期刊名称： 中北大学学报（自然科学版）
创办日期： 1979年
主管部门： 山西省教育厅
主办单位： 中北大学
刊期： 双月刊
电话： 0351-3925798
Email： xbzr@nuc.edu.cn
国内统一连续出版物号(CN)： 14-1332/TH
国际标准连续出版物号(ISSN)：1673-3193

 

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Volume 47 期 2，2026 2026年第47卷第2期

  • 先进液态成型技术与相场法专栏

    2026, 47(2): 1-2.
      
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    更新时间：2026-05-19

  • 先进液态成型技术与相场法专栏

    张晓亮, 田晋忠, 田晓林, 赵宇宏

    2026, 47(2): 127-135. DOI: 10.62756/jnuc.issn.1673-3193.2025.12.0001
    摘要：Ni-Mn-Ga定向凝固合金中马氏体相微观组织的深入理解， 对于优化通过磁场诱导马氏体再取向所获得的磁感生应变具有重要意义。尽管已有研究对强取向七层调制（7M）马氏体的典型微观组态及取向关联进行了系统表征， 但对其微观组织特征形成的晶体学依据认识仍不充分。本文以定向凝固Ni₅₀Mn₃₀Ga₂₀合金为研究对象， 采用扫描电子显微镜（SEM）和电子背散射衍射（EBSD）技术， 对7M马氏体的微观组织形貌及取向关联特征进行了系统表征； 在此基础上， 基于奥氏体-马氏体相变取向关系解析了典型微观组织的形成依据， 并利用马氏体相变唯象理论（PTMC）对变体间孪晶关系进行了理论预测与归类。单个奥氏体晶粒共有6种变体团及内部24种变体的本质原因在于立方奥氏体六组｛101｝A取向关系晶面在Pitsch取向关系约束下对应的多条相变路径， 不同变体团内板条间界面的空间排布可表现为水平、 竖直或倾斜三种类型， 源于｛101｝A取向关系面在<001>A晶向视角下相对于定向凝固方向的几何位置差异。进一步地， PTMC分析表明7M马氏体变体间理论上存在14种可能的孪晶关系， 其中实验中观察到的Ⅰ型、 Ⅱ型和复合型孪晶均可归属于传统孪晶类型。本文提出的基于马氏体相变取向关系的分析方法， 在解释Ni-Mn基合金中马氏体微观组织形貌及变体分布特征方面具有良好的适用性。然而， 马氏体相变的唯象理论主要用于预测马氏体变体之间理论上可能存在的所有孪晶类型， 难以直接确定实验中观测到的具体孪晶关系。  
    关键词：马氏体相变;择优取向;马氏体微观组织;孪晶关系   
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    更新时间：2026-05-19

  • 先进液态成型技术与相场法专栏

    张利涛, 杨永超, 郝文慧, 柳阳, 王志斌

    2026, 47(2): 136-144. DOI: 10.62756/jnuc.issn.1673-3193.2025.10.0026
    摘要：针对商用430不锈钢耐点蚀性能存在显著差异而其根本原因尚未系统揭示的问题， 本文选取了4家不同钢厂（A、 B、 C、 D）生产的430不锈钢冷轧板， 通过点蚀浸泡实验、 临界点蚀温度（Critical Pitting Temperature， CPT）和点蚀电位测试， 结合化学成分与微观组织分析， 系统对比了其耐点蚀性能。研究不仅评估了点蚀当量（Pitting Resistance Equivalent Number， PREN）的理论预测效果， 更着重揭示了实际微观组织结构对性能的决定性作用。结果表明： A-430SS的耐点蚀性能最优， 其在3.5%NaCl溶液中的平均点蚀电位最高（40.7 mV）， 在Cl⁻质量分数为50×10-6的溶液中的CPT最高（57.3 ℃）； B-430SS次之； C-430SS与D-430SS最差。B-430SS虽因Cr（16.78%）和N（0.052%）的质量分数较高而具有最高的PREN值（17.61）， 但其实际性能并非最佳。微观组织分析揭示了关键原因： A-430SS凭借最优的纯净度（D类夹杂物仅5个， 远低于C-430SS的23个和D-430SS的20个）和完全再结晶的均匀无条带组织， 最大限度抑制了点蚀形核。相反， B-430SS中大量的夹杂物和不完全再结晶导致的条带组织， 使其高PREN的成分优势无法充分发挥。本研究明晰了微观组织缺陷可主导商用430不锈钢的耐点蚀性能， 使基于成分的PREN预测失效， 为高性能铁素体不锈钢的工艺优化与选材提供了重要依据。  
    关键词：430不锈钢;点蚀;微观结构;临界点蚀温度;点蚀当量;点蚀电位   
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    更新时间：2026-05-19

