本期包含金屬材料領域論文9篇,涵蓋了高溫合金、高熵合金等,國內科研單位包括中國科學院金屬研究所、東莞理工大學等(通訊作者單位)。
Vol. 205 目錄
1. Recrystallization boundary migration in the 3D heterogeneous microstructure near a hardness indent
硬度壓痕附近3D異質組織中的再結晶邊界遷移
2. Revisit of the structure of Ω precipitate in Al-Cu-Mg-Ag alloys
重新審視Al-Cu-Mg-Ag合金中Ω析出物的結構
3. Dual effects of Ru on the microstructural stability of a single crystal superalloy
Ru對單晶高溫合金顯微組織穩定性的雙重影響
4. Oxygen-induced refinement of α precipitates in an aged metastable β Ti-15-333 alloy
時效亞穩態β Ti-15-333合金中α析出物的氧誘導細化
5. In-situ TEM observation of shear induced microstructure evolution in Cu-Nb alloy
Cu-Nb合金剪切誘導顯微組織演變的原位TEM觀察
6. Deciphering the role of multiple generations of annealing twins on texture evolution in cold-rolled high entropy alloys during annealing
解讀多代退火孿晶對冷軋高熵合金退火過程中織構演變的作用
7. Nano-precipitation leading to linear zero thermal expansion over a wide temperature range in Ti22Nb
納米沉淀導致Ti22Nb在很寬的溫度范圍內零線性熱膨脹
8. Effect of Zr addition on metastable Liquid-Liquid Phase Separation of Cu-Fe alloys
Zr添加對Cu-Fe合金亞穩態液-液相分離的影響
9. Development of a high-strength Al-Zn-Mg-Cu-based alloy via multi-strengthening mechanisms
通過多重強化機制開發高強度Al-Zn-Mg-Cu基合金
SCRIPTA
Vol. 205, 1 Dec. 2021, 114187
1. Recrystallization boundary migration in the 3D heterogeneous microstructure near a hardness indent
硬度壓痕附近3D異質組織中的再結晶邊界遷移
Chuanshi Hong?, Yubin Zhang, Adam Lindkvist, Wenjun Liu, Jon Tischler, Ruqing Xu, Dorte Juul Jensen?
Chuanshi Hong: cshong@imr.ac.cn
Dorte Juul Jensen: doje@mek.dtu.dk
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.114187
摘要
采用3D中跟蹤輕軋純Al的硬度壓痕附近的異質組織中再結晶過程中的邊界遷移。使用同步加速器白光束差分孔徑X射線顯微鏡檢查多步異位退火后的微觀結構,并輔以掃描電子顯微鏡觀測。從驅動力和邊界特征方面觀察和分析了非均質再結晶邊界遷移。結果揭示了遷移和靜止邊界非常相似的局部存儲能量和邊界取向差,而晶界法線有顯著差異。討論了晶界遷移率和變形組織形態對晶界遷移的影響。

SCRIPTA
Vol. 205, 1 Dec. 2021, 114204
2. Revisit of the structure of Ω precipitate in Al-Cu-Mg-Ag alloys
重新審視Al-Cu-Mg-Ag合金中Ω析出物的結構
S.L. Yang, N. Wilson, J.F. Nie?
J.F. Nie: jianfeng.nie@monash.edu
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.114204
摘要
通過第一性原理密度泛函理論(DFT)計算重新檢查Al-Cu-Mg-Ag合金中Ω析出物的結構表明,廣泛接受的“亞穩”Ω相的正交結構實際上是四方晶系,與二元Al-Cu合金中的平衡θ相相同。 當四方θ(即 Ω)作為薄板嵌入α-Al基體中時,周圍α-Al基體施加的彈性變形可以將四方結構的原始4倍對稱降低到正交結構的2倍對稱。DFT計算結果還表明,θ/α-Al 界面處存在的Mg和Ag可以顯著促進θ的形成。Ω結構的澄清以及Mg和Ag在θ形成中的作用提供了,對如何促進顯微結構中關鍵強化成分的固有強平衡相沉淀的見解。

