2015年, 第25卷, 第3期　刊出日期：2015-03-25

  

• 全选
  |

Structural Materials
• Select
  粉末冶金法制备Al-SrB₆复合材料

  Yucel BIROL

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 677-682.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用粉末冶金法制备Al-SrB6复合材料。对Al-15Sr/Al-4B混合粉末进行球磨，在球磨过程中Al₄Sr颗粒充分破碎。球磨态铝合金晶粒截面表明Al₄Sr与AlB₂之间不发生反应。混合球磨粉末经高温退火后形成SrB₆。若在700 °C进行退火，混合粉末需球磨1 h可使SrB₆成为主要相，而若在600 °C进行退火，混合粉末则需球磨2 h 才能使SrB₆成为主要相。提高退火温度和延长球磨时间都可以促进SrB₆相的形成，但后者对Al-SrB₆复合材料的微观组织影响更大。经600 °C和700 °C退火处理之前，SrB₆颗粒更细小，在铝基体中分布也更均匀。
• Select
  复合铸造制备稻壳灰增强AA6061铝合金及表征

  J.ALLWYNKINGSLYGLADSTON,N.MOHAMEDSHERIFF,I.DINAHARAN,J.DAVIDRAJASELVAM

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 683-691.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  稻壳灰(RHA)是一种有潜力的廉价铝基复合材料的增强颗粒。采用复合铸造方法制备不同稻壳灰含量(0，2%，4%，8%，质量分数)增强的AA6061铝合金复合材料。采用X射线衍射和扫描电镜对所制备复合材料进行表征。X射线衍射谱表明AA6061/RHA铝基复合材料中除RHA颗粒外未形成其他金属间化合物。扫描电镜图片表明RHA颗粒均匀分布在铝基体中。RHA基本分布在晶粒内部。此外，RHA颗粒与铝基体结合良好并形成清晰的界面。RHA颗粒的添加能提高铝基复合材料的显微硬度和抗拉强度。铝基复合材料的拉伸行为与其微观组织密切相关。
• Select
  挤压态喷射沉积7075Al/SiC颗粒增强复合材料热压缩流变应力行为及加工图

  吴红丹,张辉,陈爽,傅定发,

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 692-698.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  在Gleeble-1500热模拟机上对挤压态喷射沉积7075Al/15%SiC颗粒增强复合材料进行热压缩试验，变形温度为300~450 °C，应变速率为0.001~1 s^-1。结果表明：复合材料的真应力-真应变曲线几乎呈现快速流动软化特征，没有明显的加工硬化；其应力值随着变形温度的增加和应变速率的减小而减小，且当变形温度在400 °C以下时，其应力水平较喷射沉积态基体7075Al合金的高，但在450 °C时，其应力水平比基体合金的低。当变形温度在450 °C和应变速率为0.001~0.1 s^-1时，其应变速率敏感系数达0.72，呈现超塑性变形特征。加工图以及金相显微组织观察表明：该复合材料最合适的热加工参数为变形温度430~450 °C，应变速率0.001~0.05 s^-1。
• Select
  工艺参数对触变模锻6061 Al合金微观组织与力学性能的影响

  陈玉狮,陈体军,张素卿,李普博

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 699-712.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  提出一种制备颗粒增强金属基复合材料的新技术—粉末触变成形, 并利用该技术对基体6061铝合金进行触变模锻。首先，将雾化的6061合金粉末冷压成块，压出的块体作为初始锭料，经部分重熔后再进行触变模锻。研究重熔时间、模具温度和重熔温度对触变模锻6061合金微观组织与力学性能的影响。结果表明，这3个加工工艺参数对微观组织与力学性能均有较大影响；合金的断裂机理是由不同加工工艺参数下的微观组织决定的；此外，裂纹往往起源于缩松和夹杂处，沿着二次凝固组织或者初生相颗粒扩展；经触变模锻得到的合金的抗拉强度、伸长率和硬度分别可达196 MPa、11.0% 和HV 55.7。
• Select
  I相和W相对Mg-8Li-3Zn镁合金显微组织和力学性能的影响

  魏国兵,彭晓东,张宝,AmirHADADZADEH,许天才,谢卫东,

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 713-720.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  通过XRD、OM、SEM和EDS研究I相和W相对LZ83-xY镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：LZ83-xY合金中I相和W相的含量变化与Zn/Y质量比有关。I/α-Mg共晶包的结合力可以增强铸态LZ83-0.5Y和LZ83-1.0Y合金的强度，同时W相对LZ83-1.5Y镁合金没有明显的强化效果。在挤压态合金中，I相和W相被挤压成纳米颗粒弥散在β-Li基体中。由于W相的体积分数较高，其弥散强化效果更为明显。挤压态LZ83-1.5Y镁合金的极限抗拉强度达到238 MPa，伸长率为20%。
• Select
  Mg-4Zn-xY-1Ca (x=1.0, 1.5, 2.0, 3.0)镁合金的铸态显微组织和力学性能

