热加工工艺杂志

热加工工艺杂志2022年第16期

• 高导热炭/铝复合材料的研究进展

  李文君, 吴琪, 苗建印,

  炭/铝复合材料由于其兼具轻质、高导热、热膨胀系数可调等优势，成为电子封装用散热材料的首选。简要介绍了高导热炭质增强相（高定向石墨、纳米碳材料、碳纤维、泡沫碳、金刚石和类金刚石薄膜）的特点及其适用性，分析了不同高导热炭/铝复合材料的性能特点及研究现状。针对目前高导热复合材料实践应用的要求，提出了未来炭/铝复合材料研究和开发需要关注的问题，重点关注增强相取向设计及增强相表面改性对复合材料界面及导热性能的影响机制。同时兼顾材料的导热和力学性能也是实现大规模应用的关键。

• 金刚石/铝复合材料导热预测模型的研究进展

  崔岩, 郭开金, 刘园, 闫浩源, 高习, 王嘉名,

  金刚石/铝复合材料由于其热物理性能卓越已然成为新一代电子封装材料的研究热点，然而，其性能实际上却由于诸多因素限制而难以达到理论预期。导热模型是一种根据复合材料基本参数预测复合材料热导率性能的手段，是指导复合材料性能提升的重要途径。主要阐述了当前常见的导热模型，并总结各模型的优缺点与适用性，以此来指导复合材料导热性能的设计。

• 含Ti耐磨钢Ti60和ANM450的腐蚀磨料磨损性能研究

  滕子, 杨鹏, 朱瑾, 马峰, 陈华辉,

  以新型含Ti耐磨钢Ti60与ANM450为研究对象，分析了这些钢的显微组织、相结构与硬度，研究了在去离子水与模拟矿井水砂浆中连续磨损与间歇磨损条件下的湿砂腐蚀磨料磨损性能及机理。结果表明，新型耐磨钢中的Ti元素原位形成的微纳米Ti C颗粒起到了局部强化作用，其耐磨性是对比钢Hardox450的1.19倍。含Ti耐磨钢Ti60与ANM450的腐蚀磨料磨损机理主要为微犁削以及少量微压坑，这些微犁沟和微压坑更易于遭受腐蚀。原位生成的Ti C颗粒起到了局部强化作用，使微犁削减少且犁沟变细变浅、发生偏转，因此使新型耐磨钢的耐腐蚀磨料磨损性能得到提高。

• 旋转速度对LZ91镁锂合金搅拌摩擦加工改性的影响

  刘刚, 张玺, 武冰冰, 解芳, 马振铎,

  研究在旋转速度分别为1600、1800、1900 r/min的工艺参数下对LZ91镁锂合金进行搅拌摩擦加工的改性试验。采用光学显微镜、万能试验机和显微硬度测试仪来分析旋转速度对试样显微组织和力学性能的影响。结果表明：当加工速度为60 mm/min，在旋转速度1600～1900 r/min增加的情况下，焊核区和前进侧热机影响区α-Mg相和β-Li相平均晶粒尺寸均变大，而后退侧热机影响区α-Mg相和β-Li相平均晶粒尺寸却先减小后增加。经搅拌摩擦加工改性后，LZ91镁锂合金抗拉强度、伸率长和焊核区的显微硬度均有显著提升，且呈现为先变大后减小的趋势。在旋转速度增加至1800 min时，抗拉强度达到最大值252.0 MPa，抗拉强度相比搅拌摩擦加工改性前增加了36%。

