面心立方→体心立方(正方)马氏体相变热力学

本文综述Fe—C[1],Fe—X[2]和Fe—X—C[3]面心立方→体心立方(正方)马氏体相变热力学。相变时的自由能变化可表述为△G~(ρ→α)和△G~(α→M)之代数和,△G~(γ→α)用来作为稳定体心结构核胚的能量,而△G~(α→M)是使体心核胚成为马氏体所需的能量。△G~(α→M)应包括:为形成马氏体及邻近奥氏体形变进行切变所需的能量,马氏体内储存的能量——形成位错的应变能和形成孪晶的界面能,邻近马氏体基体中形成位错的应变能以及表面能等。可将相变驱动力简列为:△G~(α→M)=5σ_(ms) 217,其中σ_(ms)为奥氏体在MS时的屈伏强度。由此可直接由热力学计算求得Ms。在Fe—C、Fe—Ni—C及Fe—Cr—C系中所求得的Ms和实验值很好符合,在纯铁、Fe—Ni、Fe—Cr和Fe—Mn中和部分实验值符合,论证部分偏高的Ms值属于Ma或表面马氏体的MS,而不是整块试样真正的Ms。本文对铁基合金马氏体相变热力学作了统一处理,结果得到其热力学性质一致,纠正了过去一些矛盾的或不正确的论点。提出对Fe—X—C系热力学处理式,求得Fe—Ni—C及Fe—Cr—C系的Ms。dMs/dx。因碳在奥氏体活度的减小而增大。dMs/dx随碳及合金含量的增加而增大,由于碳主要决定相变驱动力,因而碳的影响更大。     

氧化物弥散强化钢的强化机理

采用粉末冶金法制备出成分为Fe-12.5Cr-2.5W-0.4Ti-0.02V-0.4Y₂O₃（12Cr-ODS,质量分数,%）的铁素体钢.通过电镜观察及力学性能测试等手段研究了12Cr-ODS铁素体钢的组织与性能,并定量计算了不同强化机制对合金屈服强度的贡献.电镜观察发现12Cr-ODS钢为等轴的铁素体组织,平均晶粒尺寸为1.5μm,不同尺寸氧化物在基体中均匀分布.力学性能测试结果表明12Cr-ODS钢具有优异的室温拉伸性能,屈服强度达到738 MPa.合金主要强化机制为氧化物弥散强化、氧化物弥散强化钢加工强化、热错配位错强化和晶界强化机制,各种强化机制计算得到的理论屈服强度为750 MPa,与实测值吻合较好.     

原位合成NbC及Nb/C比对Ni-Si体系组织的影响

利用激光熔覆技术,以Ni、Si、Nb和C元素粉末为原料,改变[Nb C]加入量及Nb和C之间的相对量,在高温合金表面原位合成NbC/Ni3Si基复合材料涂层.借助金相显微镜,X射线衍射仪对涂层组织进行分析.结果表明,熔覆层由-γNi固溶体、Ni3(Si,Nb)和NbC组成.衍射图中NbC峰的出现证明在激光熔覆过程中NbC强化相可以由Nb和C直接原位反应形成.当NbC的质量分数增加时,熔覆层的枝晶组织明显变细,主要以树枝状、等轴晶的形态存在.当NbC的质量分数一定,Nb相对量较多时,枝晶间形成弥散分布的富Nb增强相Nb3Ni2Si,增强了熔覆层的强度,另一方面还阻止晶粒长大使熔覆层组织细化;当C元素相对过量时,会以游离态的形式析出,从光学显微组织观察发现对晶粒有细化效果.     