  • 先进液态成型技术与相场法专栏

    冉拯, 鲁若鹏, 段志强, 焦俊欢, 闫佳华, 蔡振权, 周林东, 赵宇宏, 侯华

    2026, 47(2): 145-155. DOI: 10.62756/jnuc.issn.1673-3193.2025.11.0010
    摘要：为系统探讨回火工艺对Cr-Ni-Mo系铸钢耐磨性的影响， 对比了不同回火工艺下试样钢耐磨性能的差异， 以期获得更高性能的热处理工艺方案。通过JMatPro软件设计了淬火温度930 ℃及回火温度（520， 550和580 ℃）的热处理方案。通过扫描电子显微镜（SEM）对试样钢的显微组织进行了表征以及磨痕分析， 采用维氏硬度计测试了试样钢的硬度。采用摩擦磨损试验机测试了试样钢室温下的耐磨性能。结果表明： 随着回火温度的升高， 硬度和强度先升高后降低， 在550 ℃回火时达到最高值分别为37.5 HRC、 1 207 MPa、 1 054 MPa， 延伸率先降低后升高， 在580 ℃回火时达到最高值13.7%， 整体相差较小。磨损量随回火温度的升高而降低， 在回火温度为580 ℃时， 磨损量最少， 耐磨性最好。摩擦系数曲线符合标准的干滑动摩擦磨损曲线， 先快速上升然后有一定程度下降， 最后趋于平稳。综合性能在回火温度为580 ℃下最优。利用JMatPro软件设计的热处理方案可以为实验开展提供理论依据和工艺指导， 也可以得到最优的回火工艺。  
    关键词：JMatPro;热处理;碳化物;硬度;耐磨性   
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    更新时间：2026-05-19

  • 先进液态成型技术与相场法专栏

    陈利文, 曹甲祺, 景舰辉, 赵源, 高琪淮, 王舒婷, 赵宇宏

    2026, 47(2): 156-163. DOI: 10.62756/jnuc.issn.1673-3193.2025.11.0017
    摘要：基于半固态注射成型技术制备了不同石墨烯纳米片（GNPs）含量的镁基复合材料， 系统研究了GNPs含量对复合材料微观组织、 界面结构及力学性能的影响规律。以AZ91D镁合金为基体， 分别制备了GNPs质量分数为0.3%、 0.6%和0.9%的复合材料。采用光学显微镜观察晶粒形貌， 利用扫描电子显微镜表征GNPs的分散状态及失效方式， 采用透射电子显微镜分析GNPs与基体的界面结构。结果表明， 适量GNPs可显著细化晶粒。GNPs质量分数从0.3%增加到0.6%时， 平均晶粒尺寸由5.5 μm减小至3.5 μm。GNPs质量分数由0.6%增加至0.9%时， 复合材料的平均晶粒尺寸Sg由3.5 μm增加至4.2 μm。0.6%复合材料中GNPs呈薄片状均匀分布在晶界及晶内， TEM分析显示其与镁基体形成良好的界面结合。GNPs的失效形式在断裂时分为脱粘和断裂两种。半固态注射成型过程中， 螺杆剪切作用可有效实现GNPs的均匀分散， 避免了团聚； 同时， 均匀分散的GNPs显著提升了复合材料力学性能， 抗拉强度提升了21.7%。本研究揭示了镁基复合材料中GNPs的分散行为与界面结合特征， 为高性能镁基复合材料的设计与制备提供了实验依据。  
    关键词：半固态注射成型;镁基复合材料;界面结构;石墨烯纳米片   
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    更新时间：2026-05-19

  • 先进液态成型技术与相场法专栏

    严晓琨, 李佳翔, 董瑞峰, 郭宇墨, 赵宇宏

    2026, 47(2): 164-170. DOI: 10.62756/jnuc.issn.1673-3193.2025.10.0003
    摘要：为了拓展α+β双相TC4钛合金的工程应用范围， 需要精准调控其显微组织和力学性能。本文以锻态TC4钛合金为研究对象， 以优化其强塑匹配为研究目标， 通过金相显微镜、 扫描电子显微镜观察组织演变， 结合室温拉伸实验测试力学性能， 系统研究了920 ℃（40 min）固溶处理后水冷、 空冷、 炉冷三种冷却方式， 以及水冷固溶后500 ℃（3 h）、550 ℃（3 h）、 600 ℃（3 h）不同温度时效处理对合金显微组织及力学性能的影响规律。结果表明： 固溶冷却方式对合金组织影响显著， 空冷后形成等轴初生α相+片层α相的双态组织， 综合力学性能最优； 水冷固溶后随时效温度的升高， 次生α相和片层α相逐渐粗化、 片层间距增大， 550 ℃为最优时效温度。经920 ℃（40 min）水冷和550 ℃（3 h）时效处理后， 合金实现了强度与塑性的最佳匹配， 抗拉强度达到1 022 MPa， 延伸率达到13%。本研究明确了TC4钛合金固溶时效的最优工艺制度， 为该合金的组织性能调控及热处理工艺制定提供了具体的技术参考和实践指导。  
    关键词：TC4钛合金;固溶处理;时效处理;显微组织;力学性能   
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    更新时间：2026-05-19
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