热加工工艺杂志

热加工工艺杂志2022年第4期

• 影响高锰钢力学性能因素的研究综述

  陈晓满, 王玉辉, 王天生,

  高锰钢以其出色的力学性能如高强度、高伸长率和高加工硬化率，受到国内外专家学者的广泛关注。综述了合金元素、堆垛层错能(SFE)、变形速率、变形温度和约束效应对高锰钢力学性能的影响，并阐述了相关的变形机制，以期对今后高锰钢的研究提供思路和方法。

• 太阳能选择性吸收涂层的研究进展与应用前景

  陈宇飞, 兰亚鹏, 古龙, 闵捷,

  太阳能作为清洁的可再生能源其储量极其丰富，光热转换技术可实现对太阳能的有效利用。太阳能选择性吸收涂层是光热转换技术的核心。阐述了太阳能选择性吸收涂层的选择性吸收原理，并对太阳能选择性吸收涂层的种类、制备方法以及目前的研究进展进行了介绍，最后提出了太阳能选择性吸收涂层目前仍需解决的问题，并对未来的研究方向进行了展望。

• 金属材料的电偶腐蚀及其防护技术研究进展

  梅婉, 王泽华, 张欣, 杨光恒, 吴林涛,

  金属材料腐蚀现象随处可见，电偶腐蚀是金属材料的一种特殊腐蚀形式，不仅会导致金属材料使用寿命下降，加快金属构件失效，还会引发其他一系列局部腐蚀行为，具有严重的破坏性。针对异种金属材料电偶腐蚀问题介绍了电偶腐蚀基本原理和主要特点；阐述了异种金属材料电偶腐蚀研究进展与常用研究方法，并对电偶腐蚀防护技术进行了总结，提出电偶腐蚀与防护未来可能研究方向；探讨了电磁场作为新型物理防腐技术对金属材料腐蚀行为的影响，提出电磁场在金属材料电偶腐蚀防护方面应用的设想，为电偶腐蚀防护技术研究提供了新方向。

• 残余奥氏体稳定性对贝氏体车轮钢高温力学性能的影响

  苏斌, 赵海, 肖若愚, 黄明达, 孙巧艳, 张明如,

  为探究无碳化物贝氏体车轮钢在高温环境下服役的力学性能与残余奥氏体稳定性的关系，对试样在室温到500℃进行静拉伸试验测试，使用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射分析仪和电子背散射衍射等对室温到500℃拉伸后的试样进行表征。结果表明，无碳化物贝氏体车轮钢的组织为贝氏体铁素体和残余奥氏体。试样的抗拉强度随变形温度的升高呈先升高后降低的趋势，在300℃拉伸下无碳化物贝氏体钢具有最佳的塑性和强度匹配，抗拉强度可达1305MPa，总伸长率为25.1%。残余奥氏体在300℃高温和应力作用下持续发生转变，使材料在高应变下保持高的加工硬化率，提高了车轮钢的强度和伸长率。

• 增材制造薄壁零件分层轮廓直骨架填充算法

  李论, 刘殿海, 赵吉宾, 周波,

  针对增材制造薄壁件采用传统轮廓填充算法易导致内部缺陷的问题，研究了增材制造薄壁件分层轮廓直骨架填充算法。该算法首先对截面分层轮廓进行简化、平滑等预处理，然后对预处理之后的多边形轮廓进行直骨架计算，并提取直骨架半边数据结构中由所有内等分线构成的直骨架主线串。在对直骨架主线串进行膨胀操作和多边形合并操作之后，最后应用轮廓平行偏置算法获得薄壁件分层轮廓直骨架偏置填充轨迹。提出的算法较好解决了薄壁零件增材制造由于轨迹填充不合理导致的内部缺陷。

• 超细晶铜在循环载荷下的非均匀变形演化

  郑战光, 徐涛, 孙腾, 谢昌吉,

  材料的不均匀变形对机械零件的各种力学性能有重要影响。为准确了解超细晶铜材料不均匀变形的演变情况，对称循环载荷下材料模型进行不均匀应变演化的研究：通过多晶voronoi集合体和电子背散射衍射（EBSD）图构建代表性的体积单元（RVE），并进行对称循环载荷加载；对RVE内所有单元的应变情况进行统计和分析，使用纵向应变的统计标准偏差来表征不均匀变形的情况。结果表明：超细晶铜在循环中应变不均匀性随着加载和卸载而变化，随着循环周期的增加逐渐增加，拉伸峰值位置应变不均匀性逐渐大于压缩峰值位置。