基于纳米铁碳析出物的钢综合强化机理

简要叙述了关于钢强化机理的研究现状,用化学相分析+X射线小角散射、RTO方法及高分辨透射电镜对薄板坯连铸连轧钛微合金化高强耐候钢中纳米粒子的属性进行了综合分析。发现钛微合金化高强耐候钢中尺寸<36 nm的粒子,除纳米TiC以外,还存在大量的纳米Fe3C,其体积分数为同尺寸TiC体积分数的4.4倍,析出强化作用比纳米TiC粒子大,不可忽略;提出了钢的综合强化机理,指出对不同种类、不同尺寸的纳米析出粒子,应分别根据位错切割和位错绕过机理计算出析出强化贡献,然后与固溶强化和细晶强化贡献加和,求得钢的屈服强度;讨     

热处理对ZGMn18Cr2MoRE组织和性能的影响

研究了热处理工艺对超高锰钢ZGMn18Cr2MoRE组织和力学性能的影响。试验结果表明,热处理工艺对超高锰钢组织和性能有显著影响,沉淀(弥散)强化使奥氏体晶内析出了弥散颗粒状M7C3型碳化物,强化了基体,使钢的力学性能得到提高。其中,经1100℃水韧处理后再经250℃×4h回火,ZGMn18Cr2MoRE钢的奥氏体晶粒细小,晶内颗粒状碳化物均匀、弥散分布,σb=994.51Mpa,sσ=430.98Mpa,αk=260J.cm-2,HB=227,δ=55.03%。与水韧处理后不回火相比,σb、sσ、αk、δ、HB分别提高了18.2%、7%、22%、30.3%、9.7%。     

回火对非调质SG钢组织和性能的影响

采用低频力学谱仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜并结合JMatPro软件分析了贝氏体型非调质SG钢在350 °C回火后的组织及强韧化机制,分析其内耗与温度的关系曲线中Snoek峰、SKK峰及其微观形貌,探讨了贝氏体中铁素体的碳原子分布及析出行为、粒状贝氏体中岛状马氏体/奥氏体的分解规律.结果表明：未回火SG钢的Snoek峰强度极低,且贝氏体中铁素体的固溶碳原子含量较低;经350 °C回火2 h后,SG钢的屈服强度最高.这是由于析出强化和位错强化共同作用的结果,其中分解出现的弥散碳化物Cr7C3相起到了主要作用.     

V-N微合金化Q550D高强度中厚板

对V-N微合金化Q550D高强度中厚板进行了控轧控冷工艺试验,研究了沿厚度方向不同位置的显微组织,并测定了其综合力学性能.结果表明:V-N微合金化Q550D中厚板显微组织为多边形铁素体+针状铁素体,表面至心部的平均晶粒尺寸逐渐增大,针状铁素体的质量分数逐渐减少,20~30 nm的(Ti,V)N及小于10 nm的V(C,N)析出物弥散地分布在多边形铁素体和针状铁素体基体上;试验钢屈服强度、抗拉强度、断后延伸率、-20℃冲击功分别为651 MPa,733 MPa,18%,170 J;细晶强化、析出强化、位错强化、固溶强化、针状铁素体组织强化为主要的强化机制;晶粒细化、低C成分设计、针状铁素体组织的形成为主要的韧化机制.     

炉卷轧机生产X100管线钢的组织特征与强韧性

利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)对炉卷轧机生产X100管线钢的显微组织特点进行了观察与分析,通过背散射电子衍射技术(EBSD)探讨了X100管线钢的有效晶粒尺寸与低温韧性的关系,并利用物理化学相分析的方法对X100管线钢的析出粒子尺寸分布和强化作用进行了定量分析. 结果表明:X100管线钢的显微组织以粒状贝氏体为主,晶粒内部和晶界上弥散分布着大量细小的马氏体/奥氏体(M/A)岛;X100管线钢的有效晶粒尺寸较小,仅为2μm左右,细化有效晶粒尺寸和降低组织方向性有利于提高管线钢的低温韧性;X100管线钢中的析出粒子尺寸较小,平均尺寸为45.4nm,但由于其总体质量分数只有0.062%,经计算,其析出强化作用约为52MPa,析出强化对屈服强度贡献较小.     

