2019年第36卷第1期文章目次
2019, 36(1):44-47.
摘要:
锆行业涉及的部分物料中的伴生放射性核素浓度较高,其中伴生的放射性商业利用价值不大,但其存在可能需要对生产环节的环境影响进行控制。氧氯化锆生产环节的废水排放是整个锆行业辐射环境监督管理需要关注的重点。梳理现状、分析不足,有利于该行业辐射环境管理的开展。对氧氯化锆生产环节的放射性废水排放情况进行了分析,指出了与当前辐射监管要求相悖的问题,提出了对放射性废水单独进行处理及制定锆行业废水排放的放射性控制标准等改进建议。
锆行业涉及的部分物料中的伴生放射性核素浓度较高,其中伴生的放射性商业利用价值不大,但其存在可能需要对生产环节的环境影响进行控制。氧氯化锆生产环节的废水排放是整个锆行业辐射环境监督管理需要关注的重点。梳理现状、分析不足,有利于该行业辐射环境管理的开展。对氧氯化锆生产环节的放射性废水排放情况进行了分析,指出了与当前辐射监管要求相悖的问题,提出了对放射性废水单独进行处理及制定锆行业废水排放的放射性控制标准等改进建议。
2019, 36(1):1-7.
摘要:
通过粉末冶金法制备了Ti-xCr、Ti-yCu及Ti-xCr-yCu钛基材料,研究了Cr、Cu含量对其相组成、显微组织、压缩屈服强度、弹性模量以及切削加工性能的影响规律。结果表明:随Cr含量的增加,Ti-xCr钛基材料依次出现了Ti4Cr、TiCr2及Cr相,其压缩屈服强度表现出先增大后减小的趋势,当Cr含量为10%时其屈服强度达到最大值（710 MPa）,同时,添加Cr元素有利于降低钛基材料的弹性模量,最低可达25 GPa。添加Cu元素的钛基材料,随Cu含量的增加,Ti2Cu相增加,并且显微组织细化,屈服强度降低;弹性模量受Cu含量影响较小而受烧结温度影响较大。添加Cr和Cu元素的钛基材料,其显微组织主要为网篮组织,弹性模量低于纯钛,其中添加Cu元素有利于细化层片,添加Cr元素有利于细化等轴组织。此外,Cr含量为5%时,钛基材料具有较佳的切削加工性能。
通过粉末冶金法制备了Ti-xCr、Ti-yCu及Ti-xCr-yCu钛基材料,研究了Cr、Cu含量对其相组成、显微组织、压缩屈服强度、弹性模量以及切削加工性能的影响规律。结果表明:随Cr含量的增加,Ti-xCr钛基材料依次出现了Ti4Cr、TiCr2及Cr相,其压缩屈服强度表现出先增大后减小的趋势,当Cr含量为10%时其屈服强度达到最大值（710 MPa）,同时,添加Cr元素有利于降低钛基材料的弹性模量,最低可达25 GPa。添加Cu元素的钛基材料,随Cu含量的增加,Ti2Cu相增加,并且显微组织细化,屈服强度降低;弹性模量受Cu含量影响较小而受烧结温度影响较大。添加Cr和Cu元素的钛基材料,其显微组织主要为网篮组织,弹性模量低于纯钛,其中添加Cu元素有利于细化层片,添加Cr元素有利于细化等轴组织。此外,Cr含量为5%时,钛基材料具有较佳的切削加工性能。
2019, 36(1):8-12.
摘要:
以多层石墨烯为增强体,通过熔炼锻造(MF)和粉末冶金(PM) 2种工艺分别制备出规格为Φ10 mm的石墨烯增强钛基复合材料棒材。石墨烯在凝固过程中以TiC枝晶形态析出,变形后呈细小颗粒,其中Ti和C原子比约为2∶1。石墨烯和球形钛粉经过机械合金化和变形加工,在基体中反应形成薄片层。MF工艺对应的棒材拉伸强度可达476 MPa,延伸率保持在28%; PM工艺对应的棒材拉伸强度可达487 MPa,延伸率保持在30%。PM工艺可形成尺寸较小的薄片状石墨烯增强体,强化作用提升,同时塑性没有显著下降。
以多层石墨烯为增强体,通过熔炼锻造(MF)和粉末冶金(PM) 2种工艺分别制备出规格为Φ10 mm的石墨烯增强钛基复合材料棒材。石墨烯在凝固过程中以TiC枝晶形态析出,变形后呈细小颗粒,其中Ti和C原子比约为2∶1。石墨烯和球形钛粉经过机械合金化和变形加工,在基体中反应形成薄片层。MF工艺对应的棒材拉伸强度可达476 MPa,延伸率保持在28%; PM工艺对应的棒材拉伸强度可达487 MPa,延伸率保持在30%。PM工艺可形成尺寸较小的薄片状石墨烯增强体,强化作用提升,同时塑性没有显著下降。
2019, 36(1):13-18.