• 球磨时间对FeCoNiMn0.5Al0.2合金吸波性能的影响机制

  高敏敏, 庞慧芳, 段玉平,

  采用高能球磨法制备FeCoNiMn0.5Al0.2高熵合金吸波材料。研究了球磨时间对FeCoNiMn0.5Al0.2合金吸波性能的影响规律及作用机制。结果表明：球磨时间的增长使五种元素的衍射峰逐渐减弱，最终形成FCC与BCC双相混合结构，合金颗粒的长径比逐渐增大。球磨时间增长使非铁磁性元素在铁磁性Fe、Ni元素中的固溶度增加，从而逐渐降低了合金的饱和磁化强度。随球磨时间的增长，球磨引入的杂质和缺陷增加，导致合金的矫顽力逐渐增加，从而减小了各向异性常数和磁致伸缩系数，提升了合金的磁导率与磁损耗作用。随球磨时间的增长，极化效应增强和电导率减小使介电常数呈现先减后增的趋势。其中球磨30 h所得的FeCoNiMn0.5Al0.2合金的最佳吸波强度高达-38.181 dB。

• 含镍低温压力容器钢的静态CCT曲线研究

  熊涛, 徐光, 袁清, 熊志强, 胡海江,

  使用Formaster-FП相变仪测定了一种5%Ni低温压力容器钢在不同冷却速度条件下的膨胀量随温度的变化曲线，测得临界相变点为Ac1=640℃，Ac3=753℃。结合膨胀量曲线和金相组织，利用Origin软件绘制了该钢种的过冷奥氏体连续冷却转变曲线。结果表明，在奥氏体连续冷却转变过程中，冷速速率为0.2℃/s时，扩散型的多边形铁素体相变明显被促进。随着冷速的增大，多边形铁素体相变减少，临界相变温度降低，贝氏体相变量增加。当冷速继续增大达到5℃/s时，高温奥氏体快速通过高温相变区，在低温区转变成马氏体。

• 基于铝合金粉末成形本构模型的BP神经网络参数预测

  吕哲, 贺利乐, 林育阳, 王兴,

  建立准确的本构模型是进一步开展金属粉末成形研究的基础。基于修正的Drucker-Prager Cap模型和遗传算法优化的BP神经网络，对铝合金粉末压制成形过程进行了数值模拟，实现了本构模型参数的预测。对于铝合金粉末成形研究，首先确定了修正的Drucker-Prager Cap模型参数取值范围，基于ABAQUS及子程序USDFLD的有限元分析平台实现了压制过程的数值模拟。然后，以数值模拟的压制力数据为输入，修正的Drucker-Prager Cap模型参数为输出，建立了遗传算法优化的BP神经网络模型。对模压试验的本构模型参数进行了反演预测。结果表明，参数反演后数值模拟结果和模压试验数据之间的平均绝对百分比误差（MAPE）仅为5.10%，该BP神经网络模型能实现对本构模型参数的快速、有效和准确地预测。

• 弯曲限宽矫直对AZ31镁合金板微观组织与力学性能的影响

  李猷, 鲁辉虎, 卢丽, 梁伟,

  利用光学显微镜、扫描电镜以及拉伸试验机，对AZ31镁合金板材弯曲限宽矫直前后不同状态的显微组织、室温力学性能进行研究。结果表明：原始板材经弯曲限宽矫直以后，试样组织中出现大量拉伸孪晶，拉伸孪晶比例达30%，晶粒尺寸明显减小。弯曲限宽矫直后，织构由原来典型的（0002）基面织构变为向RD方向旋转。弯曲后板材的抗拉强度和伸长率有所增加，屈服强度降低，塑性得到提高。

• SiC/Cr扩散偶在高温下的界面固相反应研究

  牛文彬, 何盛金, 吴利翔, 郭伟明, 林华泰,

  基于反应热力学、显微结构和能谱分析，对SiC/Cr扩散偶在高温（1400～1600℃）环境下的界面固相反应进行研究。结果表明，在1400℃热处理时，只发生Si和C元素向金属Cr侧扩散，扩散层厚度为24.7μm，并且反应层厚度随温度升高而快速增加；当温度达到1600℃时，Cr元素也开始向SiC侧扩散。在扩散初期，金属Cr侧出现Cr5Si3和Cr23C6，稳定后，反应物相分布依次为Cr5Si3Cx、Cr7C3、Cr5Si3Cx。