• 氩气雾化制粉FGH4097合金高压涡轮盘的组织与性能

  熊江英, 龙安平, 肖磊, 杨金龙,

  对采用氩气雾化制粉（AA）+热等静压（HIP）制备的FGH4097合金高压涡轮盘进行组织分析及力学性能测试。结果表明：经过AA+HIP+热处理工艺制备的FGH4097全尺寸盘件符合荧光、低倍与超声检验技术要求（φ0.2mm-15 db）。盘件显微组织中未见连续网状分布的原始颗粒边界（PPB），残余显微孔洞（TIP）低于0.01%，晶粒度为ASTM7-8级，强化相γ'尺寸约400 nm，无明显粗大γ'及碳化物。室温、650、750℃拉伸试样抗拉强度均值分别为1521、1343、1181 MPa，屈服强度均值分别为1093、1030、985 MPa。室温冲击性能均值为46 J，布氏硬度均值为394HBW。650℃/980 MPa持久性能寿命均值为714 h，高于技术要求的100 h。750℃/450 MPa蠕变量到0.2%均值为277 h，高于技术要求的50 h。650℃/980 MPa应力控制低周疲劳性能均值寿命为198371周次，高于FGH4097-PREP-HIP盘件试样低周疲劳寿命。所有力学性能测试结果均满足FGH4097高压涡轮盘技术要求。根据大量数据统计分析，FGH4097-AA-HIP制备的盘件，其蠕变及低周疲劳性能均有较高可靠性。AA+HIP工艺可生产出综合力学性能良好、符合技术要求的FGH4097高压涡轮盘。

• 工程钢圈弯曲疲劳裂纹萌生寿命研究

  商搏世, 石光林, 梁潇帝, 刘文选, 陈嘉键, 姚雪颖, 王光正,

  为了对工程钢圈裂纹萌生寿命进行研究，以某企业的工程钢圈作为研究对象，针对钢圈的弯曲台架试验建立有限元模型，采用有限元软件ANSYS-WORKBENCH进行有限元静力学应力分析。在此基础上使用寿命仿真软件Ncode对钢圈进行裂纹萌生寿命预测，得到钢圈的疲劳寿命云图，最后使用声发射的无损检测方法，实时监测出钢圈的裂纹情况。在钢圈出现初始裂纹时通过声发射系统控制台架试验机停止，最终得到钢圈裂纹的萌生寿命，并与仿真值进行比对。

• Ca掺杂Mg17Al12稳定性及力学性能的第一性原理计算

  刘永宏, 白朴存, 崔晓明, 刘飞, 杜赵新, 赵学平,

  采用基于密度泛函理论的第一性原理，优化了Ca掺杂Mg17Al12后的(CaxMg17-x)Al12（x=0,1,4,12）4种化合物的晶胞结构，计算了该4种化合物的结构稳定性、电子特性、力学性能。结果表明：4种化合物的形成热和结合能均为负值，其中(Ca12Mg5)Al12化合物结构最稳定，合金化能力最好，其原因是态密度结果显示Ca（s）、（p）与Al（s）、（p）轨道价电子杂化强烈。电荷密度及电荷布居数结果表明：(CaxMg17-x)Al12（x=0,1,4,12）化合物中存在金属键、共价键、离子键，相较与其他化合物而言，(Mg5Ca12)Al12中的离子键成键较强。弹性常数及模量计算结果显示：(CaxMg17-x)Al12（x=0,1,4,12）化合物均为脆性相，其中(Mg13Ca4)Al12化合物的脆性最小即塑性最好。

• 基于KPCA-CS-SVM的埋地管道外腐蚀速率预测研究

  黄港港, 周阳, 闫骁瑾, 王寿喜,

  针对埋地管道外腐蚀速率预测问题，首先对影响埋地管道外腐蚀速率的相关因素进行简单分析，在此基础上，对KPCA算法（核主成分分析算法）、CS算法（布谷鸟算法）以及SVM算法（支持向量机算法）进行原理介绍，阐述KPCA-CS-SVM算法的构建方法，使用KPCA-CS-SVM模型对实际管道的62组管道外腐蚀速率数据及腐蚀影响因素数据进行学习，对12组数据进行预测和验证，并与KPCA-PSO-SVM模型、KPCA-GA-SVM模型以及KPCA-LS-SVM模型进行对比，以此验证本次研究所提模型的先进性。结果表明：KPCA算法能有效的降低腐蚀速率预测影响因素的维度，通过使用KPCA算法对外腐蚀速率的影响因素进行分析可以发现，土壤的氧化还原电位、土壤电阻率以及土壤中的氧含量对于埋地管道外腐蚀速率的影响最大；使用KPCA-CS-SVM模型对管道外腐蚀速率预测的平均绝对误差仅有1.89%，决定系数为0.9993，模型训练时间仅为4.928 s，这3项数据均优于其它模型。研究证明，对于埋地管道外腐蚀速率预测而言，KPCA-CS-SVM模型是一种较为优越的算法，可得到推广和应用。