  杨明波,吴德勇,候梦丹,潘复生

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 721-731.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究和比较了Mg-4Zn-xY-1Ca (x=1.0, 1.5, 2.0和3.0，质量分数%) 镁合金的铸态显微组织和力学性能。结果表明：所有铸态合金均主要由a-Mg、Mg₂Ca、Ca₂Mg₆Zn₃、I (Mg₃YZn₆)和W (Mg₃Y₂Zn₃)相组成。然而，随着Y含量从0.86% 增加到2.68%，合金中Ca₂Mg₆Zn₃相的数量逐渐减少，而I (Mg₃YZn₆)和W(Mg₃Y₂Zn₃)相的数量却逐渐增加。当Y含量从0.86%增加到2.68%时，合金的铸态晶粒尺寸逐渐减小。此外，铸态合金的抗拉性能和蠕变性能也随着Y含量的变化而变化，当Y含量从0.86%增加到2.68%时，合金的蠕变性能逐渐增加，而抗拉性能也先增加并在1.77%Y 时达到最大，但当Y含量超过1.77%后抗拉性能开始下降。在Y含量为0.86%、1.19%、1.77%和2.68%的合金中，Y含量为1.77%的合金具有较好的抗拉性能和蠕变性能。
• Select
  晶粒尺寸对AZ31镁合金温成形条件下中性层偏移的影响

  黄光胜,王艳霞,王利飞,韩廷状,潘复生,

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 732-737.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  通过在150 °C下90° V形弯曲实验研究范围为12.1~34.7 μm的不同晶粒尺寸对AZ31镁合金板材中性层偏移的影响。结果表明，随着晶粒尺寸的增大，镁合金中性层偏移系数(k值)逐渐增大，中性层向弯曲外层偏移量增加。这种现象主要是由于随着晶粒尺寸的增加，在外部拉伸区域和内部压缩区域之间的拉压不对称性的增强。孪生主导内部区域的塑性变形，而滑移支配着外部区域的变形。
• Select
  具有梯度纳米/微米晶表层的工业纯钛变形和断裂机制

  尹雁飞,徐巍,孙巧艳,肖林,孙军

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 738-747.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  通过室温表面机械碾磨处理(SMGT)，获得从表面到基体具有梯度纳米/微米尺度晶粒的纯钛试样。与未处理纯钛相比，经表面机械碾磨处理(SMGT-treated)的纯钛强度有所提高，塑性介于超细晶与粗晶纯钛之间。表面机械碾磨处理纯钛的拉伸应力-应变曲线具有双加工硬化指数特性；同时，随着应变的增加，其加工硬化率逐渐减小，初始屈服阶段的变形由梯度纳米/微米晶表层主导，后期变形由粗晶心部支配。断口形貌分析表明，表面机械碾磨处理纯钛的变形机制属于韧性断裂并伴有大量韧窝。基于裂纹尖端的塑性区尺寸分析可知，梯度纳米/微米晶表层由于具有较高的加工硬化指数及强度，使韧窝尺寸比粗晶心部的更加细小。
• Select
  IMI834钛合金在热拉伸变形过程的流变行为建模

  M. H. GHAVAM, M. MORAKABATI, S. M. ABBASI, H. BADRI

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 748-758.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  建立合适的本构模型预测IMI834钛合金在α+β区的热拉伸流变行为。热拉伸实验在温度为800~1025 °C、应变速率为0.001~0.1 s^-1条件下进行。此本构模型通过Arrhenius型方程来表征应变为0.08~0.22时合金的热拉伸行为。结果表明，在不同应变条件下IMI834钛合金的热拉伸变形激活能范围为519~557 kJ/mol。利用标准统计参数估算预测合金流变应力曲线的精度。所预测的合金的流变应力曲线与实验结果十分吻合。
• Select
  机械热处理对新型亚稳态β钛生物合金显微组织和电化学行为的影响

  MohsinTalibMOHAMMED,ZahidA.KHAN,M.GEETHA

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 759-769.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究机械热处理对新型亚稳态β钛生物合金显微组织和电化学行为的影响。机械热处理方法包括在β相转变温度下热加工处理及在相同温度固溶热处理，经不同冷却速率冷却后进行时效处理。在不同的机械热处理条件下获得具不同空间分布和等轴/拉长α和β相形貌的合金组织。这些合金组织具有不同的电化学性能。通过开路电位和动电位极化测试方法，测定合金在37 ℃ NaCl溶液(林格氏试剂)中的腐蚀行为。
• Select
  用铜锌中间层瞬时液相连接Al 2024和Ti-6Al-4V合金