回火次数对P91焊管接头力学性能的影响

采用光学显微镜、X射线衍射分析、透射电镜、选区电子衍射及常温与高温拉伸试验等检测手段,基于不同回火次数下P91焊接接头显微组织的演化过程研究其对力学性能的影响.结果表明,随着回火次数的增多,接头显微组织主要保留了板条马氏体位向的回火索氏体,主要相为α-Fe相和Fe-Cr相,热影响区的室温及高温强度先增大后减小.在回火一次时,弥散析出的MX(M=V/Nb,X=C/N)型碳氮化物、位错缠结及亚稳态的位错网对接头有一定的析出强化及位错强化作用,其力学性能较佳,高温抗拉强度达最大值232.66MPa;随着回火次数进一步增多,离散分布的碳化物Cr23C6逐渐偏聚并在晶界处演化为串链状分布,使晶界脆化,强度降低,但韧性有所改善.     

3004铝合金再结晶织构及其显微组织

应用取向分布函数(ODF)和透射电镜(TEM)研究了3004铝合金再结晶织构及其显微组织·结果表明:在退火样品中存在较强的再结晶U({001}〈100〉)立方织构,且该织构随退火温度的升高而增强,在350℃和450℃时强度级别分别达8级和12级,再结晶R/S({124}〈211〉)织构、S({123}〈634〉)和C({112}〈111〉)织构组分强度较低·TEM形貌像表明:经250℃,120min退火后,样品中回复过程已基本完成;在300℃以上退火时,随着退火温度的升高,再结晶晶粒不断长大,第二相粒子继续析出,弥散地分布于晶粒内的亚晶界上,并被位错所包围,在再结晶过程中起到了促进形核的作用·     

对一种Zn-Ni-Mg合金的超塑性研究

本文研究了名义成分为Zn—0.10%Ni—0.05%Mg的弥散强化锌基合金冷轧薄板的超塑性行为。当拉伸试样以适当的应变速率拉伸时,此合金在180℃以上显示了超塑性。在230℃和0.03分~(-1)的应变速率下,合金的应变速率敏感性指数达到0.48的最大值。在230℃获得的最大伸长率恒速拉伸时为335%,变速拉伸时为524%。此合金的超塑性变形激活能为21.1Kcal/mol,与纯锌的晶格扩散激活能很接近,说明锌的晶格扩散是此合金超塑性变形过程的速率控制因素。超塑性变形后的金相试验表明,此合金超塑性变形前经再结晶形成的原有等轴微细晶粒组织基本上未发生改变,同时还显示了晶界滑动的证据。此外,用透射电镜观察时,还见到了位错线与晶粒内沉淀相微粒间的交互作用。此合金的超塑性变形过程可用受晶粒内位错运动调节的晶界滑动来解释。合金中的沉淀相经电子衍射鉴定为Ni_3Zn_(22)和Mg_2Zn_(11)。本文还讨论了沉淀相微粒在高温超塑性变形过程中稳定基体微细晶粒的作用。     

高铬不锈钢堆焊合金的超细化显微组织及耐磨性

采用药芯焊丝埋弧堆焊方法制备含1.25%～1.75%C,15%～25%Cr,1.5%～1.8%V,2%～3%W和0.6%～1.0%B(质量分数)的高铬不锈钢合金,借助光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射等分析手段,研究其显微组织、表面形貌及成分分布,考察碳化钨及碳含量对高铬堆焊合金硬度和耐磨性的影响.研究结果表明,高铬堆焊合金的显微组织由α-Fe+(Cr,Fe)23C6+(Cr,Fe)7C3+WC+TiB2等组成,其中,碳化钨颗粒从药芯焊丝过渡到堆焊合金前未完全熔化,阻碍晶粒长大,并使其粒度为5～10 μm,因而,工件无预热且焊后不保温缓冷,堆焊合金没有开裂;耐磨粒磨损试验结果表明,高铬不锈钢堆焊合金的相对磨损系数为实芯焊丝H25Cr3Mo2MnV堆焊合金的5～18倍,耐磨性能好;弥散分布的碳化物颗粒强化α-Fe基体,使磨粒锲入受阻,耐磨性增强.     

