本期包含金屬材料領域論文7篇,涵蓋了中錳鋼、高熵合金、增材制造等,國內科研單位包括清華大學、武漢理工大學、天津大學、西安交通大學等(通訊作者單位)。
Vol. 198 目錄
1. Flash annealing yields a strong and ductile medium Mn steel with heterogeneous microstructure
閃速退火實現異質結構中錳鋼的高強高韌
2. Achieving porous tungsten with high porosity by selective dissolution of W-Fe alloy
通過選擇性溶解鎢鐵合金,獲得孔隙率高的多孔鎢
3. Formation of abnormal nodular ferrite with interphase precipitation in a vanadium microalloyed low carbon steel
釩微合金化低碳鋼中具有相間析出的異常“結節狀”鐵素體的形成
4. The synthesis of TiC dispersed strengthened Mo alloy by freeze-drying technology and subsequent low temperature sintering
采用冷凍干燥和低溫燒結技術制備TiC彌散強化的Mo合金
5. Synthesis and characterization of a new TiZrHfNbTaSn high-entropy alloy exhibiting superelastic behavior
具有超彈性的新型TiZrHfNbTaSn高熵合金的合成與表征
6. Improving creep resistance of Al-12 wt.% Ce alloy by microalloying with Sc
Sc微合金化提高Al-12 wt.% Ce合金的抗蠕變能力
7.Spherical pores as ‘microstructural informants’: Understanding compositional, thermal, and mechanical gyrations in additively manufactured Ti-6Al-4V
球形孔隙作為“微觀組織信息提供者”:了解增材制造Ti-6Al-4V中的成分、熱和機械回旋
SCRIPTA
Vol. 198, 1 June. 2021, 113819
1. Flash annealing yields a strong and ductile medium Mn steel with heterogeneous microstructure
閃速退火實現異質結構中錳鋼的高強高韌
Xinhao Wan, Geng Liu, Zhigang Yang, Hao Chen?
Hao Chen: hao.chen@mail.tsinghua.edu.cn 清華大學
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.113819
摘要
在中錳鋼(MMS)中,通常利用奧氏體逆轉變工藝(ART)來獲取殘余奧氏體(RA)。本工作中,我們提出了一種閃速退火工藝來處理中錳鋼,該工藝通過奧氏體的“爆發式”形核和C元素的快速配分,在中錳鋼中高效快速地獲取大量的RA。此外,閃速退火還可以構建由再結晶/非再結晶鐵素體晶粒組成的非均質鐵素體基體,從而導致異質變形誘導硬化。和傳統ART工藝處理的MMS,閃速退火工藝處理的MMS中獨特的非均質組織造成了較高的屈服強度和抗拉強度,但塑性幾乎無損失。閃速退火為調控微觀組織和優化力學性能提供了另一種途徑。
SCRIPTA
Vol. 198, 1 June. 2021, 113830
2. Achieving porous tungsten with high porosity by selective dissolution of W-Fe alloy
通過選擇性溶解鎢鐵合金,獲得孔隙率高的多孔鎢
Shuai Ge, Jian Zhang?, Zhigang Xu, Guoqiang Luo, Qiang Shen?
Jian Zhang: zhangjian178@whut.edu.cn 武漢理工大學
Qiang Shen: sqqf@263.net 武漢理工大學
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.113830
摘要
以鐵為活性元素,通過選擇性溶解,實現了孔隙率高達75.7%的多孔W。結果表明,在800℃下燒結W-Fe偽合金前驅體,納米碳粉有助于原位形成W6Fe6C相,W-W和W-Fe界面均由W6Fe6C結合。它能夠使前驅體繼承初始致密物的形態而不變形。Fe選擇性溶解后,W-W連接仍然存在,且形成W骨架。隨著熱處理溫度的升高,孔隙率降低,抗壓強度提高;由于W骨架中W6Fe6C的影響,孔徑變化很小。
SCRIPTA
Vol. 198, 1 June. 2021, 113823
3. Formation of abnormal nodular ferrite with interphase precipitation in a vanadium microalloyed low carbon steel
釩微合金化低碳鋼中具有相間析出的異常“結節狀”鐵素體的形成
Zhenqiang Wang, Yongjie Zhang?, Goro Miyamoto, Tadashi Furuhara
Yongjie Zhang: yongjie@imr.tohoku.ac.jp
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.113823
摘要
在釩微合金化低碳鋼中,觀察到了具有碳化釩相間析出的異常“結節狀”鐵素體。“結節狀”鐵素體的特點是具有高密度的低角度晶界,和周圍奧氏體晶粒的取向與精確的Kurdjumov-Sachs取向關系偏差角度為15-30°。在同一合金中,“結節狀”鐵素體的生長速度明顯快于正常晶界鐵素體。即使在單一的“結節狀”鐵素體中,也確定了碳化釩相間析出多個變體的形成,且每個變體的邊界都是低角度晶界。
SCRIPTA
Vol. 198, 1 June. 2021, 113831
4. The synthesis of TiC dispersed strengthened Mo alloy by freeze-drying technology and subsequent low temperature sintering
采用冷凍干燥和低溫燒結技術制備TiC彌散強化的Mo合金
Weiqiang Hu, Zunfeng Du?, Zhizhong Dong, Liming Yu, Tansir Ahamad, Zongqing Ma?