• 金刚石表面镀W对金刚石/Cu复合材料热导率的影响

  孙龙, 杨琳, 王亚丽, 李黎忱,

  采用物理气相沉积技术，在金刚石表面镀上W层，然后采用放电等离子体烧结（SPS）制备金刚石/Cu复合材料，研究了镀膜时间对复合材料的热导性能的影响。结果表明：随着镀膜时间的增加，金刚石表面W元素覆盖区域逐渐增多，复合材料致密度逐渐增大，热导率先增大后减小。当镀膜时间为30 min时，复合材料致密度达到91.3%，热导率达到最大值327 W/（m·K）。

• Mo元素对TiC(100)/α-Fe(100)界面稳定性及电子特性影响的第一性原理计算

  张凤春, 唐黎明, 李元喆, 罗强,

  采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，研究了Mo元素对TiC(100)/Fe(100)界面稳定性和电子特性的影响。建立了Mo元素处于5种不同位置的掺杂TiC(100)/Fe(100)界面模型，采用界面粘附功和界面掺杂能评价了Mo元素对界面稳定性的影响，采用差分电荷密度、Mulliken布居和态密度分析了其对电子特性的影响。结果表明：Mo原子掺杂II位置模型的界面粘附功最大，界面掺杂能最小，界面结构最为稳定。其界面处Fe原子与Mo原子呈强金属键，与C原子呈强共价键-离子建特征。

• 搅拌摩擦焊制备泡沫铝发泡规律研究

  张栋, 郑昕宇, 吴正健, 胡志力,

  采用搅拌摩擦焊（FSW）工艺制备了粉末混合均匀、无缺陷的泡沫铝（AF）预制坯。对获取的高质量预制坯的发泡过程进行研究，探究最佳发泡温度和发泡时间，制备出孔径结构均匀、高孔隙率的铝合金泡沫夹芯板。运用FLUENT中VOF模型，对气泡在熔融铝液中的行为进行了模拟仿真，研究了泡孔在铝基体中的形成、生长、稳定和聚结过程。结果表明，当发泡温度为700℃、发泡时间为110 s时，孔隙率最高，为55.87%。由数值模拟可得，气泡在熔融铝中上浮的过程中伴随着变形，由圆形逐步变成扁平月牙状。在气泡运动过程中，气泡会与周围气泡发生聚合，变成大气泡。

• 摩擦环境对Cu/石墨复合材料摩擦磨损行为的影响

  王艳, 李小静, 周向葵, 刘建秀,

  采用热压烧结法制备了Cu/石墨复合材料，并研究了摩擦环境对材料摩擦磨损行为的影响。结果表明：摩擦环境显著影响了Cu/石墨复合材料的摩擦磨损性能，其摩擦系数在干摩擦时最小（0.15），海水中次之（0.29），去离子水中最大（0.46）。但是，其磨损率呈现不同的变化趋势，海水中磨损率最小(7.09×10-14m3/N·m)，干摩擦次之(1.09×10-13m3/N·m)，去离子水中最大(5.37×10-13m3/N·m)。与去离子水中摩擦相比，干摩擦与海水时材料磨损表面形成了润滑膜，显著减小了Cu/石墨复合材料的摩擦系数与磨损率；在去离子水环境摩擦时，材料磨损表面难以成膜，从而其摩擦系数与磨损率明显较大。

• 石墨覆盖率对铜合金镶嵌石墨材料摩擦磨损性能的影响

  王文东, 黄彧,

  采用两种石墨（S1、S2）镶嵌于铜合金Cu15Ni8Sn经过机加工制备了圆环试样，并与05Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢块组成摩擦副，研究了两种不同石墨覆盖率（32%、43%）对其摩擦磨损性能的影响。结果表明：S1型石墨随着石墨覆盖率的增大摩擦系数和磨损量增大，S2型石墨随着石墨覆盖率的增大摩擦系数和磨损量减小。石墨的表面覆盖率影响了不同Cu/石墨复合材料的摩擦磨损性能，其摩擦系数和磨损量在S2型石墨表面覆盖率为43%时最小，摩擦系数为0.13。S1型石墨随着石墨含量的增加，铜合金基体的强度、硬度及冲击韧性明显下降，承载能力也随之下降，导致铜合金表面在对磨时容易发生塑性变形，摩擦系数磨损量增大，S2型石墨含有Ag元素，Ag元素的添加增强了铜环基体的强度，因此，镶嵌石墨比例越高摩擦系数和磨损量越大。

