热加工工艺

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• 外加能场辅助快速沉积高熵合金的研究进展

  刘淑琨, 孙瑞, 王晓岗, 乔宇航, 高德宝, 高斌超,

  近年来，以多组元近等比混溶为特点的高熵合金在工业生产、资源开发及航空航天等多个领域展现出较大的应用潜力。基于快速沉积技术在常规金属零部件表面制备高熵合金涂层可有效提高零部件表面服役性能。然而，快速沉积过程中热输入高、急热骤冷等特性导致成形高熵合金的微观组织缺陷及残余应力大的问题仍需进一步解决。在快速沉积过程中引入磁场、电场等外能场，改善成形过程中熔池流动、温度梯度等，可有效提高成形高熵合金的性能。介绍了磁场、超声场及电场等不同外加能场辅助的高熵合金快速沉积制备技术的工作原理，着重分析了能场辅助下快速沉积制备的高熵合金微观组织及性能，并阐述了外加能场对高熵合金组织状态和性能的调控机理，最后对外加能场辅助快速沉积制备高熵合金的研究趋势进行了展望。

• 不同保护气氛的GTAW焊接现状及发展

  雷家璇, 林雨浩, 李丽坤, 黎振龙, 牛犇, 蔡漫霞,

  保护气体作为钨极气体保护焊（gas tungsten drc welding,GTAW）焊接过程中的关键因素，其选择直接影响电弧形态和电弧热效率，进一步对焊缝成形质量及焊接效率产生深远影响。从介绍不同气体在GTAW焊接中的影响机制出发，发现单一保护气氛存在一定局限性，进而提出混合保护气氛的优势，分类综述二元、三元保护气氛的GTAW焊接数值模拟和实验研究。阐明不同气氛保护对电弧物理性能、接头质量性能、焊缝微观组织的影响规律，并探讨电弧的物理性能影响熔池成形机理。提出综合全面对比电弧性能优劣势，优化保护气氛配比，以提高焊接质量和效率。最后，对未来GTAW混合气体的研究方向进行了展望，并强调开发低成本、高性能的新型三元保护气体的重要性，以适应更广泛的焊接需求和应用场景。

• 碳纤维增强铜钨电触头材料：现状分析及展望

  陈极升, 吕金壮, 崔得锋, 蒋原, 雷展, 覃言,

  电触头是断路器等开关设备的核心部件，现役高压开关触头以Cu-W合金材料为主。断路器在开断故障电流或在无功补偿投切时会产生强烈的电弧，导致触头熔焊甚至过早失效，电触头材料的性能直接影响电力系统运行的稳定性与安全性，对其进行改性增强十分必要。合金元素、化合物颗粒等传统增强方式存在增强相与基体相容性差、界面结合强度弱等缺陷；碳纳米管增强使触头材料在极端环境下的性能优异，但制备难度大。而采用高强度、高硬度以及良好自润滑性的碳纤维来增强铜钨电触头材料具有明显的优势。在上述背景下，从Cu-W电触头材料的增强需求与常用方法出发，分析了碳纤维增强Cu-W电触头材料的机理与优势，介绍了碳纤维增强Cu-W电触头材料的制备方法，总结了制备碳纤维增强Cu-W电触头材料的难点并展望了解决措施。

• 高锰耐磨钢的研究进展与展望

  李妍, 毕彦,

  高锰耐磨钢一直是高冲击载荷磨损条件下首选的钢铁耐磨材料，对高锰钢国内外研究的现状与进展情况进行梳理总结十分必要。在介绍高锰钢的典型化学成分、微观组织的基础上，对当前国内外高锰钢的研究成果进行总结，对高锰钢的强化机制理论与强化工艺的研究成果进行介绍，最后从深化研究高锰钢强化机制理论、开发性能优良的新型高锰钢产品、解决高锰钢生产中的共性难题等方面对高锰钢研究进行展望。

• 电解铜箔用阴极辊纯钛组织调控研究进展

  侯振国, 刘海涛, 宋克兴, 鲁龙龙, 冯庆, 操齐高,

  随着电子通讯的换代升级和新能源汽车的发展，印制电路板与锂离子电池对电解铜箔的综合性能提出了更加严苛的要求。阴极辊是生产电解铜箔的关键设备，阴极辊钛筒表面的晶体结构特征对电解铜箔的形核和生长起着决定性作用。围绕电解铜箔用阴极辊纯钛组织调控这一关键问题，综述了熔铸工艺、热加工工艺、稀土微合金化以及组织与性能的关系，并对阴极辊钛材与电解铜箔的组织遗传关系等进行了展望，以期为组织性能优良的钛材和电解铜箔调控提供借鉴。

• 多孔阻尼镁合金制备及性能的研究进展

  谈发帮, 王一轩, 盛浩楠, 韩国梁, 魏康,

  多孔金属是一种新型轻质的结构-功能材料，其内部连通或不连通的孔隙结构，使其具有优良的阻尼性能、热物理性能、电磁学性能等，被广泛应运在航空航天、轨道交通、生物医学、散热器等领域。基于此，以多孔镁为出发点，简述了多孔镁几种常用的制备方法，概述了多孔镁阻尼性能、力学性能和耐腐蚀性能等方面的研究现状。分析了提高其力学性能和耐腐蚀性能的强化措施，并对多孔金属未来的研究方向进行了展望，以期为制备工艺成熟、性能优良的多孔镁合金提供参考。