热轧低碳钒钢强韧化机制的研究

采用不添加Mo,Cr,Ni,低成本V-N微合金化的成分设计,对实验钢进行控轧控冷(TMCP)实验,探讨其相变机理与析出行为,利用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等测试手段,系统地研究了热轧微观组织和综合力学性能.结果表明,显微组织为针状铁素体、准多边形铁素体和粒状贝氏体及少量三角状M/A岛,析出的细小V(C,N)粒子呈不规则的椭球状,较均匀弥散地分布于铁素体基体内部.实验钢的屈服和抗拉强度分别为618,701 MPa,断后延伸率19%,冷弯性能合格,扩孔率达到94%,延伸凸缘性能及低温冲击性能良好,满足轮辐用钢的加工要求.细晶强化、固溶强化、析出强化、相变强化为主要强化机制.     

下期发表论文摘要预报

Fe-Mn-Si-Cr-N形状记忆合金中应力诱发马氏体量的测定 孟庆平,戎咏华,陈世朴,徐祖耀 (上海交通大学材料科学与工程学院,上海 200030) 摘要：通过X射线衍射峰位置和强度的计算,可以测定Fe-Mn-Si-Cr-N形状记忆合金中应力诱发马氏体(ε相)体积分数.选择既不重叠又有足够强度的奥氏体的{111}γ、{200}γ和马氏体的{101}ε衍射峰用于定量测定y相和ε相的含量,并以定量金相结果进行了验证.结果表明,该合金的应力诱发马氏体的体积分数fM和应变量之间符合Olsen和Cohen用于Fe-Cr-Ni合金的指数关系：fM=1-exp{-β[1-exp(-αη)]n},拟合的参数α、β和n分别为12.5、2.2和0.5,其中n值与Fe-Cr-Ni合金的n值(4.5)不同,表明Fe-Mn-Si基合金在较小的应变量下就可获得比Fe-Cr-Ni合金大得多的应力诱发马氏体量,原因可归结于两种合金的相变机制不同.实验和拟合结果也证实了Olsen和Cohen认为的在Ms点以上不能通过应力诱发得到100％的马氏体. 基于粘弹塑性理论局部焊后热处理评定准则 陆皓1,汪建华1,村川英一2 (1.上海交通大学材料科学与工程学院,上海 200030;2.大阪大学,日本 567-0047) 摘要：采用考虑高温蠕变的粘弹塑性有限元等数值方法与实验相结合,对具有初始焊接残余应力的管子在不同热处理条件下进行了分析,特别是对局部焊后热处理加热宽度的确定进行了研究.提出了2个局部焊后热处理的评定准则,即基于残余应力消除效果的残余应力准则和基于改善焊接接头性能的均热区温差准则.局部焊后热处理应同时满足这两个准则的条件. Ti51Pd30Ni19合金的相变及力学性能特征 田青超,吴建生 (上海交通大学材料科学与工程学院,上海 200030) 摘要：制备了Ti51Pd30Ni19高温形状记忆合金.利用高温X射线衍射(XRD)分析及热分析(DSC)研究了合金的相变过程,并对其在不同加载条件下的力学性能进行了测试.结果表明,合金的马氏体相变开始温度可达212℃,合金在马氏体及奥氏体状态下具有不同的屈服强度及形变强化能力.在室温下,合金的形状记忆性能随拉伸变形量的增大而降低.获得了该合金的伪弹性：在奥氏体转变结束温度附近进行拉伸循环,三次加载-卸载循环后即可获得稳定的弹性滞后回线. 316L奥氏体不锈钢焊接热影响区性能 王敏1,G. MICHEL2, J.F. JULLIEN2 (1.上海交通大学材料科学与工程学院,上海 200030; 2. INSA de Lyon, 20 Avenue Albert Einstein, 69621 Villeurbanne, France) 摘要：为了研究316L焊接热影响区性能,采用特定的热、应力、应变模拟控制曲线,对其在20℃、600℃、1 000℃及1 100℃几种温度下进行热模拟拉伸试验,获得了此种材料在多种应变速率下的应力-应变曲线.