摘要:
为了在钛合金表面制备耐磨性能良好的复合微弧氧化膜层,研究了4种不同类型的表面活性剂对复合六方氮化硼(hBN)固体润滑微粒微弧氧化膜层微观结构及其耐磨性能的影响。结果表明,表面活性剂对复合微弧氧化(MAO)膜层的微观结构和耐磨性能有明显的影响,阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵降低了复合MAO膜层中h BN微粒含量,削弱了膜基结合,因而不利于膜层耐磨性能的改善;非离子型表面活性剂无水乙醇由于挥发性强导致膜层的致密性下降,降低了膜层的耐磨性能;阴离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠对复合MAO膜层的结构和耐磨性能影响较小;阴离子型表面活性剂羧甲基纤维素钠则有效改善了hBN微粒在电解液中的分散性,进而改善其在MAO膜层中的复合及分布状况,从而明显改进了复合MAO膜层的耐磨性能。
为了在钛合金表面制备耐磨性能良好的复合微弧氧化膜层,研究了4种不同类型的表面活性剂对复合六方氮化硼(hBN)固体润滑微粒微弧氧化膜层微观结构及其耐磨性能的影响。结果表明,表面活性剂对复合微弧氧化(MAO)膜层的微观结构和耐磨性能有明显的影响,阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵降低了复合MAO膜层中h BN微粒含量,削弱了膜基结合,因而不利于膜层耐磨性能的改善;非离子型表面活性剂无水乙醇由于挥发性强导致膜层的致密性下降,降低了膜层的耐磨性能;阴离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠对复合MAO膜层的结构和耐磨性能影响较小;阴离子型表面活性剂羧甲基纤维素钠则有效改善了hBN微粒在电解液中的分散性,进而改善其在MAO膜层中的复合及分布状况,从而明显改进了复合MAO膜层的耐磨性能。
2019, 36(1):19-24.
摘要:
通过电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)分析了Ti-6Al-4V合金表面微弧氧化膜层的微观形貌、相组成和化学成分,采用拉伸试验机及红外光谱仪(FTIR)测试了膜层的结合强度以及5～20μm波段内的红外发射率。结果表明,随着(NaPO3)6电解液中FeSO_4浓度的升高,膜层的厚度、粗糙度及结合强度增加,红外发射率呈先增加后减小的趋势,其中,FeSO4浓度为6 g/L时膜层的红外发射率达到最大值0.86。结合XRD与XPS测试结果,推断元素Fe与P分别以非晶态的Fe2O3、H2PO4-、P2O7(4-)存在。Fe掺杂与非晶态的无序结构特征有利于局域能级的生成和增强原子间的极性振动,进而提高膜层的红外发射率。
通过电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)分析了Ti-6Al-4V合金表面微弧氧化膜层的微观形貌、相组成和化学成分,采用拉伸试验机及红外光谱仪(FTIR)测试了膜层的结合强度以及5～20μm波段内的红外发射率。结果表明,随着(NaPO3)6电解液中FeSO_4浓度的升高,膜层的厚度、粗糙度及结合强度增加,红外发射率呈先增加后减小的趋势,其中,FeSO4浓度为6 g/L时膜层的红外发射率达到最大值0.86。结合XRD与XPS测试结果,推断元素Fe与P分别以非晶态的Fe2O3、H2PO4-、P2O7(4-)存在。Fe掺杂与非晶态的无序结构特征有利于局域能级的生成和增强原子间的极性振动,进而提高膜层的红外发射率。
2019, 36(1):25-29.
摘要:
研究了轧制变形量对WSTi544221合金棒材显微组织和力学性能的影响,并对Φ10 mm规格的棒材进行不同制度的固溶+时效处理,对比了不同热处理状态下棒材的组织和力学性能。结果表明,随着轧制变形量的增大,WSTi544221合金棒材的晶粒细化程度增大,强度逐渐提高,但塑性变化不大。经870℃×1 h/WC+520℃×6 h/AC固溶+时效处理后,强度与塑性可以获得良好匹配,当抗拉强度达到1 610 MPa、屈服强度达到1 531 MPa时,延伸率和断面收缩率可分别保持在12%和43%。
研究了轧制变形量对WSTi544221合金棒材显微组织和力学性能的影响,并对Φ10 mm规格的棒材进行不同制度的固溶+时效处理,对比了不同热处理状态下棒材的组织和力学性能。结果表明,随着轧制变形量的增大,WSTi544221合金棒材的晶粒细化程度增大,强度逐渐提高,但塑性变化不大。经870℃×1 h/WC+520℃×6 h/AC固溶+时效处理后,强度与塑性可以获得良好匹配,当抗拉强度达到1 610 MPa、屈服强度达到1 531 MPa时,延伸率和断面收缩率可分别保持在12%和43%。
2019, 36(1):30-34.
