Vol. 196 目錄
1. On the oxygen-induced hot cracking in a direct laser deposited Ni-based superalloy
直接激光沉積鎳基高溫合金中氧致熱裂的研究
2. On short-range order strengthening and its role in high-entropy alloys
高熵合金中短程有序強化及其作用
3. Roles of reinforcements in twin nucleation and nano-α precipitation in the hybrid TiB/TiC-reinforced titanium matrix composites during high-temperature fatigue
TiB/TiC增強鈦基復合材料在高溫疲勞過程中增強體對孿晶形核和納米α析出的影響
4. Tantalum and molybdenum barriers to prevent carbon diffusion in spark plasma sintered tungsten
放電等離子燒結鎢中鉭和鉬對碳的擴散的阻礙作用
5. The evolution of Σ3 grain boundaries in the strip-cast Hi-B grain orientated Fe-6.5% Si alloy
帶鑄Hi-B晶粒取向的Fe-6.5%Si合金中Σ3晶界的演變
6. Temperature driven texture and grain boundary engineering of electrodeposited β-Sn coatings and its effect on the coating corrosion behaviour: Five-parameter grain boundary character distribution analysis study
電沉積β-Sn涂層的溫度驅動織構和晶界工程及其對涂層腐蝕行為的影響:五參數晶界特征分布分析
7. A strategy to introduce gradient equiaxed grains into Zr sheet by combining laser surface treatment, rolling and annealing
采用激光表面處理、軋制和退火相結合的方法在Zr板材中引入梯度等軸晶粒
8. Heterostructured bulk aluminum with controllable gradient structure: Fabrication strategy and deformation mechanisms
可控梯度結構的異質結構塊狀鋁:制備策略和變形機理
9. Fine scale alpha precipitation in Ti-19at.%V in the absence of influence from omega precipitates
在不受ω析出影響的情況下,Ti-19at.%V中精細尺度的α析出
10. Suppression of abnormal grain growth in friction-stir welded Al-Cu-Mg alloy by lowering of welding temperature
降低焊接溫度抑制攪拌摩擦焊Al-Cu-Mg合金中晶粒的異常生長
SCRIPTA
Vol. 196, 1 Apr. 2021, 113751
1. On the oxygen-induced hot cracking in a direct laser deposited Ni-based superalloy
直接激光沉積鎳基高溫合金中氧致熱裂的研究
KenHee Ryou, Boryung Yoo, Pyuck-Pa Choi?
Pyuck-Pa Choi: p.choi@kaist.ac.kr
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.113751
我們利用聯合電子、X射線和原子顯微鏡等技術,報道了在直接激光沉積鎳基高溫合金中觀察到的一種新型熱裂機制。所觀察到的裂紋主要與在晶內和晶界上形成的Ni和Mo氧化物有關。使用原子探針層析成像技術,我們在氧化物顆粒和基體合金之間檢測到了中間區域,在中間區域中氧存在于固溶體中,化學成分因氧化物的形成而變化。成分的變化降低了基體的熔點,而氧化物的存在促進了應力集中和裂紋的形核,從而在再加熱過程中產生了熔融開裂。
SCRIPTA
Vol. 195, 1 Apr. 2021, 113754
2. On short-range order strengthening and its role in high-entropy alloys
高熵合金中短程有序強化及其作用
Cláudio Geraldo Schön ?
Cláudio Geraldo Schön: schoen@usp.br
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.113754
短程有序 (SRO) 強化是合金的主要強化機制之一。這主要是由于破壞有利的鍵增加了位錯滑移的阻力。對于在滑移面上第一根位錯的滑移,這種貢獻可能是強烈的,但對于接下來的位錯滑移肯定不太強烈。本文討論了在不同條件下的SRO強化,重點討論了反相疇界 (APB) 的形成引起的能量耗散。從這個意義上說,SRO強化對于定義滑移位錯的摩擦應力變得很重要。采用APB能量的簇變法評估BCC合金的強化效果。我們用第一性原理導出量在VNbTaMoW和VNbTaWAl高熵合金對結果進行了說明。結果表明,在濃縮固溶體中,這種強化作用非常強烈,并且強化效果有很強的成分依賴性。
SCRIPTA
Vol. 195, 1 Apr. 2021, 113758
3. Roles of reinforcements in twin nucleation and nano-α precipitation in the hybrid TiB/TiC-reinforced titanium matrix composites during high-temperature fatigue
TiB/TiC增強鈦基復合材料在高溫疲勞過程中增強體對孿晶形核和納米α析出的影響
Xiaoyan Wang, Shaopeng Li, Yuanfei Han?, Guangfa Huang, Jianwei Mao, Weijie Lu?
