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2025年45卷第4期

本期推荐
重熔时间对触变成形Al-8Si合金组织和力学性能影响 AI导读

“在材料科学领域，研究者通过实验分析了重熔时间对Al-8Si合金微观结构和力学性能的影响，发现重熔120分钟时合金性能最优。”

毕广利, 王宁, 姜静, 李元东, 蒋春宏, 陈体军

DOI：10.15980/j.tzzz.Y20240001

摘要：通过光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和万能拉伸试验机研究了重熔时间对触变成形Al-8Si合金显微组织和力学性能的影响。结果表明，随着重熔时间延长，合金组织变化显著，半固态坯料中的初生相颗粒形状更圆整、尺寸略微变大，共晶Si相长径比先增加后减小，体积分数逐渐增加，分布更加密集。此外，少量的初生Si相的体积分数先增加后减少，形貌先从小尺寸的多边形演变成大尺寸的多角块状，然后演变成长条状，最后演变成多角状。拉伸结果发现，随着重熔时间延长，合金的抗拉强度先增加后降低再增加，重熔时间为120 min时，合金的力学性能最佳，其抗拉强度、屈服强度、硬度（HV）和伸长率分别为187 MPa、93 MPa、75和17%。合金较高的力学性能主要归因于晶粒圆整度提高、初生Si体积分数减少以及共晶Si的尺寸和形貌改善。
关键词：触变成形;Al-8Si合金;微观组织;力学性能

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更新时间：2025-05-06
CoCrW合金在模拟生物环境溶液中的腐蚀行为 AI导读

“最新研究发现，CoCrW合金在Hanks平衡盐溶液中耐蚀性最佳，腐蚀电流密度和维钝电流密度最低，电荷转移电阻和钝化膜电阻之和最大。”

张志英, 杨潇, 陈涛, 张覃轶, 王坤, 龚焱龙, 江鑫磊, 周监令

DOI：10.15980/j.tzzz.T20240046

摘要：通过动电位极化法、电化学阻抗图谱法、光学显微镜、扫描电镜、能谱分析和X射线光电子能谱研究了CoCrW合金在Hanks平衡盐溶液（HBSS）、硼酸盐缓冲液（BBS）、磷酸盐缓冲液（PBS）、模拟体液（SBF）、人工唾液（AS）中的腐蚀行为。在HBSS中，CoCrW合金的腐蚀电流密度和维钝电流密度均最小，分别为5.05×10^-8 A/cm²和1.88×10^-7 A/cm²，自腐蚀电位和点蚀电位均较高，分别为-0.241 V_SCE和0.424 V_SCE，容抗弧半径最大，电荷转移电阻和钝化膜电阻之和最大，为6.00×10⁶ Ω·cm²，耐蚀性最好。Co合金在溶液中的耐蚀性顺序为：HBSS>BBS>PBS>SBF>AS。腐蚀产物主要为Co（OH）₂、Cr₂O₃、Cr（OH）₂、WO₃等。
关键词：Co合金;腐蚀;电化学性能;模拟生物环境溶液

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更新时间：2025-05-06
Mg、Si质量比与热处理对压铸Al-Mg-Si-Mn-Cu-Zr合金组织性能影响 AI导读

樊振中, 李世德, 王佶, 田艳中, 罗婷瑞, 胡惠翔, 葛明, 史华英

DOI：10.15980/j.tzzz.Y20240044

摘要：借助相图设计与热力学计算对Al-Mg-Si-Mn-Cu-Zr压铸铝合金进行了成分设计，结合组织性能分析研究了Mg、Si质量比和退火热处理对材料组织性能的影响。结果表明，铸态组织主要由α-Al基体、Al₆Mg₄Cu相、Mg₂Si相、Al₆Mn相、Al₃Mg₂相和Al₃Zr相组成。随着Mg、Si质量比上升，Al₆Mg₄Cu相由非连续点状转变为连续网络状，含量持续增加；骨骼状Mg₂Si相尺寸和含量连续上升；Al₆Mn相形貌由点状、块状转变为针片状，含量连续增加；铸态屈服强度连续增加，抗拉强度和伸长率连续下降，Mg、Si质量比为6时铸态屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为170 MPa、268.7 MPa和5.8%，断裂机制表现为沿晶断裂。退火保温热处理后，非连续点状Al₆Mg₄Cu相转变为网络状Al₂CuMg相，保温时间过长会出现偏聚分布， Mg₂Si相尺寸先减小后增大，数量持续上升，Al₆Mn相仍呈针片状，抗拉强度连续增加，但屈服强度略有下降。455 ℃下保温20 h后，合金屈服强度、抗拉强度与伸长率分别为180.8 MPa、310.4 MPa和5.6%。
关键词：压铸Al-Mg-Si-Mn-Cu-Zr合金;热力学计算;相图;微观组织;力学性能

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更新时间：2025-05-06
试验研究
Al-Cu合金微米级球形粒子凝固枝晶生长相场模拟 AI导读

“在材料科学领域，专家建立了基于有限差分法的三维相场模型，模拟研究了Al-4.5Cu合金粒子快速凝固过程中的枝晶生长与组织演化行为，为制备微米级球形粒子提供解决方案。”

王旭东, 岳怡心, 汤思璠, 王哲, 陈俊玲, 姚曼, 董伟

DOI：10.15980/j.tzzz.T20240111

摘要：针对POEM法制备微米级球形粒子工艺流程，建立了基于有限差分法的二元合金枝晶生长三维相场模型，对Al-4.5Cu合金粒子快速凝固过程中枝晶生长与组织演化及溶质偏析等行为进行模拟研究。模拟得到的400 μm微球二次枝晶臂间距约为20.95 μm，与试验结果偏差小于5%。对于粒径为300 μm的微球，增大过冷度可促进枝晶偏析，无量纲过冷度由0.2增大至0.4，枝晶尖端溶质浓度由5.03%增至5.21%。惰性保护气体的冷却能力显著影响微球枝晶生长速度，由He气与Ar气作为冷却介质的两个液滴在t=40 000∆t（∆t为时间步长）时产生了8 μm的枝晶长度差异，在t=50 000∆t时差异增大至23 μm。
关键词：合金微球;相场法;枝晶生长;数值模拟;POEM

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更新时间：2025-05-06
研究·论述
增材制造7xxx系铝合金的析出相研究进展 AI导读

“在航空航天和交通运载领域，7xxx系高强铝合金增材制造技术研究取得新进展，为材料性能优化提供新思路。”

龙睿阳, 商昱, 吴继礼, 陆韬

DOI：10.15980/j.tzzz.Y20240009

摘要：以Al-Zn-Mg和Al-Zn-Mg-Cu合金为代表的7xxx系高强铝合金是航空航天和交通运载领域重要的结构材料之一，也是增材制造技术研究与应用开发的重点方向之一。依据热源类型区分不同增材制造技术，分类总结了国内外增材制造7xxx系铝合金中析出相调控的相关研究，分析了合金中析出相的构成及与基体的取向关系，同时阐述了析出相对合金力学性能的影响。
关键词：增材制造;7xxx系铝合金;析出相;力学性能

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更新时间：2025-05-06