  MajidSAMAVATIAN,AyoubHALVAEE,AhmadAliAMADEH,AlirezaKHODABANDEH

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 770-775.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用Cu-22%Zn中间层，在510 °C、真空度为0.01 Pa和不同连接时间下将两种异质合金Al 2024和Ti-6Al-4V进行瞬时液相连接。采用SEM、EDS和XRD技术对连接区的显微组织演变进行表征。结果表明，接头的形成归因于Cu和Zn固相扩散进入Ti-6Al-4V和Al 2024合金中，然后形成共晶并沿Cu-Zn/Al 2024界面等温扩散。接头界面处的硬度随连接时间的延长而增加，这是由于形成了Al₂Cu、TiCu₃、Al_4.2Cu_3.2Zn_0.7、Al_0.71Zn_0.29、Ti₂Cu、TiAl₃和TiZn₁₆金属间合物。此外，当连接时间为60 min时，接头的剪切强度达到最大，为37 MPa。
• Select
  Cr含量对单晶高温合金显微组织和力学性能的影响

  史振学,刘世忠,王效光,李嘉荣

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 776-782.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  在真空定向凝固炉中制备Cr含量分别为2%和4%(质量分数)的两种单晶高温合金，保持其他合金元素含量不变，研究Cr含量对单晶高温合金组织、相稳定性、1100 °C拉伸性能和1070 °C、160 MPa条件下持久性能的影响。结果表明，随着Cr含量的增加，合金中γ′ 相尺寸减小，其均匀化和立方化程度稍有增加。经1100 °C长期时效处理后，两种合金的γ′ 相都发生了粗化和筏排化，且筏排化速率随着Cr含量的增加而增加。两种合金中都有针状TCP相析出，并沿固定的方向生长，且TCP相的析出速率和析出量随着Cr含量的增加而增加。随着Cr含量的增加，合金的高温拉伸性能提高，而持久性能降低。Cr含量的增加提高了TCP相形成元素Re、W和Mo在γ基体中的过饱和程度，因而Cr含量的增加降低了合金的高温组织稳定性。
• Select
  含锆Ti₂AlNb基合金在800 °C的高温氧化行为

  党 薇,李金山,张铁邦,寇宏超

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 783-790.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究Ti-22Al-(27-x)Nb-xZr (x=0，1，6)合金在800 °C暴露时间长达100 h条件下的氧化行为。结果表明，合金氧化速率符合抛物线规律。Ti-22Al-26Nb-1Zr合金的氧化性能优于其他两种合金。这些合金的氧化产物主要有TiO₂、Al₂O₃和AlNbO₄。对于Ti-22Al-26Nb-1Zr合金，Zr的添加可以改善氧化层的生长过程，从而有效阻止氧的扩散。然而，对于Ti-22Al-21Nb-6Zr合金，Zr与氧发生反应，形成ZrO₂，ZrO₂促使氧向合金基体内部扩散。同时，在氧化层下，存在包括内氧化层和富氧层的氧影响区域。不同合金氧影响区的差异主要归因于合金的初始相结构。
Functional Materials
• Select
  沉积参数对WC-Co基体内孔HFCVD金刚石薄膜生长的影响

  王新昶,林子超,沈 彬,孙方宏

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 791-802.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  在内孔HFCVD金刚石薄膜沉积过程中，沉积温度(t)、碳源浓度(φ)、总反应压力(p)和气体总流量(F)等沉积参数对金刚石薄膜的生长具有显著影响。采用Taguchi方法系统研究这4个关键参数对内孔HFCVD金刚石薄膜性能的综合影响，并且通过自定义的品质因数(figure-of-merit, FOM)评价金刚石薄膜的综合性能。沉积温度、碳源浓度和总反应压力对于内孔HFCVD金刚石薄膜的各项性能及FOM均存在显著影响，并且与平片或外表面沉积存在一定的差异。根据上述影响性分析的结果，以获得最佳的内孔HFCVD金刚石薄膜综合性能为优化目标所确定的最优化沉积参数为：t=830 °C，φ=4.5 %，p=4000 Pa，F=800 mL/min。
• Select
  包渗工艺制备TiAl合金表面Si-Y共渗层的组织和抗高温氧化性能

  李涌泉,谢发勤,吴向清

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 803-810.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  通过在1030，1080和1130 °C下扩散共渗5 h在TiAl合金表面制备Y改性的硅化物渗层，分析共渗层的显微组织及相组成，并对其高温抗氧化性能进行研究。结果表明：共渗温度对共渗层的组织有显著影响，在 1080 °C共渗5 h所制备的共渗层由外向内依次为富Al的(Ti,Nb)₅Si₄和(Ti,Nb)₅Si₃表层、(Ti,Nb)Si₂外层、(Ti,Nb)₅Si₄和(Ti,Nb)₅Si₃中间层及γ-TiAl内层。1080 °C共渗5 h制备的共渗层在1000 °C下具有良好的抗高温氧化性能，且渗层的氧化速率常数较基体的约降低了2个数量级。
• Select
  电弧离子镀Cr/CrN多层膜的微结构与压痕韧性

