【引言】固溶熱處理期間單晶鎳基高溫合金的再結(jié)晶現(xiàn)象導(dǎo)致投資單晶鑄造工業(yè)的高昂成本。再結(jié)晶的形核通常與現(xiàn)有晶界的遷移有關(guān)。在沒有晶界的情況下，需要20-25％的嚴(yán)重變形如缺口或壓縮觸發(fā)再結(jié)晶，通常由于應(yīng)變集中區(qū)如碳化物的存在而放大。在熱機械疲勞期間也觀察到再結(jié)晶，在變形孿晶帶交叉處形核。這些可能性都不會出現(xiàn)在鑄造單晶高溫合金中，因其潛在應(yīng)變低并且設(shè)計中不存在碳化物。那么，到底是如何在經(jīng)歷適度應(yīng)變的單晶材料中形成移動的大角度晶界的？控制再結(jié)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(fēng)險。另一種方法是消除或減少再結(jié)晶的形核。【成果簡介】近日，劍橋大學(xué)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(jù)，并且表明在非常適度的應(yīng)變的合適條件下，它們可以發(fā)展成具有移動的大角度晶界的相當(dāng)大的晶粒。在該研究中，已經(jīng)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(yīng)變的區(qū)域發(fā)生完全再結(jié)晶，通過消除這些表面缺陷，可以完全緩解再結(jié)晶。鑄件表面的蝕刻被證明是實現(xiàn)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(fā)表在...
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碳纖維、鈹鋁合金、陶瓷耐熱材料等關(guān)鍵材料技術(shù)不斷突破技術(shù)瓶頸，性能獲得大幅提升；同時，鎵液態(tài)金屬合金、超材料、石墨烯等前沿材料技術(shù)也在加快原理驗證和工程應(yīng)用研究。材料是航空武器裝備的物質(zhì)基礎(chǔ)。材料技術(shù)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(fù)合材料、高性能金屬結(jié)構(gòu)材料、特種功能材料、電子信息材料等領(lǐng)域取得了重要進展，不斷向高溫化、智能化、微納化和可設(shè)計化方向發(fā)展。復(fù)合材料方向碳纖維量產(chǎn)新工藝2016年1月，由日本東麗、帝人、三菱麗陽和東京大學(xué)等組成的研究團隊開發(fā)出在高溫環(huán)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(zhǔn)備工序，采用電磁波照射纖維直接加熱從而替代傳統(tǒng)的熱壓罐加熱工藝，使碳纖維生產(chǎn)速度提高10倍。此外，新工藝還可使生產(chǎn)過程中的能源消耗和二氧化碳排放減半。陶瓷復(fù)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(fù)合材料（CMC）和防護涂層，以替代目前在航空發(fā)動機中應(yīng)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(chǎn)株式會社、標(biāo)盾公司等，也將于2017年試制采用CMC的飛機發(fā)動機高壓渦輪葉片。采用新型合金制造的F-35光電系統(tǒng)的平臺外殼超低溫自修復(fù)和可變形復(fù)合材料2016年9月，研究人員首次發(fā)現(xiàn)一種能在超低溫環(huán)境下實現(xiàn)材料裂紋自修復(fù)的新型復(fù)合材料，可用于飛行器或衛(wèi)星等的纖維增...
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日本鑄造技術(shù)是從第二次世界大戰(zhàn)后，以新的形式復(fù)蘇而形成的。之后通過借鑒引進歐美新的技術(shù)逐漸發(fā)展起來的，介紹日本兩項鋁合金壓鑄件鑄造新技術(shù)。 一、半固態(tài)成形鋁合金的制造技術(shù) 傳統(tǒng)的鋁合金壓鑄件，力學(xué)性能和耐壓性方面的可靠性差。所以，一種高質(zhì)量的成形方法——半固態(tài)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(tài)下（半熔融）制造鑄件。可使鑄件內(nèi)部缺陷大幅度減少，從而提高耐壓性和力學(xué)性能。這種方法要用經(jīng)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(chǎn)成本、穩(wěn)定供應(yīng)和余料的回收利用等方面都存在問題。自行研究開發(fā)的坯料的制造技術(shù)，以加工應(yīng)變導(dǎo)入法為基礎(chǔ)，經(jīng)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(shù)。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(xué)成分。加工應(yīng)變時控制導(dǎo)入的速度和溫度。加工應(yīng)變的均衡導(dǎo)入技術(shù)。用這種方法制造出來的半固態(tài)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(chǎn)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(zhì)優(yōu)良，完全達到了旋轉(zhuǎn)彎曲試驗技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。二、纖維增強的發(fā)動機缸體汽車的發(fā)動機要向輕量化、緊湊化、高性能化方向發(fā)展。輕量化主要是發(fā)動機中最重的缸...
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與陸地油氣開采相比，海洋環(huán)境洋流劇烈、海溫和壓力隨深度變化大、海底巖層結(jié)構(gòu)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(fù)雜，化學(xué)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(huán)節(jié)均應(yīng)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(tǒng)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(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀的系統(tǒng)調(diào)研，闡述了其商業(yè)化產(chǎn)品的分類及關(guān)鍵性能指標(biāo)、應(yīng)用領(lǐng)域、代表性企業(yè)及產(chǎn)業(yè)規(guī)模，其中先進特殊鋼代表性商業(yè)牌號和平臺典型件應(yīng)用部位是重點討論的內(nèi)容。另一方面，對目前國內(nèi)該領(lǐng)域的材料研發(fā)、應(yīng)用現(xiàn)狀以及存在的問題進行了剖析，揭示了國內(nèi)外生產(chǎn)及市場環(huán)節(jié)存在的巨大差異。在此基礎(chǔ)上，對我國未來海洋平臺用先進特殊鋼材料的發(fā)展提出了合理建議，對相關(guān)材料研發(fā)和生產(chǎn)發(fā)展方向、產(chǎn)業(yè)發(fā)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(guān)鍵性能指標(biāo) 與海洋平臺用微合金化結(jié)構(gòu)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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