• 多道搭接对激光相变硬化蠕墨铸铁热力耦合影响的研究

  庞铭, 谭雯丹, 刘全秀,

  为探究激光多道搭接相变硬化蠕墨铸铁温度和应力分布规律，分析搭接率的变化对热力耦合场的影响，利用有限元法对激光搭接过程进行了仿真模拟，得到了0、10%、20%、40%和70%搭接率下的温度场、硬化区域、回火软化区以及应力场的分布情况。结果表明：随着激光搭接的进行，各扫描道的温度逐渐升高，后续道间的搭接区中心会经历二次硬化；伴随搭接率的增加，搭接峰值温度先降低后升高，搭接率为40%时的峰值温度最低；回火软化区靠近搭接区的前一道淬火区域，处于搭接区域边缘，伴随搭接率的提高，回火软化区增加；搭接处理后，材料表面平行和垂直激光扫描方向的残余应力远大于深度方向的残余应力；随着搭接率的增加，峰值残余应力先增加后减小，搭接率为40%时的残余应力最高。

• TiZrHf中熵合金表面MPCVD法制备金刚石-碳化物涂层及其摩擦磨损性能研究

  薛晨, 王永胜, 于盛旺, 黑鸿君, 高洁, 马永, 周兵, 吴艳霞,

  采用微波等离子化学气相沉积（MPCVD）法，以高纯甲烷和氢气为反应气体，在TiZrHf中熵合金表面碳化-沉积获得碳化物/金刚石涂层。利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、摩擦磨损等方法表征了不同甲烷浓度条件下涂层的组织结构、物相组成、硬度及耐磨性能。结果表明，碳化-沉积后涂层的主要成分为金属碳化物和纳米金刚石颗粒，表面硬度明显提升。其中，甲烷浓度为3%时，涂层的表面硬度最高（约660.2 HV），摩擦系数最低，且耐磨性得到极大改善。

• 氧化铝陶瓷表面高度分布状态随抛光时间的变化规律与机理研究

  郭亮龙, 董会, 黄姝珂, 潘金龙,

  利用化学机械抛光对氧化铝陶瓷进行加工，结合表面算术平均高度Sa和均方根高度Sq，研究偏斜度Ssk和陡度Sku随抛光时间的变化规律，分析光滑表面形成机理。结果表明：随着抛光时间的延长，Sa和Sq呈先快速下降后缓慢下降的规律；Ssk呈先下降后上升再波动的规律；Sku呈先上升后下降再上升的规律。塑性去除、晶粒断裂和晶粒脱落三种作用机理是表面高度分布变化的本质，其中塑性去除作用贯穿整个抛光过程，有利于形成光滑表面；而晶粒断裂和晶粒脱落则主要作用于较光滑表面，这也是Ssk和Sku在抛光后期呈波动变化的主要原因。

• AZ31铸轧镁合金植酸转化成膜过程机理研究

  行舒乐, 肖伟中, 车威, 张艳山, 王木乐,

  分别采用扫描电子显微镜（SEM）和Leica光学显微镜（OM）观察了AZ31铸轧镁合金板材的表面组织和其植酸转化膜表面形貌，利用电化学工作站监测铸轧板的植酸转化膜成膜过程的电位-转化时间曲线，通过OM、极化曲线等方法分析了转化时间对转化膜表面形貌及腐蚀速率的影响，研究并分析了铸轧镁合金转化膜的成膜机理。结果表明：转化膜形成过程主要包括快速溶解、成膜初期、成膜中期和成膜后期4个阶段；转化膜主要由大量的等轴状的网纹膜组成，网纹膜尺寸随处理时间的增加而减小，而网纹宽度则增大；转化膜的腐蚀速率随处理时间的延长呈现先减小后增加的趋势，这与转化膜的结构、致密性相关。阳极极化过程主要以孔蚀和丝状腐蚀为主，这主要与铸轧板存在的微观裂纹缺陷有关。