• 基于神经网络粉末冶金摆线转子成形模具磨损分析与优化

  王兴, 林育阳, 贺利乐, 贠军辉, 吕哲,

  在粉末压制成形过程中，模具磨损分析对保证产品质量与精度有着不可忽视的作用。以铁基材料摆线转子为例，基于Archard磨损模型和BP神经网络，结合有限元模拟，研究了成形过程中工艺参数对磨损量的影响规律。首先采用粉末压制试验获得铁基材料的弹性模量、泊松比与密度之间的映射关系；选择摩擦系数、初始硬度、下压速度、压制方式作为工艺参数，构建3因素4水平以及1因素2水平的正交试验。其次基于Deform-3D有限元软件实现压制过程的数值模拟，将4种不同工艺参数作为输入，模具的磨损量作为输出，构建4×13×1的3层BP神经网络模型。最终结合遗传算法在各参数取值范围中完成迭代优化获取最佳工艺参数组合。结论表明，神经网络的预测值与实际值相对误差RE的平均值仅为4.45%，最佳工艺参数组合为：摩擦系数0.125、初始硬度63 HRC、下压速度1.558 mm/s、压制方式为双向压制，获得最小磨损量为1.5521×10-5mm，提升了模具的使用寿命。

• 泡沫铝原位填充薄壁管的力学及吸能性能

  冯晓琳, 杨旭东, 安涛,

  采用填加造孔剂法制备了泡沫铝原位填充薄壁管，通过准静态压缩和落锤冲击试验研究了不同管壁厚度的原位填充管的力学及吸能性能，探究了泡沫铝芯材与薄壁管之间的相互作用。结果表明，在准静态压缩试验中，壁厚1 mm的原位填充管具有更低的平台应力和吸能量，但比吸能值更高。从缓冲吸能方面考虑，壁厚1 mm的原位填充管具有更小的屈服应力和更长的应力平台。在落锤冲击试验中，泡沫铝的加入提高了薄壁管的承载能力，并使其变形过程更加稳定。

• 基于KPCA-ICS-ELM模型的油气水混输管道腐蚀速率预测分析

  郭永强, 李希, 周忠强, 李文鹏, 杨斌, 姚瑞峰,

  由于油气水混输管道内的腐蚀性物质含量较多，因此，腐蚀速率相对较快。研究提出了一种基于KPCA-ICS-ELM模型的腐蚀速率预测模型，首先对KPCA（核主成分分析）算法、ICS（改进布谷鸟搜索）算法、ELM（极限学习机）算法分别进行介绍，提出KPCA-ICS-ELM模型的组合方法以及模型评估方法，在此基础上，通过实验的方式获取油气水混输管道的腐蚀速率数据，进而构建指标体系，通过实例验证的方式证明本次所提模型的可行性，通过与其它模型进行对比，证明此模型的先进性。结果表明：通过使用KPCA模型对影响混输管道内壁均匀腐蚀的影响因素进行分析发现，介质中的H2S含量、CO2含量、温度、流速、pH值对于均匀腐蚀速率的影响相对较大，使用本次研究所提出模型进行均匀腐蚀速率预测的最小误差为1.24%，均方根误差为0.9339%，希尔不等系数为0.5273%。与其它模型相比，本次研究所提模型的精度相对较高，证明使用KPCA-ICS-ELM模型对油气水混输管道进行均匀腐蚀速率预测的可行性及先进性相对较强。

• Zn含量对轧制态Mg-1Al-0.3Ca-0.3Mn合金组织和力学性能的影响

  徐磊, 卢雅琳, 王健, 张扬, 李兴成, 丛孟启,

  采用金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和万能试验机等，研究了不同Zn含量（0～0.6wt%）对轧制态Mg-1Al-0.3Ca-0.3Mn镁合金板材微观组织与力学性能的影响。结果表明：添加适量的Zn元素，可以有效细化晶粒，改善合金微观组织。Zn的加入，使得合金的屈服强度和伸长率提升较大。当Zn含量为0.4wt%时，Mg-1Al-0.3Ca-0.3Mn合金表现出最优的力学性能，其抗拉强度为264.4 MPa、屈服强度为240.9 MPa、伸长率达到20.75%。Zn元素的加入在试验合金中产生了细晶强化和固溶强化的效果。

