【引言】固溶熱處理期間單晶鎳基高溫合金的再結晶現象導致投資單晶鑄造工業的高昂成本。再結晶的形核通常與現有晶界的遷移有關。在沒有晶界的情況下，需要20-25％的嚴重變形如缺口或壓縮觸發再結晶，通常由于應變集中區如碳化物的存在而放大。在熱機械疲勞期間也觀察到再結晶，在變形孿晶帶交叉處形核。這些可能性都不會出現在鑄造單晶高溫合金中，因其潛在應變低并且設計中不存在碳化物。那么，到底是如何在經歷適度應變的單晶材料中形成移動的大角度晶界的？控制再結晶的一種策略是通過改變陶瓷模具和芯材料來降低冷卻期間的變形，降低模具的強度，但增加失效或變形的風險。另一種方法是消除或減少再結晶的形核。【成果簡介】近日，劍橋大學的Catherine M.F. Rae（通訊作者）等人首次提供了在單晶鑄件的表面層中形核的證據，并且表明在非常適度的應變的合適條件下，它們可以發展成具有移動的大角度晶界的相當大的晶粒。在該研究中，已經確定了CMSX-4合金中表面形核的兩種來源。實驗表明，在表面處的微晶粒生長引起塊體材料中存在足夠應變的區域發生完全再結晶，通過消除這些表面缺陷，可以完全緩解再結晶。鑄件表面的蝕刻被證明是實現這一點的有效方法。該研究成果以“Nucleation of recrystallisation in castings of single crystal Ni-based superalloys”為題發表在...
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2017
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碳纖維、鈹鋁合金、陶瓷耐熱材料等關鍵材料技術不斷突破技術瓶頸，性能獲得大幅提升；同時，鎵液態金屬合金、超材料、石墨烯等前沿材料技術也在加快原理驗證和工程應用研究。材料是航空武器裝備的物質基礎。材料技術的進步不斷推動著航空武器裝備性能不斷提升和升級換代。在先進復合材料、高性能金屬結構材料、特種功能材料、電子信息材料等領域取得了重要進展，不斷向高溫化、智能化、微納化和可設計化方向發展。復合材料方向碳纖維量產新工藝2016年1月，由日本東麗、帝人、三菱麗陽和東京大學等組成的研究團隊開發出在高溫環境下不易熔化的丙烯纖維原料，它的好處是無須再進行防止熔化的準備工序，采用電磁波照射纖維直接加熱從而替代傳統的熱壓罐加熱工藝，使碳纖維生產速度提高10倍。此外，新工藝還可使生產過程中的能源消耗和二氧化碳排放減半。陶瓷復合材料革新2016年8月，美國航空航天局（NASA）表示，在革命性航空概念項目的支持下，研究人員正研究陶瓷基復合材料（CMC）和防護涂層，以替代目前在航空發動機中應用的鎳基高溫合金。此外，日本石川島播磨重工（IHI）與宇部興產株式會社、標盾公司等，也將于2017年試制采用CMC的飛機發動機高壓渦輪葉片。采用新型合金制造的F-35光電系統的平臺外殼超低溫自修復和可變形復合材料2016年9月，研究人員首次發現一種能在超低溫環境下實現材料裂紋自修復的新型復合材料，可用于飛行器或衛星等的纖維增...
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日本鑄造技術是從第二次世界大戰后，以新的形式復蘇而形成的。之后通過借鑒引進歐美新的技術逐漸發展起來的，介紹日本兩項鋁合金壓鑄件鑄造新技術。 一、半固態成形鋁合金的制造技術 傳統的鋁合金壓鑄件，力學性能和耐壓性方面的可靠性差。所以，一種高質量的成形方法——半固態成形法引人注目。這種方法的要點是將液體金屬、固體金屬與混合狀態下（半熔融）制造鑄件。可使鑄件內部缺陷大幅度減少，從而提高耐壓性和力學性能。這種方法要用經電磁攪拌等特殊方法制成的坯料。日前，日本制造廠所用的坯料是從國外進口的，在生產成本、穩定供應和余料的回收利用等方面都存在問題。自行研究開發的坯料的制造技術，以加工應變導入法為基礎，經多項研究試驗加以改進，確立在半熔融加熱條件下使初生成為100um左右的均勻球狀體的制造技術。其要點為：為抑制制坯料中的初生?相的成長，控制凝固速度并確定化學成分。加工應變時控制導入的速度和溫度。加工應變的均衡導入技術。用這種方法制造出來的半固態成形用坯料，半熔融溫度加熱處理后微觀組織均一。用幾種坯料制成的輪轂，與原來的產品比較，在頂端與薄壁部位都有均一細微的微觀組織。機械性質優良，完全達到了旋轉彎曲試驗技術標準的要求。二、纖維增強的發動機缸體汽車的發動機要向輕量化、緊湊化、高性能化方向發展。輕量化主要是發動機中最重的缸...
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與陸地油氣開采相比，海洋環境洋流劇烈、海溫和壓力隨深度變化大、海底巖層結構與陸地井迥異。海洋油氣中H2S、CO2和Cl-等的含量普遍較高，海底微生物種類復雜，化學腐蝕和微生物腐蝕能力都很強。因此，海洋油氣開采平臺用特殊鋼材料如不銹鋼、耐蝕合金等普遍要求高耐蝕、高強高韌和高耐磨等性能特點。國外先進的海洋油氣資源鉆采、加工、輸運等環節均應用了大量的超級不銹鋼和耐蝕合金材料。所謂的“超級”不銹鋼材料，與傳統不銹鋼材料相比，一般是指高Ni/Cr/Mo、高純凈度、采用N 金化或變形工藝強韌化的一類高性能不銹鋼材料，如超級奧氏體、超級鐵素體、超級雙相不銹鋼以及鎳基或鐵鎳基耐蝕合金等。 本文通過對國外海洋平臺用先進高強度、高耐蝕性不銹鋼及耐蝕合金材料發展和應用現狀的系統調研，闡述了其商業化產品的分類及關鍵性能指標、應用領域、代表性企業及產業規模，其中先進特殊鋼代表性商業牌號和平臺典型件應用部位是重點討論的內容。另一方面，對目前國內該領域的材料研發、應用現狀以及存在的問題進行了剖析，揭示了國內外生產及市場環節存在的巨大差異。在此基礎上，對我國未來海洋平臺用先進特殊鋼材料的發展提出了合理建議，對相關材料研發和生產發展方向、產業發展模式等都具有參考意義。 國外海洋平臺用先進特殊鋼： 材料分類及關鍵性能指標 與海洋平臺用微合金化結構鋼材料不同，海洋平臺用特殊鋼材料普遍都是高合金體系的Ni-Cr ...
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