摘要:
采用开路电位(OCP)、动电位极化曲线(PPC)、电化学阻抗谱(EIS) 3种电化学测试手段对工业纯钛(CP-Ti)在含氟离子硝酸溶液中的电化学腐蚀行为进行研究。结果表明:随着硝酸溶液中氟离子浓度的增加,CP-Ti耐蚀性变差;影响CP-Ti耐蚀性转变的临界氟离子浓度为1. 25 mmol/L;氟离子与CP-Ti表面的氧化膜发生反应,致使均匀、致密的氧化膜溶解转变为多孔膜,降低了CP-Ti的耐蚀性。
采用开路电位(OCP)、动电位极化曲线(PPC)、电化学阻抗谱(EIS) 3种电化学测试手段对工业纯钛(CP-Ti)在含氟离子硝酸溶液中的电化学腐蚀行为进行研究。结果表明:随着硝酸溶液中氟离子浓度的增加,CP-Ti耐蚀性变差;影响CP-Ti耐蚀性转变的临界氟离子浓度为1. 25 mmol/L;氟离子与CP-Ti表面的氧化膜发生反应,致使均匀、致密的氧化膜溶解转变为多孔膜,降低了CP-Ti的耐蚀性。
2019, 36(1):35-39.
摘要:
为了研究TiAl合金的热变形行为,掌握其热加工特性,采用Gleeble-1500试验机对TiAl合金在温度为1 050～1 200℃、应变速率为0. 001～1 s-1条件下的高温变形行为进行了研究,获得了上述变形条件范围内的流变行为数据,建立了适于TiAl合金的本构方程。结果表明:TiAl合金的流变行为对变形速率和温度敏感,在热压缩过程中TiAl合金的流动应力呈现出加工硬化和流变软化的特征。通过电子背散射衍射(EBSD)观测发现,软化机制主要是先在晶界位置发生动态再结晶,然后再结晶向晶内扩展。通过计算,TiAl合金的变形激活能为360 k J/mol。采用最小二乘法得出了TiAl合金的流动应力模型,基于此模型绘制的流变曲线与实验值吻合较好,误差小于±5%,能够对TiAl合金高温流变行为进行较为准确的预测。
为了研究TiAl合金的热变形行为,掌握其热加工特性,采用Gleeble-1500试验机对TiAl合金在温度为1 050～1 200℃、应变速率为0. 001～1 s-1条件下的高温变形行为进行了研究,获得了上述变形条件范围内的流变行为数据,建立了适于TiAl合金的本构方程。结果表明:TiAl合金的流变行为对变形速率和温度敏感,在热压缩过程中TiAl合金的流动应力呈现出加工硬化和流变软化的特征。通过电子背散射衍射(EBSD)观测发现,软化机制主要是先在晶界位置发生动态再结晶,然后再结晶向晶内扩展。通过计算,TiAl合金的变形激活能为360 k J/mol。采用最小二乘法得出了TiAl合金的流动应力模型,基于此模型绘制的流变曲线与实验值吻合较好,误差小于±5%,能够对TiAl合金高温流变行为进行较为准确的预测。
2019, 36(1):40-43.
摘要:
利用Gleeble-1500D热模拟试验机研究了Ti-44Al、Ti-44Al-6Nb和Ti-44Al-6Nb-1Cr-2V合金在1 100～1 250℃和0. 01 s-1条件下的热变形行为。研究结果表明,添加β相稳定元素可降低TiAl合金的流变应力,在相同变形条件下Ti-44Al-6Nb-1Cr-2V合金具有更低的峰值应力。高温变形时,TiAl合金主要发生片层弯曲和拉长协调变形,以及片层团晶界处动态再结晶和B2相协调变形。动态再结晶程度随着变形温度的升高以及β相稳定元素含量的提高而增加,B2相协调变形和促进动态再结晶是TiAl合金的主要软化方式。添加β相稳定元素和控制B2相含量能有效改善TiAl合金热加工性能。
利用Gleeble-1500D热模拟试验机研究了Ti-44Al、Ti-44Al-6Nb和Ti-44Al-6Nb-1Cr-2V合金在1 100～1 250℃和0. 01 s-1条件下的热变形行为。研究结果表明,添加β相稳定元素可降低TiAl合金的流变应力,在相同变形条件下Ti-44Al-6Nb-1Cr-2V合金具有更低的峰值应力。高温变形时,TiAl合金主要发生片层弯曲和拉长协调变形,以及片层团晶界处动态再结晶和B2相协调变形。动态再结晶程度随着变形温度的升高以及β相稳定元素含量的提高而增加,B2相协调变形和促进动态再结晶是TiAl合金的主要软化方式。添加β相稳定元素和控制B2相含量能有效改善TiAl合金热加工性能。