• 合金元素对新型TC32钛合金组织和性能的影响

  费跃, 王新南, 商国强, 李静, 祝力伟, 朱知寿,

  采用金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、电子万能试验机和疲劳试验机研究了Mo、Cr、Zr、Si元素对新型TC32钛合金相变点、组织和性能的影响。结果表明：Cr元素比Mo元素具有更明显稳定β相的作用，显著提高相变点。对于铸态组织，5种钛合金均为片层组织，0.1wt%Si元素的添加有利于细化晶粒，缩短柱状晶区；分别添加3wt%Cr元素和3wt%Mo元素有利于细化片层组织。对于退火态组织，分别添加3wt%Cr、1wt%Zr、0.1wt%Si、3wt%Mo元素有利于细小的条状α相析出。在Mo、Cr、Zr、Si元素的强化作用下，使得新型TC32钛合金具有良好的强度-塑性-疲劳性能匹配。

• 太阳能光热发电用347H耐热不锈钢板材的研制

  欧阳鑫, 胡昕明, 孙殿东, 王储, 颜秉宇, 邢梦楠,

  阐述了鞍钢股份有限公司生产的成品厚度10～36 mm的太阳能光热发电高温熔盐储罐用347H奥氏体耐热不锈钢板的研制过程。通过选择合理的化学成分、冶炼、加热、轧制以及固溶热处理工艺等手段，生产的347H奥氏体耐热不锈钢，化学成分、热处理制度及力学性能满足GB/T 4238—2015《耐热钢钢板和钢带》的要求；表面质量光洁、无缺陷，钝化膜均匀致密；耐晶间腐蚀及耐氯离子腐蚀性能良好，钢板综合腐蚀性能满足高温熔盐储罐的服役要求。347H奥氏体耐热不锈钢作为新一代绿色能源材料，它的成功研制，在降低光热发电成本、提高光热发电装置寿命以及实现装置国产化等方面具有重要意义，为我国实现绿色发电提供重要途径。

• 外科植入物用Ti-11Mo-6Zr-4.5Sn-3Nb合金板材的室温弹性变形行为研究

  程军, 余森, 李金山, 盖晋阳, 陈靓瑜, 张金勇, 刘俭涛, 宋宏杰, 张亚峰, 麻西群, 王鸿川,

  研究了一种外科植入物用新型亚稳定β型Ti-11Mo-6Zr-4.5Sn-3Nb合金板材的室温弹性变形行为。结果表明：在室温拉伸加载-卸载过程中，固溶态合金的工程应力-应变曲线表现出显著的“双屈服”特征。基于应力诱发α"马氏体相转变的作用，在首个屈服点出现之前，曲线表现出近似非线性弹性变形的特征。合金板材经时效热处理后，由拉伸测试实验所确定的初始弹性模量数值与时效α析出相的数量无关，而是随着β晶粒尺寸和α沉淀相尺寸的减小而逐渐增加。

• 随机分布非等径Cu-W颗粒致密化行为数值模拟

  任宵辰, 王发展, 黄克鹏, 张炜,

  为研究Cu-W粉体颗粒的压制致密化行为，利用Java编程语言构建了随机分布非等径Cu-W三维颗粒数学模型，将生成的球心坐标导入有限元分析软件Marc中构建三维密集球堆积松散粉末颗粒模型，采用Marc软件对其压制成型过程中粉体颗粒分布、变形及节点流动规律进行数值模拟。结果表明：在压制形变过程中，模腔内粉体颗粒在空间上呈螺旋状旋转运动。颗粒越大其形变程度越显著，软质Cu颗粒在接触点处形成凹弧形和圆柱弧形，节点轨迹呈自上向下、由中心到四周转动的趋势；内摩擦系数越小，压制相对密度越大。

