示，随着Ca含量的增加，腐蚀抗性略有增加。这个事实可能与钙化合物的溶解度较低有关，这些钙化合物沉积在线表面，阻止了腐蚀过程。SEM分析证实了表面覆盖有腐蚀产物。XPS和FTIR测量显示，表面层主要由难溶的Ca和Mg化合物组成。线的横截面的SEM显微图显示，对于含有较高Ca含量的合金，层厚度略高，这与电化学测试的结果一致。
Correction: Tailoring Columnar Austenite Grains in the Weld Metal of EH36 Shipbuilding Steel via CaF2-TiO2 Fluxes
修正：通过CaF2-TiO2熔剂在EH36船用钢焊接金属中定制柱状奥氏体晶粒 (this opens in a new tab)
修正至：冶金与材料交易A (Metallurgical and Materials Transactions A) (2023) 54:4573–4578 https://doi.org/10.1007/s11661-023-07199-2
在本文原在线版本中，表II中WM-2的C含量和Ti含量有误。正确的数值分别是0.077和0.021。
原文已经被更正。
Correction: Deformation-Induced Planar Defects in Immm Ni2(Cr, Mo, W) Strengthened HAYNES® 244® Superalloy
修正：在HAYNES® 244®超合金中由变形诱导的平面缺陷 (this opens in a new tab)
修正至：冶金与材料交易A (Metallurgical and Materials Transactions A) (2023) 54:1874–1885 https://doi.org/10.1007/s11661-022-06945-2
图13已更新，以创建更易于理解的颜色方案。这应该有助于读者将彩色沉淀物与绘制的数据进行比较。以下是更正后的图13及其说明：
示意图显示与(a)一个𝑎2110型基体位错的相互作用，其中位错将因形成高能量的CSF和APB能量（红色路径）而被阻塞，或由于𝑎2110的完美平移很小（绿色路径）而轻易通过，或(c)通过领先的𝑎6211型部分位错的传递形成ISF（黑色路径），随后由于APB路径具有显著的能量障碍（深橙色路径），在相邻平面上的后续滑移后形成ESF并最终形成微孪晶（橙色路径）。(d)每种变体列出的滑移路径的DFT计算。(e)ESF形成的原子级示意图，以及(c)中用于计算的DFT超胞（在线彩图）