SCRIPTA
Vol. 205, 1 Dec. 2021, 114209
3. Dual effects of Ru on the microstructural stability of a single crystal superalloy
Ru對單晶高溫合金顯微組織穩定性的雙重影響
Jingxia Sun, Jinlai Liu?, Jinguo Li?, Chao Chen, Xinguang Wang, Yizhou Zhou, Xiaofeng Sun
Jinlai Liu: jlliu@imr.ac.cn(中國科學院金屬研究所)
Jinguo Li: jgli@imr.ac.cn (中國科學院金屬研究所)
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.114209
摘要
通常,Ru可以抑制大多數單晶高溫合金中TCP相的析出。然而,在本研究中,我們發現該抑制作用與相對于樣品表面的位置有關:Ru抑制樣品內部TCP相的沉淀,但在近表面區域卻促進它。TCP相的促進被證明與氧化有關。微觀結構分析表明,Ru通過擾亂氧化結構的阻擋性能而降低了抗氧化性。由于不良的抗氧化性,更多的Ni原子被消耗,導致了向樣品內部的濃度梯度,這改變了TCP的析出驅動力。

SCRIPTA
Vol. 205, 1 Dec. 2021, 114206
4. Oxygen-induced refinement of α precipitates in an aged metastable β Ti-15-333 alloy
時效亞穩態β Ti-15-333合金中α析出物的氧誘導細化
Kathleen Chou, Owen Neill, Emmanuelle A. Marquis?
Emmanuelle A. Marquis: emarq@umich.edu
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.114206
摘要
通過細化晶內α析出物來提高時效亞穩態β鈦合金的強度,先前已經使用結構和成分不均勻性的異質成核來證明。這里我們發現,在β Ti-15-333合金的時效過程中,升高的氧含量(高達1.7 at.%)也可以誘導α相細化,為獲得精細的α板條提供了額外的途徑。 此外,氧誘導的細化與ω輔助的α成核相結合,導致α尺寸顯著減小,約為50 nm。與不含氧的試樣相比,在微柱壓縮過程中,用更高的氧濃度獲得的更細的α沉淀物導致壓縮屈服強度的增加。這些發現強調了使用高氧含量來提升β Ti合金中α組織的細化和沉淀強化。

SCRIPTA
Vol. 205, 1 Dec. 2021, 114214
5. In-situ TEM observation of shear induced microstructure evolution in Cu-Nb alloy
Cu-Nb合金剪切誘導顯微組織演變的原位TEM觀察
Shuang Li, Matthew Olszta, Lei Li, Bharat Gwalani, Ayoub Soulami, Cynthia A. Powell, Suveen Mathaudhu, Arun Devaraj, Chongmin Wang?
Chongmin Wang: chongmin.wang@pnnl.gov
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.114214
摘要
多相合金中的相界控制著塑性變形過程中不同相間的缺陷相互作用和化學混合。近年來,多相合金中缺陷與相界的動態相互作用,尤其是非互溶合金,引起了越來越多的研究興趣。在這里,我們描述了一種進行原位TEM剪切變形以直接觀察Cu-Nb 合金界面微觀結構演變的新方法。獨特的雙剪切試樣幾何結構通過聚焦離子束技術進行微加工,以在TEM內推動加載時施加剪切變形。從實時觀察中,我們發現具有鋸齒形形態的相界有效地阻止了在Cu晶粒中成核的堆垛層錯滑入Nb晶粒。同時,Cu相通過滑移或孿生機制承受最大的塑性變形。這項工作有助于理解剪切變形過程中多相合金中的剪切變形和相界行為。

SCRIPTA
Vol. 205, 1 Dec. 2021, 114221
6. Deciphering the role of multiple generations of annealing twins on texture evolution in cold-rolled high entropy alloys during annealing
解讀多代退火孿晶對冷軋高熵合金退火過程中織構演變的作用
Lalit Kaushik, Jaiveer Singh, Joo-Hee Kang, Yoon Seok Ko, Dong-Ik Kim, Jin-Yoo Suh, Shi-Hoon Choi?
Shi-Hoon Choi: shihoon@scnu.ac.kr
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.114221
摘要
低層錯能(SFE)材料中多代退火孿晶(MGAT)的出現導致顯著的織構弱化,并伴隨一些新的顯著的織構成分的演變。然而,MGAT和織構演化之間的確切關聯是一個長期存在的謎。在目前的研究中,MGAT的存在通過透射菊池衍射(TKD)和高分辨率電子背散射衍射(EBSD)在部分(700 °C/5 min)和完全(700 °C/1 h)再結晶的等原子CoCrFeMnNi高熵合金中都得到證實。此外,研究了潛在成核位點(Brasss、Gross和S方向)附近的孿生簇,以深入了解MGAT對織構發展的貢獻。新發現的取向(φ1 = 90°,Φ=30°,φ2 = 45°)表明其根源為Brass取向的第二代孿晶,而立方取向則是從S取向的第一代和第五代孿晶演化而來。