• CC/KMTBCr20复合材料制备及其磨损行为

  刘庆坤, 刘宪民, 周长猛, 巩传海, 陈蕴博, 于童童, 李烨飞, 高义民, 赵四勇,

  针对整层复合结构的铁基表层复合材料界面结合差，高冲击作用下复合层容易剥落的问题，提出采用蜂巢状结构钢结硬质合金（CC）与高铬铸铁（KMTBCr20）进行复合成形制备复合材料。重点研究复合材料的微观组织以及考察复合材料的三体磨粒磨损性能。结果表明：复合材料的过渡层由铁基体、鱼骨状铁铬碳化物以及M7C3组成。浸渗过程中硬质合金边界存在细小碳化钨的溶解导致增强区域硬度有所下降。经三体磨粒磨损性能测试表明，复合材料的耐磨性达到相应基体材料的1.6倍。其中，硬质合金区的磨损机制表现为短程切削和疲劳剥落；基体区的磨损机制表现为长程切削和多次塑性变形引起的剥落。

• 皮秒激光加工对316L不锈钢性能的影响

  魏少翀, 陆海峰, 刘省勇, 张文利, 陈国星, 马学英,

  为探究皮秒激光加工对不锈钢表面性能的影响规律，验证激光加工是否对基材产生损伤作用，采用皮秒激光对氧化后的316L不锈钢表面进行清洗试验，清洗次数分别为1、400及800次，剥离氧化层的同时对不锈钢基体进行去除加工。采用白光干涉仪检测样品的粗糙度和清洗深度;通过SEM和EDS分析清洗后样品的表面形貌及成分分布;采用金相显微镜观察基体截面微观组织;利用显微维氏硬度计测试试样表面及截面硬度。结果表明，1次皮秒激光清洗可去除部分不锈钢表面氧化层，400次和800次时氧化层被完全去除，基体部分去除，且去除深度随着次数增加而加深；不同清洗次数下不锈钢表面粗糙度逐渐降低；激光加工次数的增加导致基材表面发生轻微氧化现象；基体显微组织并未随次数增加而发生变化，仍然以奥氏体组织为主；不同次数激光清洗后不锈钢截面硬度变化趋势不大，与常规316L硬度相近。皮秒激光加工在去除不锈钢表面氧化层和基体的同时，并未对基体材料产生损伤影响，基材力学性能未发生改变。

• 多层结构设计对类石墨碳基薄膜摩擦学性能的影响

  范恒华, 李迎春, 聂傲男, 邱明, 庞晓旭,

  采用直流磁控溅射法在15-5PH钢样片上制备Cr/GLC单层膜和具有6个交替结构的Cr/GLC多层膜。利用扫描电镜（SEM）、拉曼光谱仪（Raman）对薄膜结构进行表征；采用纳米压痕仪、划痕仪等测试其力学性能；利用MFT-5000多功能摩擦磨损试验机测试薄膜在大气及海水环境中的摩擦磨损性能，并分析其磨损机理。结果表明：多层结构设计提高了薄膜的致密度和石墨化程度，降低了内应力，Cr/GLC多层膜的膜基结合力、硬度及弹性模量均高于Cr/GLC单层膜。中、低载荷时，两种类石墨碳基薄膜的磨损形式以磨粒磨损为主，Cr/GLC多层膜在大气环境及海水环境下较Cr/GLC薄膜具有更好的摩擦学性能。高载荷下，Cr/GLC多层膜在大气环境下仍具有较好的摩擦学性能，但在海水环境下的耐磨性劣化。

• NH4VO3添加量对铝合金微弧氧化陶瓷膜颜色及耐蚀性的影响

  史德阳, 牛建平, 刘志扬, 马国峰, 高美玉,

  采用微弧氧化（MAO）技术，在硅酸盐体系电解液中加入NH4VO3，在2A12铝合金表面制备出黑色陶瓷膜。利用SEM和EDS分析了陶瓷膜的微观形貌和元素组成；使用涂层测厚仪测量膜层的厚度；采用Tafel极化曲线和电化学阻抗谱（EIS）研究膜层在质量分数为3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明：随NH4VO3浓度的增加，陶瓷膜层黑度增加、厚度增加，而膜层耐腐蚀能力下降、表面粗糙度提高。发现NH4VO3浓度不宜过高，否则黑色陶瓷膜层易夹杂少许细微的灰白色斑纹。当NH4VO3浓度为7.5 g/L时，陶瓷膜的黑色纯度最高。当NH4VO3浓度为5 g/L时，陶瓷膜的耐蚀性最好。