• 扫描电子束表面抛光不同倾斜角度的斜面温度场分析

  魏德强, 郭锦岩, 夏腾辉, 李新凯,

  为获得综合性能良好的模具产品，研究不同倾斜角度斜面的扫描电子束热抛光技术是非常必要的。利用有限元软件模拟45钢表面扫描电子束抛光的热作用过程，研究其温度场的分布规律。讨论束源功率、工件移动速度和扫描频率等工艺参数对温度场的影响。结果表明：在一定的范围内，最高温度与束源功率之间呈线性正相关。在功率相同的情况下，倾斜角度越大，最大温度梯度和最大温度梯度x、y、z分量也越低。当功率为540 W时，倾斜角度为0°的工件表面最大温度梯度约是倾斜角为5°的工件表面最大温度梯度的1.5倍。随着倾斜角度和工件移动速度的增加，材料表面的最大温度梯度和最大温度梯度x、y、z轴的分量呈现出非线性的降低。不同倾斜角度下，扫描频率过高会导致材料表面的温度梯度以及温度梯度x、y、z轴分量偏高。

• LDHs形貌对铝合金微弧氧化膜摩擦性能的影响

  张毅, 曾舜柯, 胡小骞, 翟彦博,

  疏松多孔是铝合金微弧氧化膜的典型微观形貌特征，微孔的存在，降低了膜层的耐腐蚀性，但是，却为膜层进一步改性提供了良好载体。以6061铝合金微弧氧化膜微孔为载体，通过水热法原位负载铝镁水滑石（LDHs），探讨了LDHs形貌对MAO膜摩擦性能的影响。借助XRD和SEM分析了不同晶化时间下MAO-LDHs复合膜的物相及形貌特征。随后，采用高速往复摩擦磨损仪对膜层的摩擦系数进行测试。结果表明：LDHs的出现可降低膜层的摩擦系数，使磨损过程变得更平稳；膜层硬度会随晶化时间的延长而逐渐下降，达到36 h时，复合膜的硬度与基体相接近。控制晶化时间是采用水热法制备MAO-LDHs复合膜并改善其摩擦磨损性能的关键。

• 6061铝合金模板的热处理与性能研究

  张宜洛, 黄丽平,

  采用金相显微镜、透射电镜和拉伸试验机等研究了固溶时间、时效温度和时效时间对绿色建筑用6061铝合金模板显微组织和力学性能的影响。结果表明，随着固溶时间的延长、时效温度的升高或者时效时间的延长，6061铝合金的抗拉强度、屈服强度和硬度会先增大后减小，断后伸长率则先减小后增大；当535℃/60 min固溶及180℃/7 h时效时，6061铝合金取得抗拉强度、屈服强度和硬度的最大值，分别为314.7、304.3 MPa和145.52 HV，而断后伸长率为10.8%。6061铝合金的主要强化机制为细晶强化、固溶强化和第二相强化。

• 深冷及回火处理对W6Mo5Cr4V2高速钢组织和硬度的影响

  于凯, 艾峥嵘, 吴红艳, 李建中,

  利用金相显微镜、扫描电子显微镜及硬度计，探究了液氮温度（-196℃）下不同深冷保温时间对W6Mo5Cr4V2高速钢显微组织及硬度的影响。对深冷处理2 h后的试样进行不同温度的回火处理，并与传统工艺处理试样相比较，探究了回火温度对W6Mo5Cr4V2高速钢显微组织、硬度及红硬性的影响。结果表明，延长深冷保温时间有利于改善高速钢的显微组织，提高硬度。深冷处理20 h的试样中二次碳化物的析出量最多且分布均匀，硬度值提高明显。经深冷处理试样的硬度在一定程度上随回火温度的升高而提高，且碳化物弥散分布，组织细化。深冷处理2 h后在100℃回火处理1 h的试样，经600和625℃保温处理后的红硬性优于传统工艺处理试样。