  宋贵宏,娄茁,李锋,陈立佳,贺春林

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 811-816.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用电弧离子镀在304不锈钢衬底上制备双层周期为1351~260 nm的Cr/CrN 多层膜。扫描电镜清晰地显示Cr/CrN沉积膜的多层结构和层界。X射线衍射谱显示沉积的多层膜含有Cr、CrN和Cr₂N相。随着沉积膜双层周期的增加，制备的多层膜的硬度和弹性模量略有增加，但是所有多层膜的硬度和弹性模量都低于单层CrN膜的硬度和弹性模量。因为Cr层比其氮化物层软，所以多层膜的硬度随双层周期的缩短或Cr层体积分数的增加而减小。由于具有适当厚度的Cr层和氮化物层，双层周期为862 nm的Cr/CrN多层膜的压痕韧性最高。然而，由于拥有更多的氮化物相，双层周期为1351 nm的Cr/CrN多层膜的压痕韧性最低。Cr/CrN多层膜的压痕韧性与双层周期有关，具有适当厚度Cr层和氮化物层的Cr/CrN多层膜具有最高的压痕韧性。
• Select
  爆炸和超音速火焰喷涂MCrAlYX涂层的显微结构、力学性能及抗氧化特性

  高俊国,汤智慧,王长亮,郭孟秋,崔永静

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 817-823.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  对爆炸(D-gun)和超音速火焰喷涂(HVOF)MCrAlYX涂层的显微结构、力学性能和抗氧化性能进行研究。结果表明，D-gun涂层呈现片层显微结构，而HVOF涂层呈现均匀结构。同时，在爆炸喷涂过程中发生了元素重新分布以及新相的形成。此外，D-gun涂层的孔隙率明显低于HVOF涂层的。在力学性能方面，2种涂层的显微硬度在同一水平(均在HV 910左右)，但由于D-gun涂层的片层显微结构及不同相组成，其纤维硬度的标准偏差明显高于HVOF涂层的。由于涂层颗粒及片层之间存在大量的残余压应力，所以，D-gun涂层的弯曲结合强度明显高于HVOF涂层的。高温氧化实验结果表明，D-gun制备的MCrAlYX涂层的抗氧化性能更优异，因为D-gun涂层更致密，使其表面能够尽早地形成连续致密的氧化保护层，从而进一步抑制氧化并控制氧化膜的厚度较小。
• Select
  壳聚糖涂层对Mg-6%Zn-10%Ca₃(PO₄)₂植入材料生物相容性的影响

  赵俊,陈良建,余琨,陈畅,戴翌龙,乔雪岩,颜阳,余志明

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 824-831.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究壳聚糖包覆的Mg-6%Zn-10%Ca₃(PO₄)₂植入材料生物体内的降解特性。采用0.2%的醋酸溶液溶解壳聚糖，将其在60 °C下涂覆在复合材料样品表面，固化30 min得到壳聚糖的涂层。壳聚糖涂覆后的样品细胞毒性为0级，说明该涂层完全没有毒性，可以用于生物实验。生物体内实验表明：与无涂层的样品相比，植入涂覆有壳聚糖的复合材料后，在新西兰兔静脉血中的离子浓度较低。壳聚糖涂层可以减缓复合材料在生物体内的降解速率。生物体内实验表明，涂覆壳聚糖的复合材料对新西兰兔的重要器官，如心、肾、肝、肌肉都没有损伤，而新生骨组织会聚集在壳聚糖涂覆的复合材料周围，有利于骨组织的生长。壳聚糖涂层有利于减缓植入材料在生物体中的降解过程，减少氢气析出造成的皮下气泡产生，有利于提高复合材料的生物相容性。
• Select
  纳米晶NdFeB薄膜的电沉积机理

  杨仲年,王萃,张岩,谢彦

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 832-837.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用直流电沉积法在铜基体表面制备纳米晶NdFeB薄膜。利用扫描电镜、能谱、振动样品磁强计和动电位极化技术对样品进行表征。采用循环伏安和电化学阻抗技术对NdFeB膜电沉积初期的电化学行为进行研究。结果表明，电沉积制备的NdFeB膜的耐蚀性能优于传统烧结法制备的NdFeB膜的耐蚀性能。纳米晶NdFeB磁性薄膜的电沉积初期遵循3D瞬时成核/生长机制，电荷转移为速控步骤。随着外加沉积电位的增大，异质成核/生长逐渐转变为同质成核/生长，因此电沉积过程的电荷转移电阻减小。
• Select
  等径转角挤压Cu-Cr-Zr合金的差热分析

  K. ABIB, F. HADJ LARBI, L. RABAHI, B. ALILI, D. BRADAI

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 838-843.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  对Cu-1Cr-0.1Zr合金在室温下进行16道次等径转角挤压(ECAP)，挤压路径为B_c。利用差热分析研究合金中沉淀相的析出序列，计算每道次ECAP后合金储能、再结晶温度以及激活能。此外，对位错密度与电学性能之间的关系进行研究。结果表明：随着ECAP挤压道次的增加，合金中的储能增加，而再结晶温度则大幅度降低。
• Select
  铸造真空度对铁基非晶热力学和腐蚀行为的影响