• 多弧离子镀CrAlN涂层对50BA钢硬度和耐磨性的影响

  谭培林, 周志明, 涂坚, 胡瀚杰, 孙青云, 陈全龙, 曾宪君, 谢洪权,

  采用多弧离子镀技术在渗氮过后的50BA钢表面制备了CrAlN涂层；然后采用显微硬度测试仪及摩擦磨损试验机测试基体、渗氮层及涂层的力学和摩擦性能；最后采用扫描电镜（SEM）对涂层表面形貌进行表征，观察试样磨损形貌，并分析其磨损机理。结果表明：较之于渗氮层和基体，所制备的CrAlN涂层硬度最高，比基体的硬度提高了5.2倍；涂层的磨损程度明显最低，50BA钢表面的质量明显得到改善，耐磨性得到了极大提升。

• GCr15SiMn轴承座圈超声滚压表面抗接触疲劳性能分析

  高心寰, 潘金芝, 程志, 赵秀娟, 任瑞铭,

  为了研究超声滚压加工对GCr15SiMn轴承座圈表面抗滚动接触疲劳性能的影响，使用超声滚压加工前后的GCr15SiMn轴承座圈进行滚动接触疲劳试验。采用三维立体显微镜及扫描电镜（SEM）观察对比两种疲劳失效轴承座圈在表面形貌、表面组织。结果表明，超声滚压加工后的轴承座圈接触疲劳寿命提高，其疲劳寿命平均值是未超声滚压轴承座圈疲劳寿命平均值的3倍左右；超声滚压加工后的轴承座圈可以抵抗滚珠滚动导致的表层硬度大幅提升；与未超声滚压轴承座圈疲劳件相比，疲劳失效的超声滚压轴承座圈表面平均粗糙度及最大粗糙度显著降低，抵抗表面塑性变形的能力增强，表面麻点数量减少，表面疲劳微裂纹改变为平行的弧线排列，抵御了磨削细晶处疲劳微裂纹的萌生。

• 不同热处理工艺对0.2C1.9Mn0.9Si0.7Al冷轧高强钢组织和性能的影响

  倪申亚, 王开泰, 顾兴利, 王玉, 李佳彧, 徐兵, 许云波,

  针对冷轧0.2C1.9Mn0.9Si0.7Al钢，设计等温淬火（QAT）、淬火回火（QT）和淬火配分（Q&P）3种不同热处理工艺，采用场发射电子探针、X射线衍射仪和电子万能实验机分析材料显微组织演化规律及其与力学性能之间的关系。结果表明：QAT试样室温组织主要由临界区铁素体、贝氏体和马氏体/奥氏体岛（M/A）组成；QT试样室温组织主要以临界区铁素体和回火马氏体为主；Q&P试样则包括临界区铁素体、回火马氏体、贝氏体及M/A岛，在800℃退火工艺下，残奥含量明显提高，体现出较好的强塑性匹配。在Q&P工艺下，随退火温度的升高，试样中回火马氏体含量增加，残奥含量下降，导致其屈服强度和抗拉强度有所增加，伸长率降低。

• 轧制态Ni-5at%W合金的再结晶织构演变

  向君, 冀勇斌, 王卓然, 梅屹峰,

  以轧制态Ni-5at%W(Ni5W)合金带材为研究对象，对其在不同温度下进行退火处理，分析不同温度退火带材的硬度，采用光学显微镜观察其组织，利用EBSD评估再结晶织构，研究了退火温度对再结晶织构的影响。结果表明：Ni5W合金带材的再结晶温度在700℃附近；随着退火温度的升高，硬度减小，晶粒长大，在1200℃以上易发生二次再结晶；随着退火温度的升高，立方织构含量增大，在1200℃达到最大值，立方织构含量达99%以上；当退火温度进一步升高，发生二次再结晶，立方织构含量有所降低。