SCRIPTA
Vol. 205, 1 Dec. 2021, 114222
7. Nano-precipitation leading to linear zero thermal expansion over a wide temperature range in Ti22Nb
納米沉淀導致Ti22Nb在很寬的溫度范圍內零線性熱膨脹
Haoliang Wang, Daniel Kuok Zheng Lai, Juping Xu, Wen Yin, Chenghao Song, Yuliang Zhao, Yang Yang, Matthias Bonisch?, Zhenzhong Sun?
Matthias Bonisch: matthias.bonisch@kuleuven.be
Zhenzhong Sun: sunzz@dgut.edu.cn (東莞理工大學)
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.114222
摘要
某些冷加工馬氏體鈦合金沿特定樣品方向表現出可調節的線性熱膨脹。這些有趣的特性與斜方晶α?馬氏體的各向異性熱膨脹有關。然而,以這種方式獲得的定制膨脹僅限于單相馬氏體溫度場,低于馬氏體向奧氏體的逆轉變溫度。在這里,我們證明了通過擴散形成的正交α?iso也可以調節熱膨脹在典型Ti22Nb合金中。更重要的是,相對于冷加工馬氏體合金,發生定制線性熱膨脹的溫度范圍大大拓寬。我們闡明了熱循環過程中納米尺寸α?iso的形成路徑,并解決了與母相的晶體學位向關系。這些發現為設計具有大工作溫度范圍的低/負熱膨脹鈦合金提供了新途徑。

SCRIPTA
Vol. 205, 1 Dec. 2021, 114218
8. Effect of Zr addition on metastable Liquid-Liquid Phase Separation of Cu-Fe alloys
Zr添加對Cu-Fe合金亞穩態液-液相分離的影響
Ho-Joon Moon, Tae-min Yeo, Seung Hoon Lee, Jung-Wook Cho?
Jung-Wook Cho: jungwook@postech.ac.kr
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.114218
摘要
在由60 wt.%或 80 wt.% Cu組成的Cu-Fe合金中研究了液-液相分離(LLPS)行為,其中添加了0或1 wt.%的Zr。兩種無Zr合金在γ-Fe成核之前的亞穩態旋節線溫度下都清楚地顯示出LLPS,而添加Zr的合金在沒有LLPS的情況下顯示出γ-Fe相演變。Zr通過降低混合焓和加速異相成核來非常有效地激活γ-Fe成核。熱儀器分析和經典成核理論相結合可有效評估低于Cu-Fe合金液相線溫度的LLPS行為。此外,可以通過添加Zr來控制Cu-Fe合金的凝固機制。

SCRIPTA
Vol. 205, 1 Dec. 2021, 114216
9. Development of a high-strength Al-Zn-Mg-Cu-based alloy via multi-strengthening mechanisms
通過多重強化機制開發高強度Al-Zn-Mg-Cu基合金
Sung-Jae Won, Hyeongsub So, Leeseung Kang, Soong Ju Oh, Kyou-Hyun Kim?
Kyou-Hyun Kim: khkim1308@kitech.re.kr
https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.114216
摘要
我們通過添加微量Sc和優化Mg/Cu含量,開發了高強度的Al-Zn-Mg-Cu基合金(7xxx系列),其力學性能為σUTS=672 MPa(σy=644 MPa)和ε=8.6%。基于定量的對稱測試,機械強度的提高源于隨著Mg/Cu量的增加,過量的Mg和Cu溶質引起了納米結構畸變。此外,Sc微合金化誘導晶粒細化,從而提高機械性能。