Yuanfei Han: hyuf1@sjtu.edu.cn 上海交通大學+上海市先進高溫材料及其精密成形重點實驗室
Weijie Lu: luweijie@sjtu.edu.cn 上海交通大學+上海市先進高溫材料及其精密成形重點實驗室https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.113758
關于高溫疲勞過程中增強體對鈦基復合材料 (TMCs) 微觀結構演變的影響,目前尚無相關研究。本研究中,短TiB纖維和TiC顆粒提高了初生α相和β相中的位錯堆積,我們發現了一個新現象:{10-12}變形孿晶在α/β界面和增強體/基體界面兩個界面上形核。由于局部的應力集中,位錯會分解為孿晶位錯,導致孿晶形核。在熱激活下,位錯作為V、Al和O等元素快速擴散的通道,導致β相中析出大量納米α相,增加了初生α/β界面的局部應力集中,有利于孿晶形核。我們的工作有助于進一步闡明增強體的作用,補充高溫疲勞過程中TMC失效的機理。
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Vol. 195, 1 Apr. 2021, 113759
4. Tantalum and molybdenum barriers to prevent carbon diffusion in spark plasma sintered tungsten
放電等離子燒結鎢中鉭和鉬對碳的擴散的阻礙作用
Nojun Kwak, Guensik Min, Yeonju Oh, Dong-Woo Suh, Hyoung Chan Kim, Sung-gyu Kang?, Heung Nam Han?
Sung-gyu Kang: guitarpaul@snu.ac.kr
Heung Nam Han: hnhan@snu.ac.kr
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.113759
碳化物會降低鎢的塑性,導致沿晶脆性斷裂。這些裂紋是在放電等離子燒結過程中,由于石墨模具的作用,碳在鎢中擴散形成的。本研究中,我們引入由兩種不同的碳化物形成元素,鉬和鉭組成的保護膜,以減少碳化物的形成。橫截面元素面掃結果表明,鉭箔抑制了碳向鎢中的擴散,而鉬箔則不是有效的擴散屏障。熱-動力學模擬表明,碳在鉭中擴散被抑制的原因是鉭的高溶解度和低擴散率。此外,熱力學穩定的碳化鉭阻止了碳在鉭/鎢界面的進一步擴散。相反,碳不僅在鉬中擴散得更快,而且在鉬/鎢界面處也擴散得更快。這項研究為減少碳在放電等離子燒結過程中的擴散提供了方法,也有助于開發在極端碳質環境下服役的結構材料。
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Vol. 195, 1 Apr. 2021, 113768
5. The evolution of Σ3 grain boundaries in the strip-cast Hi-B grain orientated Fe-6.5% Si alloy
帶鑄Hi-B晶粒取向的Fe-6.5%Si合金中Σ3晶界的演變
Yuanxiang Zhang, Guo Yuan?, Yang Wang, Feng Fang, WeinaZhang, Xiaoming Zhang, Guodong Wang
Guo Yuan: yuanguoral@sina.com 東北大學
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.113768
采用雙輥帶鑄造制備了一種新型高磁感應Fe-6.5%Si合金,其B800可達1.77特斯拉。電子背散射衍射(EBSD)研究表明,Σ3晶界形成于無相變的體心立方(BCC)金屬凝固組織中,晶界比大于20%。透射電鏡結果顯示,Σ3晶界部分為BCC結構的孿晶。在溫軋、冷軋和退火過程中繼承的一定數量的Σ3晶界,起到穩定基體晶界的作用,形成具有優良磁性能的完美Goss微觀組織。
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Vol. 195, 1 Apr. 2021, 113763
6. Temperature driven texture and grain boundary engineering of electrodeposited β-Sn coatings and its effect on the coating corrosion behaviour: Five-parameter grain boundary character distribution analysis study
電沉積β-Sn涂層的溫度驅動織構和晶界工程及其對涂層腐蝕行為的影響:五參數晶界特征分布分析
Abhay Gupta, Chandan Srivastava?