• CuSn10合金选区激光熔化成形及热处理工艺研究

  刘斌, 路声宇, 李忠华, 蒯泽宙, 陈彦磊,

  利用SLM技术制备CuSn10合金试样，研究了SLM工艺参数对试样致密度的影响，以及热处理对CuSn10合金微观组织和力学性能的影响。结果表明：当激光功率为195 W、扫描速度为550 mm/s、扫描间距为0.08mm、层厚为0.02 mm时，CuSn10合金试样的致密度达到99.8%;SLM成形试样的显微组织包括α-Cu相、亚稳相β'(Cu13.7Sn)和微量的δ相(Cu41Sn11)。SLM成形试样经过热处理后，亚稳相β'相受热扩散分解，微观组织更加均匀，最终组织由α-Cu相和微量δ相构成。SLM成形CuSn10合金热处理后优异的综合性能丰富了其应用领域，提高了材料的使用价值。

• 固溶处理对7A09超高强铝合金组织与拉伸性能的影响

  田佩瑶, 白亮,

  采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、拉伸试验等研究了不同时间固溶对7A09铝合金显微组织及拉伸性能的影响。结果表明：对铸态7A09铝合金进行475℃不同时间的固溶，再进行120℃×16 h的时效处理，随着固溶时间的增加，7A09铝合金的抗拉强度与伸长率先升高后降低，固溶80 min 7A09铝合金的抗拉强度与伸长率均达到最大值，分别为567 MPa和8.2%。铸态7A09铝合金晶界处有明显连续分布的MgZn2相，随着固溶时间的增加，MgZn2相越来越多溶入基体。7A09铝合金经过475℃×80 min固溶处理后，MgZn2相基本溶入基体，固溶效果最佳。

• GW103K镁合金热处理过程表面换热系数求解与验证

  陈康, 龚海, 孙晓亮, 易彬, 吴运新, 尹兰,

  镁合金件的温度场、应力场等只有获得正确的表面换热系数h，才能得到准确的模拟结果。实验测定了镁合金方形试样在固溶热处理升温和降温过程中的温度变化，采用集中热容法（LHCM）计算得到了试样热处理过程中的表面换热系数。结果表明：镁合金件在固溶热处理升温过程中，表面换热系数在150℃左右达到最大值，50.15 W/（m2·℃），随后表面换热系数逐渐趋于稳定。降温过程中，表面换热系数在换热的初始阶段达到最大值，33.92 W/（m2·℃），之后随温度的降低逐渐减小。以求解得到的换热系数作为边界条件，采用ABAQUS有限元软件建立镁合金试样固溶热处理模型，计算试样的温度变化，计算结果和实测数据最大温差为6.39℃，验证了所求表面换热系数的准确性。

• 固溶热处理对ATI425合金棒材组织及力学性能的影响

  沈立华, 李建锋, 袁红军, 韩伟松,

  对ATI425合金棒材进行不同的固溶热处理工艺试验，研究固溶温度和保温时间对其显微组织、力学性能的影响。结果表明，随着固溶温度从870℃升高到930℃，该合金的抗拉强度从1149 MPa降至1046.5 MPa，伸长率和断面收缩率始终处于上升趋势；固溶保温时间对ATI425合金棒材的室温性能影响要小于固溶温度的影响，且保温时间控制在90 min时，组织的均匀性相对较好。

• 冷却速度对弹簧钢脱碳及拉伸性能的影响

  杨栋, 陈继林, 董庆, 秦树超, 宋秀果, 姜国鹏, 刘维,

  采用光学显微镜研究了不同冷却速度下弹簧钢的脱碳规律以及在不同冷却速度下对弹簧钢性能影响，并对脱碳产生的机理进行了分析。结果表明：随着冷却速度的增加，C的扩散能力降低，对试样表面的全脱碳具有抑制作用，减缓铁素体析出，减少全脱碳的产生。同时，随着冷速的增加，试样在两相区的停留时间减少，先共析铁素体减少，造成弹簧钢抗拉强度提高，断面收缩率降低。

• 基于DANTE软件的船用发动机凸轮轴淬火硬度及变形仿真分析

  张晓云, 曹利平, 杨雪, 尹党育, 王清川, 冯媛, 邓培忠,

  凸轮轴是船用发动机的核心运动部件，其表面硬度和尺寸精度对柴油机质量和寿命有很大影响。采用热处理模拟软件DANTE，对16NC6渗碳钢凸轮轴的热处理淬火过程进行了建模仿真，研究了淬火后凸轮轴的硬度分布以及淬火后凸轮轴轴向、径向的变形。结果表明，硬度分布和径向变形引起凸轮轴的弯曲，而轴向变形引起伸长。经过生产验证，模拟结果与实际生产相吻合，模拟预测结果可为优化工艺提供参考。