  孙益民,王永刚,张集滕,李 瑞,郭玲玉,徐 慧,王伟民

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 844-849.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、热膨胀仪(DIL)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学工作站研究铸造气氛对Fe₆₁Co₇Zr₈Mo₅W₂B₁₇ 合金棒(直径为3 mm)的热力学和腐蚀特性的影响。研究发现，高的铸造真空度能够提高合金的非晶形成能力、加热时的收缩程度和点蚀抗性。这些性能的改善归因于高的铸造真空度能够提高钨在合金熔体中的溶解能力。
• Select
  Al和Co的添加对ZrCu基形状记忆合金的马氏体相变和显微结构的影响

  高卫红,孟祥龙,蔡 伟,赵连城

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 850-855.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究Al和Co元素掺杂的ZrCu基形状记忆合金的马氏体相变。结果表明，Al和Co的添加降低了马氏体相变温度，同时降低了马氏体相变温度滞后。TEM结果显示，Cm结构的马氏体为优先形成相。在ZrCuAlCo合金中内部马氏体变体呈(021) I 型孪晶关系，然而主要的亚结构呈(001)复合孪晶关系。随着Co含量的增加，拉伸断裂强度和应变显著提高。
• Select
  电磁场辅助CVI沉积SiC/PyC复合材料的磨损性能

  涂川俊,黄启忠,熊贤至,谢志勇,蔡利辉,陈珊

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 856-862.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用电磁场辅助CVI沉积在SiC陶瓷基体上沉积热解炭，制得具有自润滑性和耐磨性的SiC/PyC复合材料。利用XRD、SEM 和 EDS等手段对SiC/PyC材料的成分和显微结构进行表征，研究沉积温度对SiC/PyC材料的截面结构和耐磨性能的影响。结果表明，在较低温度下可将热解炭引入SiC基体，并可降低与自对偶材料在干滑动摩擦条件下的磨损率。磨损试验结果表明，在沉积温度为800 °C条件下制得的SiC/PyC材料具有较优的抗磨损性能，其磨损率为未沉积热解炭的SiC材料磨损率的64.6%。
• Select
  Cu/NbC纳米复合材料的原位合成及其在电触头材料应用中的功能梯度行为

  S.GHOLAMISHIRI,P.ABACHI,K.POURAZARANG,M.MOHAMMADIRAHVARD

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 863-872.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  原料Cu，Nb和石墨粉末置于高能振动盘式研磨仪，在氩气气氛中研磨7 h制备Cu-5%NbC(体积分数)粉末。采用两步压制法及在真空900 °C烧结1 h条件下制得Cu-NbC功能梯度材料和复合材料样品，研究样品的显微组织、物理性能和力学性能。场发射扫描电镜、能量色散X射线和X射线衍射结果表明，样品经烧结处理后，晶粒尺寸为18~27 nm的纳米结构基体中含有大小为42 nm的纳米颗粒增强相，证实了所制复合材料的高温热稳定性。Cu-15%NbC复合材料样品的硬度是纯Cu样品硬度的5倍。相对于纯Cu样品，磨损后Cu-15%NbC复合材料样品的体积磨损量减小，且电导率降低至36.68%IACS。相对于复合表面中的复合材料样品，Cu/NbC功能梯度材料样品在具有与复合材料相同的硬度和磨损性能的条件下，显示出75.83% IACS的较高电导率。因此，具有良好力学性能和电学性能的Cu/NbC功能梯度材料将成为很好的电触头材料。
• Select
  WC-8Ni硬质合金中Ni池缺陷的显微结构及形成过程

  时凯华,周科朝,李志友,张斗,昝秀颀

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 873-878.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究WC-8Ni合金中Ni池缺陷的形貌与形成过程。SEM观察结果显示，合金中Ni池的形貌主要有两种：“孤岛状”和“环装”。XRD检测结果表明，在“环装”Ni池缺陷中，存在WC、Ni和Ni₂W₄C (η相)3种物相。综合SEM、EDX及XRD 结果分析发现：“环装”Ni池缺陷中心为Ni₂W₄C相，而Ni池的主要成分为Ni、W和C。另外，对Ni池缺陷的形成与团聚大尺寸Ni颗粒、可挥发性杂质、孔隙及碳量之间的关系进行讨论。
• Select
  元素Sn对Zn-Cu-Bi-Sn 高温软钎料组织和性能的影响

  邢 飞,邱小明, 李阳东

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 879-884.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用DSC、SEM和XRD等方法，研究Sn含量对新型Zn-Cu-Bi-Sn高温软钎料组织和性能的影响。结果表明：添加Sn可以明显降低钎料的固、液相线温度和熔化温度范围，并显著提高钎料的润湿性能。对钎料的显微组织分析发现，当Sn含量为5%时，钎料的显微组织由均匀分布的细小β-Sn和初生ε-CuZn₅相组成；此时，接头剪切强度达到最大。进一步增加钎料含Sn量，组织中出现大量粗化的网状β-Sn相，钎焊接头强度降低。
Computational Materials Science and Numerical Modelling
• Select
  全息合金定位设计系统和Au-Cu系的全息网格相图