• 激光熔覆增材制造Al-11Si-5Cu-5Ni-xMn合金的耐磨性和耐腐蚀性能研究

  张路雨, 王守仁, 肖振, 王英姿, 李沛凝, 姜远茂,

  由于汽车发动机零部件工作条件恶劣，对于高性能铝合金材料的开发是一个重大挑战。本文提出一种新的铝合金成分设计，并采用激光熔覆工艺制备Al-11Si-5Cu-5Ni-x Mn（x=0,2）合金。通过光学显微镜（OM）、SEM、XRD、滑动摩擦磨损实验机、电化学工作站等检测技术对熔覆层的微观结构、元素分布、相组成、耐磨性和腐蚀性进行研究分析。经过分析可知，合金主要由Al3Ni、Al2Cu、Al7Cu4Ni、Al3CuNi、Al15Mn3Si2和Al4Ni3等多种金属间相组成。通过对基体的组织性能对比，激光熔覆工艺制备的两种合金组织紧密，可以归因于激光熔覆快速融化凝固优势；同时具备更多的第二相强化导致合金具有更高的显微硬度，表现出优异的耐磨性。对合金进行电化学分析，通过开路电压，极化曲线以及交流阻抗分析可得出，由于元素的添加使得合金的耐腐蚀性能有所下降。综合分析合金的实验结果，发现Al-11Si-5Cu-5Ni-2Mn合金的综合性能最优。该合金的主要性能为：维氏硬度为120.7 HV、滑动摩擦系数为0.303、摩擦磨损率为5.58mm3/（N·m）、电化学腐蚀开路电位为-0.616 V、腐蚀电位为-0.9979 V、腐蚀电流密度为1.3234×10-5 A/mm2。

• 激光熔覆CoCrFeNiTi高熵合金涂层工艺优化及组织性能的表征

  张团, 孙文磊, 邹利, 王德安, 周庆松, 黎勇, 卢裕儿, 赵鑫,

  为了提高304不锈钢零部件在化工管网中使用年限，利用激光熔覆技术在304不锈钢基材表面制备高熵合金涂层；利用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪分别对熔覆层物相组成、微观形貌和元素分布进行分析，通过显微硬度仪、摩擦磨损仪、电化学工作站分别对硬度分布、摩擦学性能和电化学性能进行研究。结果表明：熔覆层成形质量最优工艺参数为：激光功率600 W、送粉率7.5 g·min-1、扫描速度2.0 mm·s-1。基材摩擦系数0.76左右，高于熔覆层摩擦系数0.46；熔覆层的磨损量4.25 mg，约为基体磨损量2.75 mg的61%，表明固溶相能增强涂层的抗变形能力。电化学腐蚀实验后，熔覆层自腐蚀电流密度约为1.21×10-7 A·cm-2，相比基体减少9.2×10-8 A·cm-2，熔覆层自腐蚀电位约为-0.64 V，较基体相比增大0.11 V，熔覆层熔抗弧半径明显大于基体；在中频区（100～102）下熔覆层阻抗值均大于基体，表明涂层腐蚀倾向显著降低。CoCrFeNiTi高熵合金涂层能显著改善涂层的摩擦学稳定性和电化学性能。

• 不同磁控溅射工艺对SLM成型Inconel 718合金性能的影响

  雷永亮, 陈浩, 吴伟, 李元晓, 吕哲, 周艳文, 王洋,

  通过利用不同氮气流量的等离子体增强磁控溅射技术在SLM成型Inconel 718基体上沉积CrNx薄膜，利用XRD、SEM、纳米压痕仪、摩擦磨损仪和电化学工作站等技术表征试样的物相组成、截面形貌、力学性能及在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能。讨论不同磁控溅射工艺对SLM成型Inconel 718合金表面力学性能和耐蚀性能的影响，为SLM成型零部件表面的性能改善提供工艺参考。结果表明：经55 mL/min氮气流量处理后，试样的表面硬度为20.50GPa，弹性模量为292.30 GPa，磨损量为4.69×10-4 mm3，摩擦系数为0.12。与未处理试样相比，高氮气流量处理后试样展现出优良的力学性能和耐磨性能。在3.5wt%NaCl溶液中，经40 m L/min氮气处理的试样腐蚀电位为-23.8 mV，经55mL/min氮气处理的试样腐蚀电位为-32.8 mV，均高于未处理试样低的腐蚀电位为-411.5 mV。利用不同氮气流量可显著改善SLM制备Inconel 718合金的表面性能，更好满足服役性能要求。

• 固溶时效处理对铬钼钒合金化球墨铸铁碳化物形态及高温压缩强度的影响

  杜宝帅, 闫芝成, 杨超, 蒋百灵, 王子诚, 杨岳清,

  基于热作模具钢与高温合金的成分设计和热处理原理，采用水平连铸技术制备了含Mo、Cr、V等元素的合金化球墨铸铁，并对其进行了固溶-时效热处理。通过光学显微镜（OM）和X射线衍射（XRD）等方法对样品的微观结构进行分析，并通过洛氏硬度测试和500℃高温压缩实验评估其力学性能，探索合金元素和碳原子对铬钼钒合金化球墨铸铁强度与硬度的影响机制。结果表明，部分一次碳化物即使在升高固溶温度和延长固溶时间后仍未能完全分解；在固溶温度为1050℃、固溶时间为1 h下，获得的微观组织最有利于后续的时效处理；在固溶温度1050℃、固溶时间1 h、时效温度500℃时，铬钼钒合金化球墨铸铁表现出最佳的力学性能，洛氏硬度达55.9 HRC，高温压缩强度为2144.6MPa；随着摩擦载荷的增加，该合金的摩擦系数逐渐减小。