结果表明,在一定的应变速率下,316L的弹性模量E及屈服极限σ0.2都随温度升高明显降低;在室温及高温下,316L存在着σ0.2随应变速率提高而提高的应变率效应,且应变率敏感性随温度升高而增加.同时,还观察到316L在高温(1 000℃和1 100℃)塑性状态下由粘塑性引起的应力松弛现象及室温下的加工硬化现象. Ce-Y-TZP陶瓷中的马氏体相变与形状记忆效应 张玉龙1,金学军1,徐祖耀1,张玉峰2,施剑林2 (1. 上海交通大学材料科学与工程学院,上海 200030;2.中国科学院上海硅酸盐研究所,上海 200050) 摘要：用共沉淀法制备了8 mol％CeO2-0.25 mol％Y2O3-ZrO2(8Ce-0.25Y-TZP)、8Ce-0.50Y-TZP和8Ce-0.75Y-TZP 3种成分的超细粉,于1 500℃分别烧结2、3、6 h成形.8Ce-0.25Y-TZP的马氏体相变开始温度Ms在室温以上,室温下基本上不具有形状记忆效应;8Ce-0.50Y-TZP的形状记忆效应最佳,其中烧结6 h的试样最大可恢复应变为1.18％;8Ce-0.75Y-TZP的形状记忆效应较差.Ms与材料的强度密切相关,晶粒大小和密度等也有影响. 大晶粒TiAl基合金的超塑性变形行为 孙锋,林栋樑 (上海交通大学材料科学与工程学院,教育部高温材料及高温测试重点实验室,上海 200030)摘要：研究了大晶粒Ti-47Al-2Mn-2Nb-B合金的高温变形行为.该合金具有近等轴γ组织,其间均匀分布着少量极细的α2相.测试在空气中进行,试样用釉涂覆加以保护,温度为1 025～1 100℃,初始应变速率范围为(0.04～1.28)×10-3 s-1.该合金表现出和常规细晶超塑性材料相同的变形特征,而无需满足细晶和晶界滑移的先决条件.在所研究的大多数情况下,均可获得200％以上的延伸率.1 100℃,4×10-5s-1均匀变形条件下可获得287.5％的最大延伸率,相应的应变速率敏感指数为0.39.超塑变形后观察到显著的晶粒细化. Al-Si合金凝固相变热的Fourier算法 孙业赞1,曹刚1,姚寿山1,于敞1,张国伟2 (1.上海交通大学材料科学与工程学院,上海 200030;2.上海航天局新江机器厂,上海 201600) 摘要：应用Fourier有源热传导理论,使用装有两支热电偶的热分析样环,研究了铝合金凝固相变热的Fourier算法及其计算机辅助分析系统.测量了含Si量分别为6.34％、7.68％和8.46％铝合金的凝固相变热.计算结果分别为407、411和429 kJ/kg.与差热分析法比较,最大误差小于6％,其计算精度远高于Newton算法.实验结果证明,使用凝固始点和终点的热扩散系数αs、αe和Newton迭代法来计算凝固区间的"零"曲线具有更好的精度,所确定的"零"曲线更接近凝固相变的自然过程.说明建立在这种算法上的合金凝固质量计算机辅助冷却曲线分析系统,可广泛地用于材料加工过程的信息和参数计算. γ(fcc)→ε(hcp)马氏体相变切变角的AFM测定方法 石玮,郭正洪,戎咏华,陈世朴,徐祖耀 (上海交通大学国家教育部高温材料及高温测试重点实验室,上海 200000) 摘要：建立了一种测量γ(fcc)→ε(hcp)马氏体相变切变角的方法.运用Thompson四面体和几何模型推导出马氏体变体的迹线方向,通过计算求得相变浮凸角与真实切变角的对应关系.应用原子力显微镜(AFM)测量了Fe-30Mn-6Si合金应力诱发马氏体相变的浮凸角.文中两个实例计算结果分别为17.85°和21.10°,与理论值19.47°相比误差小于2°,表明该方法具有精度较高、操作简单的特点. 铝合金阳极氧化膜的微观结构分析 刘磊1,胡文彬1,吴建生 (1.