  谢佑卿,刘心笔,李小波,彭红建,聂耀庄

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 885-906.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  以Au-Cu系为例，介绍3项发现和2个方法。第一，建立全息合金定位设计系统是推动系统金属材料科学和合金基因工程持续发展的新路径。它的基地由材料测试和计算中心、系统金属材料科学中心、合金基因工程中心、全息合金定位设计系统信息中心和控制中心组成。第二，原子移动的共振激活和同步交换机制具有2种形式：局域式和定向扩散式。第三，平衡和亚平衡全息网格相图是研究者发现、设计、生产和应用先进合金的蓝图和可操作平台，它们分别由合金相的等温Gibbs能线的平衡杠杆线数值法和亚平衡交点数值法获得。点击每一格点便可获得设计合金的3个结构层次信息：组织的相的组成和分数，相的排列结构和性质；合金相的成分，合金基因排列结构和性质；合金基因的电子结构和性质。它将开创一个网络设计先进合金的新时代。
• Select
  Co-W和Al-W合金系统的修正嵌入原子势能的计算

  董卫平,陈铮,Byeong-JooLEE

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 907-914.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用半经验的第二近邻修正型嵌入原子理论的原子间作用势模型，基于已开发的Co，Al 和 W纯元素原子间作用势参数，拟合Co-W和Al-W二元合金系参数，得到Co-W和Al-W二元合金的原子间作用势及势能函数。Co-W和Al-W二元合金的势能参数主要是由晶格参数、形成焓、熔点以及弹性常数等物理性能的实验结果来确定的。结果表明，该势能参数能准确地计算出Co-W和Al-W二元合金的基本物理性能。其中，晶格常数、形成焓、热稳定性能和弹性常数与实验结果及第一性能计算结果非常吻合，混合焓以及液态混合焓与相图计算结果很相符。同时，拟合的Co-W和Al-W二元合金势能参数很容易与已有的其他Co基二元势能参数结合，并广泛用于Co-Al-W系多元合金各种性能的计算，特别是对界面性能的研究很适用。
• Select
  M₂SiC(MAX)相(M=Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W)结构、电子特性、弹性和热性能的第一性原理计算

  B.GHEBOULI,M.A.GHEBOULI,M.FATMI,L.LOUAIL,T.CHIHI,A.BOUHEMADOU

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 915-925.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究M₂SiC相的结构、电子特性、弹性和热性能(M为3 d, 4 d和5 d前过渡金属)。分析Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta 和W价电子浓度(VEC)对这些性能的影响。每个系列金属在VEC值约为8.5时弹性常数C44达到饱和。Hf-s、Ta-s 和 W-s电子主要在费米能级对态密度有贡献，可用于传导性能计算。M=Ti，V和 Cr系列金属在VEC值为8.5时畸变最小(遵循抛物线变化)，而其他金属的变形随着VEC值的增大和k_c/k_a因子的减小而增大。M₂SiC的主要特征是在 剪切面具有强烈的各向异性。除W₂SiC外，沿该方向的可压缩性比沿锥面方向的可压缩性高。
• Select
  5052铝合金多排链轮冷半精锻成形过程中流动速度场的三维有限元模拟

  程旺军,池成忠,王永祯,林鹏,赵日红,梁伟,

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 926-935.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  基于多排链轮新的齿形设计，提出5052铝合金多排链轮冷半精锻成形的新工艺。采用三维刚粘塑性有限元方法对5052铝合金多排链轮锻造过程进行数值模拟，分别得到其轴向U_Z、径向U_R和切向U_θ的流动速度分布图和坯料流体在不同变形区的速度分量曲线。通过对比分析坯料速度分量曲线的变化，得到坯料流体填充凹模型腔的速度分量关系条件。在坯料流体填充凹模型腔的过程中，发现切向速度U_θ在成形过程中陡增，表明U_θ是决定坯料流体能否充满凹模型腔的关键因素。
• Select
  静态磁场对分离结晶中熔体流动的影响

  彭 岚,龚 欢

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 936-943.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用三维数值模拟手段对微重力条件下熔体内部的热毛细对流以及常重力条件下熔体内部的热毛细-浮力对流进行研究。模拟中选取无磁场、施加轴向磁场和施加勾形磁场3种不同的磁场条件进行对比。模拟结果表明，轴向磁场和勾形磁场都能够有效地抑制熔体内部的流动和温度波动；在相同磁场强度下，轴向磁场的抑制效果比勾形磁场更为显著。此外，还对重力条件下熔体内部热毛细-浮力对流的失稳机理进行分析，以研究磁场对临界Ma数的影响。
• Select
  应用基于人工神经网络建立的新型物理图形预测Al-Zn-Mg-Cu合金固溶过程的组织演变