Chandan Srivastava: csrivastava@iisc.ac.in
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.113763
在4種不同溫度(24?C、47?C、70?C和80?C)下,在軟鋼上電沉積Sn鍍層。電化學阻抗譜顯示,在70?C (Sn3涂層)和80?C制備的Sn涂層的耐蝕性分別是最高和最低。利用電子背散射衍射技術研究了涂層結構與電化學性能的關系。隨著電沉積溫度的升高,低角晶界分數明顯增加。五參數晶界特征的分布分析表明,62.8?/[100]取向差的(031)[01-3]孿晶界的最高比例和暴露的低能{100}面取向的較高比例導致了Sn3涂層最好的耐蝕性。然而,低比例的(031)[01-3]孿晶界和高比例的高能“近(110)”面取向導致了80℃制備的Sn涂層的耐蝕性較差。
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Vol. 195, 1 Apr. 2021, 113761
7. A strategy to introduce gradient equiaxed grains into Zr sheet by combining laser surface treatment, rolling and annealing
采用激光表面處理、軋制和退火相結合的方法在Zr板材中引入梯度等軸晶粒
Linjiang Chai?, Yufan Zhu, Xing Hu, Korukonda L. Murty, Ning Guo, Liang-Yu Chen, Yanlong Ma, Lai-Chang Zhang
Linjiang Chai: chailinjiang@cqut.edu.cn 重慶理工大學
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.113761
本文提出了一種激光表面處理、軋制和退火(LST-RA)相結合制備梯度等軸晶的新策略,并在純Zr板材上進行了驗證。在純Zr表面,激光誘導β→α的快速相變產生了致密的高角度晶界(HABs),隨后50%軋制引入了大量的儲能。在隨后的退火過程中,預先存在的密度較大的HABs通過應變誘導晶界遷移機制在表層產生了比基體更多的再結晶核心,最終在純Zr板材制備出了從表面到內部的梯度等軸晶結構。此外,與粗晶基體相比,細晶表層具有較弱的織構。
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Vol. 195, 1 Apr. 2021, 113762
8. Heterostructured bulk aluminum with controllable gradient structure: Fabrication strategy and deformation mechanisms
可控梯度結構的異質結構塊狀鋁:制備策略和變形機理
Ge Wang, Heng Ouyang, Yishi Su, Qiang Guo, Ding-Bang Xiong, Qianduo Zhuang, Zhenming Yue, Zan Li?, Di Zhang?
Zan Li: njulizan@sjtu.edu.cn 上海交通大學
Di Zhang: zhangdi@sjtu.edu.cn 上海交通大學
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.113762
本文探討了塊體梯度鋁的變形特征和變形機理。采用粉末組裝的方法,首次制備出具有微調梯度循環的塊體鋁。我們發現單個構件的變形行為受梯度結構的影響,這歸因于異質變形引起的內應力。實驗和模擬結果進一步表明,每個部件的硬化是梯度大小相關的,并受幾何必須位錯分布的控制。我們的工作為理解和發展具有優良性能的梯度金屬材料提供了新的視角。
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Vol. 195, 1 Apr. 2021, 113766
9. Fine scale alpha precipitation in Ti-19at.%V in the absence of influence from omega precipitates
在不受ω析出影響的情況下,Ti-19at.%V中精細尺度的α析出
A. Sharma, V. Soni, S. Dasari, S.A. Mantri, Y. Zheng, H. Fraser?, R. Banerjee?
A. Fraser: fraser.3@osu.edu
A. Banerjee: Raj.Banerjee@unt.edu
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.113766
均勻分布的精細尺度α析出的等溫ω輔助機制已經在幾種鈦合金中得到了充分的證明,包括Ti-19at%V (Ti-20wt%V)。本文報告了在沒有任何直接或間接ω析出相的影響下,也可能發生類似的α析出。原子探針層析成像結果表明,將ω相固溶處理+淬火后的Ti-19at%V合金快速加熱到500℃會導致非熱ω析出相失穩,隨后在等溫保溫過程中以富Ti或貧V區域的形式產生成分波動。這些區域可能是β相分離產生的,隨后可能成為均勻分布的α相的形核位點。
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Vol. 195, 1 Apr. 2021, 113765
10. Suppression of abnormal grain growth in friction-stir welded Al-Cu-Mg alloy by lowering of welding temperature
降低焊接溫度抑制攪拌摩擦焊Al-Cu-Mg合金中晶粒的異常生長
Ivan S. Zuiko?, Sergey Mironov, Sergey Betsofen, Rustam Kaibyshev
Ivan S. Zuiko: zuiko_ivan@bsu.edu.ru
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.113765
本文研究了焊接溫度對攪拌摩擦焊 (FSWed) 2519鋁合金熱穩定性的影響。將焊接溫度降低到顆粒溶解閾值以下是抑制焊后固溶過程中晶粒異常生長的有效方法。這一效應歸因于阻止焊接材料在后續退火過程中細小彌散體的析出,從而導致相對較低的齊納壓力,最終激活了明顯正常的晶粒生長機制。這一現象首次被證實,并可作為一種工藝策略來提高FSWed可熱處理合金的熱穩定性。