• 0Cr15Ni5Cu4Nb模具钢时效工艺研究

  张彦民,

  采用显微组织观察、硬度测试等试验手段研究了不同温度和不同时间的时效处理对0Cr15Ni5Cu4Nb模具钢组织与硬度的影响。结果表明：经过1050℃×1 h固溶+不同温度时效保温6 h处理的0Cr15Ni5Cu4Nb钢组织主要为板条马氏体和颗粒状的富铜析出相。在320～460℃范围内，随着时效温度的升高，试验钢组织中的富铜析出相数量逐渐增加，尺寸逐渐增大。时效温度继续升高到520、580℃时，组织中马氏体发生分解。随着时效温度的升高、时效时间的增加，0Cr15Ni5Cu4Nb钢的硬度先升高后降低，经1050℃×1 h固溶+460℃×6 h时效处理的0Cr15Ni5Cu4Nb钢的硬度达到最大值43.5 HRC。

• 热处理工艺对钛合金油管组织与力学性能的影响

  李周波, 刘云, 刘翔, 芦琳, 高盟召,

  采用光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机、冲击试验机等手段研究了不同热处理工艺对钛合金油管的组织和力学性能的影响。结果表明：固溶温度对钛合金油管的晶粒形态和各相占比产生较大的影响。在α+β两相区固溶处理，随着固溶温度的升高，α相的占比下降；在850℃固溶1 h空冷+550℃时效2 h空冷和900℃固溶1 h空冷+550℃时效2 h空冷，这两种热处理工艺下获得了双态组织，其中850℃固溶1 h空冷+550℃时效2 h空冷热处理工艺，可实现钛合金油管的高强韧性匹配，综合性能均满足SY/T 6896.3标准对110 ksi钢级钛合金油管的要求。

• 淬火温度对H13钢性能及残余应力的影响

  王瑞利, 肖娜,

  在不同淬火温度下，对盾构刀圈材料高碳H13钢进行热处理，分别对其力学性能、耐磨性能、表面残余应力进行测试，并对金相组织进行观察；分析了不同淬火温度对其表面残余应力、耐磨性能的影响。结果表明：随着淬火温度的升高，高于1060℃时试样表面残余压应力平均值增大趋势明显；温度在1050～1090℃时其耐磨性能较好；高于1070℃时，冲击韧性下降明显；综合分析，淬火温度在1060℃时，试样具有较好的性能及合理的表面残余压力。

• 铸造Zn-Al合金的相变硬化现象研究

  张阳明, 赵亚东, 何强, 杨慷, 王志刚, 杨得龙, 杨建军, 刘嵩,

  采用维氏硬度、扫描电镜、透射电镜、纳米压痕等技术研究了铸造Zn-Al合金的相变硬化现象。结果表明，铝含量为5wt%～25wt%的铸造Zn-Al合金，在共析相变点（277℃）以上等温处理10 h后，以小于1.2 K·s-1的速度缓慢冷却，合金会出现硬化现象。且铝合金成分越接近共析相变点时的铝含量（Al:22wt%）、冷却速度越慢时，合金的硬化效果越明显。伴随着硬化现象的是合金组织从粒状晶粒转变为层片状晶粒。铸造粒状晶粒含有亚稳态的α2相，其硬度约为0.55 GPa；经热处理后，层片状晶粒仅由富铝α1相和富锌η相构成，其硬度约为0.95 GPa。亚稳相的分解导致了合金的相变硬化现象。

• 贝氏体等温温度对TRIP980高强钢微观组织及力学性能的影响

  张海刚, 韩翠红, 李民,

  研究了TRIP980钢的相演变规律及热处理制度对其组织和力学性能的影响。采用Jmat-Pro软件计算了热力学平衡状态下的相变过程，采用Gleeble3500热模拟试验机测试了不同冷速下的相变规律并绘制了CCT图，测试了钢的力学性能，并进行金相、SEM和EBSD组织观察。结果表明，TRIP980钢在0.5℃/s的冷速下便可生成贝氏体，在380～420℃的贝氏体等温区间，随温度升高，钢的屈服强度提高，抗拉强度降低，伸长率和强塑积升高，在420℃/120 s的等温工艺下达到最高强塑积，为19750 MPa·%。贝氏体相变的发生和室温下较稳定残留奥氏体的存在，是钢塑性提升的关键因素。