  刘蛟蛟,李红英,李德望,武岳

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 944-953.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用原位电阻测试法、金相显微镜观察、扫描电镜观察、透射电镜观察和拉伸测试技术研究固溶条件对Al-Zn-Mg-Cu合金显微组织和拉伸性能的影响。基于实验数据建立人工神经网络模型，将该模型用于预测实验合金在固溶过程中的电阻率变化。结果表明，所建立的模型能很好地预测合金在固溶过程中的电阻率变化。预测结果与实验值的相关系数为0.9958，相对误差为0.33%。采用预测数据可以建立一种新型的“固溶-电阻率”物理图形。该图形显示，实验合金的最佳固溶温度区间为465~475 °C，保温时间为50~60 min；在该区间内第二相的溶解与再结晶对合金性能的影响将达到平衡。
Mine Engineering, Metallurgical Engineering, Chemistry and Chemical Engineering
• Select
  尾砂胶结充填体的损伤破坏及其与岩体的合理匹配

  刘志祥,兰 明,肖思友,郭虎强

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 954-959.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了研究充填体的破坏机理及其与岩体的合理匹配，实现金属矿山的安全高效开采，分别对灰砂配比为0.250:1、0.125:0、0.100:1和0.083:1的4种尾砂胶结充填体进行试块单轴抗压实验。通过其应力-应变曲线，分析不同灰砂配比下充填体的变形与破坏特征。在此基础上，采用损伤力学推导建立4种不同配比充填体的损伤本构方程，并通过本构模型与实验结果的对比分析，验证损伤模型的可靠性。此外，利用突变理论，建立充填体与岩体在相互力学作用下的能量模型，推导出充填体与岩体的系统失稳判据。结果表明：不同配比的充填体表现出不同的损伤特性，充填体灰沙配比越低，达到峰值应力时的损伤值越小，且峰值应力后，损伤破坏过程越明显；从系统失稳的条件上看，岩体强度与充填体强度越低，越容易造成系统的失稳。该研究结果为矿山充填体合理强度设计提供了科学依据。
• Select
  基于拓扑规则In-S-O体系优势区图的绘制与应用

  谢富春,尹周澜,谭军,刘常青,张平民

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 960-965.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  运用数学拓扑规则绘制优势区图。基于相律分析，确定In-S-O 体系可能存在的三凝聚相点；利用拓扑规则分析和热力学计算，绘制该体系三凝聚相点之间的4种关联图—α型和β型稳定型和不稳定型平面拓扑图。计算结果表明，α型稳定型平面拓扑图与传统In-S-O体系优势区图一致，这说明基于拓扑规则绘制In-S-O体系优势区图是可行的；此外，β不稳定型平面拓扑图可以解释在熔池熔炼过程中铟金属的行为。
• Select
  高碳铬铁氧化焙烧制备铬酸钾

  胡国荣,王家良,彭忠东,杜 柯,王伟刚,蒋庆来

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 966-972.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究以高碳铬铁为原料在碳酸钾的存在下经氧化焙烧制备铬酸钾的反应过程。考察反应温度、反应时间和碱矿比(碳酸钾与高碳铬铁的摩尔比)对氧化焙烧过程的影响，并讨论反应的热力学与动力学。结果表明，反应温度和反应时间对高碳铬铁的氧化焙烧过程影响较大；反应机理随反应温度发生改变。采用两段焙烧法可以获得较好的反应效果，碳素铬铁中铬的转化率达到97.06%；此工艺产生的铬渣量极少，仅为所得产品质量的1/3左右，且铬渣中Fe含量高达55.04%，可用于碳还原法生产海绵铁，实现铬渣的彻底解毒和零排放。
• Select
  响应面法优化微波焙烧氧化锌烟尘脱氟、氯工艺参数

  李志强,李静,张利波,彭金辉,王仕兴,马爱元,王宝宝,

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 973-980.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究微波焙烧烟化炉产氧化锌烟尘脱除氟氯工艺，采用响应曲面法对焙烧温度、保温时间和搅拌速度三个重要工艺参数进行优化。结果表明：焙烧温度和保温时间对氟、氯脱除效果影响最显著，搅拌速度的次之；在焙烧温度为700 °C、保温时间为80 min和搅拌速度为120 r/min的条件下，氟和氯的脱除率分别达到92.6%和90.2%。上述结果表明，微波焙烧烟化炉产氧化锌烟尘脱氟氯工艺稳定可靠，效果显著。
• Select
  片状钛酸镁钾的制备及其去除污水中铜离子的应用