• 回火温度对42CrMo齿轮钢组织与力学性能的影响

  张丽娜, 王长春, 解福祥, 鲍文科,

  采用扫描电镜（SEM）、拉伸试验机等研究了550～650℃不同温度回火对42CrMo齿轮钢显微组织与力学性能的影响。结果表明：回火态42CrMo钢组织主要为铁素体、渗碳体及少量残余奥氏体。随着回火温度的升高，试验钢中析出碳化物数量先增加后逐渐减少，碳化物的尺寸越来越细小，铁素体也从板条状逐渐转变为块状。随着回火温度的升高，试验钢的抗拉强度逐渐降低，伸长率逐渐升高。550℃回火试验钢的抗拉强度最高，达到1152 MPa;650℃回火试验钢的伸长率最高，达到17.2%。

• 连接金具U型环的失效分析及预防

  王松臣, 李新梅, 王晓辉, 逯平平,

  通过对电力连接金具U型环的研究现状进行分析，对可能导致U型环磨损、腐蚀及疲劳失效的原因进行探讨。基于上述结果提出适用于连接金具U型环失效的预防方法，为U型环的设计提供参考；同时也为国家电网的安全平稳运行提供支持。

• 42CrMo钢下拉杆末端淬火开裂分析

  付明, 高晓婷,

  对42CrMo钢下拉杆末端零件的淬火裂纹形态、材料化学成分、微观组织、断口形貌等进行了分析，探讨了下拉杆在实际热处理工艺中淬火开裂的主要原因。结果表明：淬火时冷却速度过快、应力过大是造成开裂的主要原因。淬火时的冷速过快则是由淬火介质浓度过低或淬火介质温度过低所引起。因此，控制淬火介质的浓度、检查淬火介质的冷却能力曲线和调节淬火时的温度能有效减少42CrMo钢下拉杆末端零件的淬火开裂现象，提高产品合格率，保障下拉杆的安全，提高使用寿命。

• 500kV变电站罐式断路器黄铜连接螺母腐蚀断裂原因分析

  陈浩, 张涛, 房文轩, 张雪超, 谢利明,

  利用宏观检验、化学成分分析、显微组织检验、断口形貌分析、有限元分析及能谱分析对腐蚀断裂的黄铜连接螺母进行了分析。结果表明，因材质不良、制造工艺控制不当造成黄铜连接螺母的强度和韧性不足，在生产制造或存放运输过程中接触到了含有S元素的腐蚀性介质，在管路内部介质压力、紧固预紧力及加工残余应力的共同作用下，沿整个螺母的应力集中区发生应力腐蚀开裂。

• 脱硫化氢汽提塔T5001塔底油抽出线弯头开裂失效分析

  马小明, 邹志豪,

  针对氢精制装置脱硫化氢汽提塔T5001塔底油抽出线弯头出现的裂纹进行失效分析，为同类弯头的开裂失效控制提供理论依据。通过材料化学成分分析、力学性能试验、裂纹形貌观察、断面能谱分析、金相试验分析和弯头应力有限元分析的多学科分析方法，确定了造成弯头开裂失效的多种因素。结果表明：该弯头的力学性能、化学成分均符合304L标准；裂纹形貌照片、断面能谱结果和金相试验分析显示弯头内壁存在腐蚀且断面存在硫离子和氯离子，裂纹从内壁到外壁扩展；弯头应力有限元分析显示弯头在工作状态下弯头内弧侧应力水平最高，为24.8 MPa。弯头工作环境中存在氯离子、硫离子且受到周向和轴向应力双重作用，导致弯头从内壁先发生应力腐蚀开裂。建议严控保温材料的氯离子含量，增加弯头及其连接的管道系统定期清洗工作，将管线的工作温度和压力控制在适宜范围内，防止类似事故的发生。

• 20G钢锅炉水冷壁管爆管原因分析

  张鹏鹏, 姜勇, 张良杰, 杨子奇,

  借助光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪、直读光谱仪对某热电厂20G钢锅炉水冷壁失效管进行宏观分析、材质复检、断口分析、硬度测试、常温及高温力学性能测试等，分析其爆管原因。结果表明：该水冷壁管在服役过程中经历了短时超温，且最高温度达到854℃以上，最终导致爆管的发生。