• 均匀化处理对3104铝合金晶粒内析出行为的影响

  罗旭东,

  利用热分析仪、光学显微镜、扫描电镜和能谱仪考察了均匀化过程中3104铝合金晶粒内的析出行为。结果表明，在均匀化温度为300℃时，3104铝合金晶粒内没有明显的析出相。在350℃时，3104铝合金在晶粒内有短棒状的Mg2Si析出，其数量随保温时间延长而增加。在400～500℃，Mg2Si析出相的尺寸明显大于350℃时的。500℃保温超过5 h后，Mg2Si基本完全溶解。当均匀化温度提高到560℃并保温10 h时，3104铝合金晶粒内析出颗粒状Al MnSi相，温度达到630℃时3104铝合金晶粒内的Al MnSi相基本完全溶解。考虑生产成本等多方面因素，将3104铝合金的均匀化温度选择在560～620℃，保温时间为10 h左右较为合理。

• 喷射沉积Al12Zn2.4Mg1.1Cu合金析出相的演变研究

  马国喜, 侯小虎, 郎风超, 陈晓东,

  采用配备原位加热杆的透射电镜、维氏硬度仪、拉伸试验机对Al12Zn2.4Mg1.1Cu合金时效析出相的演变规律及力学性能进行了研究，并确定了时效处理工艺。结果表明：试验合金经120℃/14 h时效后，晶内主要沉淀相为GPⅡ区；试验合金120℃/28h时效后，主要沉淀相为η'亚稳相和GPII区；拉伸试验表明，试验合金经过485℃/2 h固溶+120℃/14h时效后，其抗拉强度为749.6 MPa，屈服强度为688.5 MPa，且在该状态下合金的断裂方式为穿晶+沿晶断裂。

• 固溶处理对CMT电弧增材制造2319铝合金组织与性能的影响

  莫春立, 刘春宇, 赵磊, 李贞尚, 常云龙,

  采用CMT电弧增材制造技术打印了2319铝合金构件，采用差式扫描量热分析（DSC）、光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）和万能拉伸试验机等方法研究了固溶处理对电弧增材制造铝合金的显微组织与力学性能的影响。结果表明：试验用合金过烧温度约为550.5℃，随着固溶温度的升高，抗拉强度呈先上升后下降的趋势。固溶温度一旦超过过烧温度时，伸长率迅速下降。随着固溶时间的增加，抗拉强度和伸长率都逐渐上升。在540℃/5 h的固溶条件下，T6时效态后的合金抗拉强度为499 MPa，伸长率为17.52%，相比沉积态，合金的抗拉强度提高了约114%，伸长率下降了约14%。

• 热处理工艺对水热合成ZrW2O8的影响

  张坚, 皮黎飞, 赵龙志, 李德英,

  采用水热法制备了负热膨胀ZrW2O8材料，研究了煅烧温度和冷却方式对合成产物的影响。结果表明：对前驱体进行加热温度处理，在500～700℃能够合成ZrW2O8，且600℃时合成的产物结晶度最高；当温度升至800℃，ZrW2O8严重分解。煅烧后的粉末经不同冷却方式处理后，水冷后的结晶度最高，炉冷其次，空冷的结晶度最低；前驱体经600℃煅烧6 h后，水冷冷却得到结晶度最高的ZrW2O8，且粉体形状呈长条状和针状。

• 05Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢拉杆断裂原因分析

  朱绍严, 刘云贵, 王昌金, 向嵩,

  为了分析05Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢拉杆在使用过程中发生断裂的原因，以断裂的05Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢拉杆为材料，对其力学性能、化学成分、金相显微组织及断口形貌特征进行了测试和分析。结果发现，拉杆的断裂性质为过载脆性断裂，断后伸长率和断面收缩率不合格，断裂主要原因是热处理时固溶温度偏高，δ铁素体大量沿晶界和晶内析出，导致了零件脆性的增加，抗剪切能力下降而断裂。