上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室; 2.上海交通大学国家教育部高温材料及高温测试重点实验室,上海 200030)摘要：使用透射电镜现察了铝合金阳极氧化膜的微观结构,发现了阳极氧化膜的阻挡层与多孔层以及独特的六角形胞孔结构,氧化膜胞孔的孔道沿氧化膜表面向铝合金基体方向呈收缩趋势,这与阳极氧化过程中电压升高对多孔结构生长的影响有关.结合阳极氧化膜生长环境以及氧化膜的生长模型,探讨了氧化膜多孔结构的生长方式。 定向凝固Fe-6.5％Si合金室温三点弯曲过程中的滑移 宋洪伟1,林栋梁1,单爱党1,陈家光2,王聪2 (1.上海交通大学材料科学与工程学院,教育部高温材料及高温测试重点实验室,上海 200030; 2.上海宝山钢铁(集团)公司研究院,上海201900) 摘要：分析了定向凝固Fe-6.5％Si合金室温三点弯曲试样中的滑移带,采用EBSD方法测定了晶界位向差和晶粒取向.结果表明,在横向试样近下表面两个位向差为29.3°的晶粒中,滑移带在{001}面上分别与<010>方向成25°和60.7°.经分析,这两组滑移带都不属于{110}<111>滑移系,而可能属于{112}<111>或{123}<111>滑移系. 铜单晶连铸过程中固液界面位置和形状的数值分析 许振明1,耿关祥2,李建国1 (1.上海交通大学材料科学与工程学院,上海 200030;2.上海汽车有色铸造总厂,上海 200062)摘要：为了准确地控制工艺参数,获得表面光洁、高质量的连铸铜单晶,采用数值分析方法研究铜单晶连铸时固液界面的位置和形状.发现铸型温度(TM)、连铸速度(v)、冷却位置(L)和熔体温度(TL)影响固液界面的位置和形状,并且铜单晶连铸时固液界面向熔体呈凸出形状.当固液界面位于铸型内距出口端2～3 mm时,可获得表面光洁、晶体取向度小于10°的连铸铜单晶.为了获得高质量的单晶,固-液界面面必须平滑,甚至是平界面。计算结果与实验结果吻合很好,可用数值分析方法确定连铸铜单晶的工艺参数,为铜单晶连铸提供理论依据 凹凸棒粘土对消失模涂料触变性的影响 吴国华1,谢敏2,丁文江1,罗吉荣3 (1.上海交通大学材料科学与工程学院,上海 200030;2.合肥工业大学外语系,合肥 230069; 3.华中科技大学材料学院,武汉 430074) 摘要：从提高消失模涂料的触变性出发,采用安徽凹凸棒粘土作为消失模涂料的触变剂.利用差热分析、电镜、x射线衍射、红外吸收光谱等方法测试了凹凸棒粘土的理化性能,并利用NXS-11型旋转粘度计研究了凹凸棒粘土对消失模涂料触变性的影响,提出了消失模涂料的触变性数学模型.结果表明,安徽凹凸棒粘土的理化性能与美国凹凸棒粘土相似,是一种成分较纯的凹凸棒粘土.凹凸棒粘土是一种优良的消失模水基涂料的触变剂,且凹凸棒粘土与膨润土对涂料触变性的影响有显著的差别,膨润土形成的结构破坏很快,恢复则缓慢;凹凸棒粘土的结构破坏与恢复均是一个比较平缓的过程. Bi对AZ91镁合金时效析出动力学过程的影响 袁广银1,孙扬善2,曾小勤1,吕宜振1,王渠东1,丁文江1 (1.上海交通大学材料科学与工程学院,上海 200030;2.东南大学材料科学与工程系,南京 210096) 摘要：实验合金中Bi的加入量为0.5％～2％,合金在SF61％/CO2混合气体保护下熔炼,通入氩气精炼后在预热至250℃的金属型中浇铸成130 mm×40 mm×20 mm的板状试样,浇铸温度720℃.将铸态试样经过固溶处理(420℃,12 h)后,在200℃进行时效.实验结果表明,Bi的加入延长了合金的时效进程,有效地抑制了时效组织中非连续析出相的形成,促进了连续沉淀相的析出.