  谭彦妮,宋 旎,刘 咏,罗 涛,窦玉海,张 青,刘倩楠,罗兰兰

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 981-990.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用熔盐法制备片状钛酸镁钾(K_0.8Mg_0.4Ti_1.6O₄, KMTO)，并将其应用于去除污水中的Cu(II)离子。分别采用XRD、SEM和TEM等技术对样品的晶相组成、形貌和结构进行表征。研究不同pH 值和初始铜离子浓度对铜离子吸附行为的影响。结果显示，铜离子的最大饱和吸附量可达到290.67 mg/g，采用KMTO可以去除溶液中几乎99.9% 的铜离子。该结果优于其他文献报道的离子去除剂的结果。KMTO对铜离子的吸附动力学研究结果显示，钛酸镁钾对铜离子的吸附符合拟二级反应动力学方程，而其吸附等温数据可以用Freundlich方程很好地进行拟合(R²=0.991)。研究结果表明，片状钛酸镁钾在处理污水中的重金属离子方面具有很好的应用前景，为片状钛酸镁钾开辟了新的应用领域。
• Select
  改性生物质材料对水溶液中Cu²⁺的吸附

  董颖博,林海,

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 991-996.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究改性生物质材料——香菇培养基废料对水溶液中重金属铜离子的吸附性能。结果表明：改性可以大大提高香菇培养基废料的吸附性能，其铜离子去除率高达95%以上；与天然香菇培养基废料相比，改性后吸附材料的比表面积和电负性增大，表面官能团数目及种类增多。在吸附0.75 h后，改性香菇培养基废料对铜离子的吸附达到平衡，该吸附过程是一个放热反应。改性香菇培养基废料吸附铜离子前后的扫描电镜和能谱分析表明，吸附铜离子的材料表面可明显看到孔隙被占据，且铜含量明显增加，而钠含量减少。
• Select
  氯化稀土溶液射流热解反应器流体动力学的数值模拟

  吕超,赵秋月,张子木,豆志河,张廷安,赵洪亮

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 997-1003.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  基于直接热解氯化稀土溶液制备稀土氧化物技术，设计一种新型射流热解反应器，并采用CFD方法对反应器内压力、速度等流体动力学特性进行了数值模拟。结果表明：射流热解反应器喉管处自主产生的动压(p)与燃气的进口速度(v)呈二次函数关系(p=0.06v²+0.23v-4.49)。欲使氯化稀土溶液热解反应充分利用燃料燃烧所产生的热量，需在进料口施加一定的压力，此压力与燃料的进口速度呈二次函数关系(p=v²+3v-4.27)。进料口的直径增加到原来的1.25和1.5倍，稀土氧化物的吸入量分别增加了30%和60%以上。整个反应器内流体流动主要受燃料的入口速度影响，且在喉管附近速度形成波峰，随物料加入速度急剧下降，到射流反应器末端速度趋于平缓。
• Select
  熔体过热度对定向凝固藕状多孔金属结构均匀性的影响

  刘源,张华伟,李言祥,

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 1004-1010.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  结构均匀性是影响藕状多孔金属的物理和力学性能的重要参数。系统研究熔体过热度对金属-气体共晶定向凝固(Gasar)制备藕状多孔金属的多孔结构均匀性以及气孔率、气孔形貌的影响规律。实验结果表明，凝固过程中存在一临界过热度(？T_c)，超过该临界值时，凝固界面前沿熔体中会发生气泡的形核和上浮溢出(“冒泡”或“沸腾”)现象，结果造成气孔率的下降。另外，过高的过热度会导致相邻气孔的合并粗化，形成大尺寸气泡，最终获得不均匀的气孔结构。在实验结果基础上，建立气泡溢出的临界过热度(DT_c)理论模型和氢气溢出系数计算模型。在考虑氢气溢出时，理论预测的气孔率与实验结果吻合较好。
• Select
  AE44镁合金与SiC-Al₂O₃-SiO₂陶瓷泡沫的相互作用

  MatejSTEINACHER,Primo？MRVAR,FrancZUPANI？

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 1011-1019.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  研究熔融AE44镁合金与SiC-Al₂O₃-SiO₂陶瓷之间的反应及反应产物。采用光学显微镜、电子显微镜、X射线能量色散谱及X射线衍射技术对试样进行表征。在富镁熔体与陶瓷接触过程中，SiO₂主要被Mg还原。MgO为主要反应产物，而Si溶解在熔体中。在界面上形成两种新的四方结构相：AlSiRE和AlMgSiRE，这两种相具有特殊的晶体学取向关系。经短时间反应后，金属和陶瓷间可形成强连接界面，但经长时间反应后，陶瓷发生分解。
• Select
  基于VAR-DCC-GARCH模型的国内外有色金属商品价格联动分析

  岳意定,刘笃池,徐珊

  中国有色金属学报（英文版）. 2015, 25(3): 1020-1026.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  运用VAR-DCC-GARCH模型，研究LME金属价格与中国金属价格间的联动效应及其动态相关性。结果表明：LME金属价格依然对中国金属价格有着较大的影响，而中国除了铅价外，其余金属价格对LME金属价格的影响还很微弱；中国铜、铅、锌价格与LME价格间均存在正向的联动性；LME金属价格与中国金属价格之间的联动性在反应时间上存在滞后性，滞后期在7到8个交易日左右；LME金属价格和中国金属价格间的互动影响关系存在时变性，其中，LME铅价与中国铅价间的相互关联最稳定。