Zunfeng Du: dzf@tju.edu.cn 天津大學
Zongqing Ma: mzq0320@163.com 天津大學
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.113823
摘要
采用新型冷凍干燥技術和低溫燒結技術合成了TiC彌散強化的Mo合金。采用冷凍干燥技術引入納米TiC顆粒后,燒結后的Mo-TiC合金具有超細晶粒(2.38 μm)、高密度(99.3%)和高硬度(402±29 HV0.2)。冷凍干燥技術有效地抑制了Mo-TiC合金中第二相顆粒的團聚和生長。此外,我們還提出了凈化和強化理論。缺少C的TiC (Ti8C5)會吸附附近的氧雜質,甚至形成TiO2來凈化Mo基體。此外,TiC(002)、Ti8C5(0-24)和TiO2(111)可以與Mo(110)形成共格界面,增強相界,提高材料強度。穩定的相界面可以釘扎和限制第二相粒子的生長,從而保持其較小的尺寸(<50 nm)。
SCRIPTA
Vol. 198, 1 June. 2021, 113824
5. Synthesis and characterization of a new TiZrHfNbTaSn high-entropy alloy exhibiting superelastic behavior
具有超彈性的新型TiZrHfNbTaSn高熵合金的合成與表征
A. J. Gao, P. Castany, T. Gloriant?
A. Gloriant: Thierry.Gloriant@insa-rennes.fr
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.113824
摘要
采用循環拉伸試驗、透射電鏡(TEM)、電子背散射衍射(EBSD)和原位同步X射線衍射(SXRD)等方法研究了一種新型的單相BCC結構Ti35Zr35Hf15Nb5Ta5Sn5高熵合金。該合金在β相和α''相之間發生了可逆的應力誘導馬氏體相變,表現出超彈性行為。拉伸試驗表明存在3.8%的高應變回復,這歸因于<110>β{447}β的再結晶織構。
SCRIPTA
Vol. 198, 1 June. 2021, 113838
6. Improving creep resistance of Al-12 wt.% Ce alloy by microalloying with Sc
Sc微合金化提高Al-12 wt.% Ce合金的抗蠕變能力
Meng Yi, Peng Zhang?, Chong Yang, Pengming Cheng, Shengwu Guo, Gang Liu?, Jun Sun?
Peng Zhang: zhangpeng.mse@xjtu.edu.cn 西安交通大學
Gang Liu: lgsammer@xjtu.edu.cn 西安交通大學
Jun Sun: junsun@xjtu.edu.cn 西安交通大學
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.113838
摘要
用0.4 wt.% Sc對近共晶Al-12 wt.% Ce合金進行合金化以提高其抗蠕變性能。本文確定了Sc和Ce之間的雙向影響:(i) Ce元素抑制了凝固過程中Sc在液相和固相之間的配分,降低了鑄錠中Sc的顯微偏析;(ii) 時效后Sc原子向Al11Ce3界面遷移,形成Al3Sc薄層或顆粒。前者促進了Al3Sc析出相在Al基體中分布的空間均勻性,后者在Al11Ce3/Alα相界面處引入了額外的晶格錯配應變,抑制了基體位錯攀過Al11Ce3層。這兩種效應都能提高時效Al-12Ce-0.4Sc合金的蠕變抗力,其位錯蠕變具有較高的拉伸應力閾值,在300℃為∼60 MPa。
SCRIPTA
Vol. 198, 1 June. 2021, 113827
7. Spherical pores as ‘microstructural informants’: Understanding compositional, thermal, and mechanical gyrations in additively manufactured Ti-6Al-4V
球形孔隙作為“微觀組織信息提供者”:了解增材制造Ti-6Al-4V中的成分、熱和機械回旋
Matthew J.Kenney,KatieO'Donnell,Maria J.Quintana,Peter C.Collins?
Peter C.Collins:pcollins@iastate.edu
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.113827
摘要
對諸如球形孔隙度等缺陷的詳細分析可以充當信息提供者,提供與增材制造相關的復雜且通常被隱藏的物理特性的一些信息。這些缺陷的存在和性質的變化可以為增材制造過程提供新的見解。本文評估了電子束熔化的Ti-6Al-4V中氣孔周圍的化學成分,晶體學,微觀組織和形貌特征,并將其與不同的掃描策略(光柵和兩點熔化,Dehoff和隨機掃描策略)相關聯。僅在光柵掃描中存在的大球形孔(>25μm)表現出與孔垂直側壁正交的擾動,這可能是由于化學和晶體學變化導致彈性不穩定性的結果,并且是由與循環過程相關的熱應力引起的垂直壓縮,實際上是微屈曲的一種形式。電子背散射衍射圖支持以下理論:這些擾動在高溫下以及最終的固相轉變之前發生。