电子束微区分析(EDAX)和透射电镜(TEM)研究表明,Bi的加入使AZ91合金中形成了组成较复杂的连续析出相Mg17(Al,Bi)12,该析出相与基体之间具有复杂的半共格位向关系,提高了强化相的热稳定性,从而有助于合金高温力学性能的改善. NiTi形状记忆合金薄膜的残余应力吴廷斌1,漆璿1,王文杰1,董荆山1,江伯鸿1,王莉2,蔡炳初2 (1.上海交通大学国家教育部高温材料及高温测试重点实验室,上海 200030; 2.上海交通大学国家教育部薄膜与微细加工技术开放实验室,上海 200030) 摘要：采用X射线掠射法和轮廓法,测量了单晶Si基板上用磁控溅射法制备的NiTi形状记忆合金薄膜的残余应力,分析了其与薄膜厚度以及晶化处理温度等工艺条件的关系.结果表明：该薄膜中的残余应力主要来源于薄膜同基板材料的膨胀系数和晶格参数不匹配;薄膜厚度越大,残余应力越小;晶化处理温度对因热胀系数差异带来的热拉应力因马氏体相变而致的相变压应力均有不同程度的影响. 利用交变磁场分离空心圆柱状金属熔体中金属夹杂的理论研究 (2. 李克,孙宝德,疏达,李天晓,丁文江,周尧和 (上海交通大学材料科学与工程学院,上海 200030) 摘要：对空心圆柱熔体中非金属夹杂的电磁分离过程进行了动力学分析,通过解析法计算得出了无量纲数r1/δ、磁感应强度Be、电磁力作用时间t和颗粒粒径dp等与夹杂分离效率η的关系.结果表明,采用空心圆柱形状,可以使实心圆柱熔体大部分区域受力较弱的情况得到改善,提高分离效率;取频率f=10～15 kHz、r1/δ=1.5～2时,可获得最大电磁分离效率;对粒径小于5μm的夹杂颗粒,电磁分离作用不显著;磁感应强度和电磁力作用时间的最佳取值范围是t＞5 s、Be＞0.1 T. 材料科学的一个新生长点--生态材料学 周尧和,孙宝德,李天晓,许振明 (上海交通大学材料科学与工程学院,上海,200030) 摘要：针时材料产业的现状和发展趋势,提出了生态材料学的概念,即生态材料学是关于材料及材料循环过程与生态环境相互作用的科学,其目的在于使材料在满足所需性能的前提下,具有优良的生态环境协调性.分析了生态材料学的基本思想和主要研究内容,给出了环境负荷表达式和材料科学与工程的新判据.以铝合金熔体纯净化生态处理工艺为例,指出了材料科学与工程的发展方向. 铜单晶连铸过程中固液界面位置和形状的数值分析 许振明1,耿关祥2,李建国1 (1. 上海交通大学材料科学与工程学院,上海 200030;2.上海汽车有色铸造总厂,上海 200062) 摘要：为了准确地控制工艺参数,获得表面光洁、高质量的连铸铜单晶,采用数值分析方法研究铜单晶连铸时固液界面的位置和形状.发现铸型温度(TM)、连铸速度(v)、冷却位置(L)和熔体温度(TL)影响固液界面的位置和形状,并且铜单晶连铸时固液界面向熔体呈凸出形状.当固液界面位于铸型内距出口端2～3 mm时,可获得表面光洁、晶体取向度小于10°的连铸铜单晶.为了获得高质量的单晶,固-液界面面必须平滑,甚至是平界面.计算结果与实验结果吻合很好,可用数值分析方法确定连铸铜单晶的工艺参数,为铜单晶连铸提供理论依据. 铝合金阳极氧化膜的微观结构分析 刘磊1,胡文彬1,吴建生 (1.上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室;2.上海交通大学国家教育部高温材料及高温测试重点实验室,上海 200030) 摘要：使用透射电镜观察了铝合金阳极氧化膜的微观结构,发现了阳极氧化膜的阻挡层与多孔层以及独特的六角形胞孔结构,氧化膜胞孔的孔道沿氧化膜表面向铝合金基体方向呈收缩趋势,这与阳极氧化过程中电压升高对多孔结构生长的影响有关.结合阳极氧化膜生长环境以及氧化膜的生长模型,探讨了氧化膜多孔结构的生长方式.