热加工工艺杂志

热加工工艺杂志2023年第7期

• CrCoNi三元中熵合金强化方法的研究进展

  刘思聪, 朱和国,

  CrCoNi三元中熵合金具有单相FCC结构，塑性高且易产生加工硬化现象，但CrCoNi合金仍存在屈服强度偏低的问题，需要进一步强化来提升性能。从合金化元素添加、冷热变形工艺和热处理方面介绍了CrCoNi合金常见的强化方法，综述了其对CrCoNi合金的强化机制及性能的影响。

• 单点渐进成形镁合金板成形极限及微观组织演化的研究进展

  高正源, 任俊州, 刘洋志, 孙鹏飞, 安治国,

  简要地介绍了单点渐进成形工艺的技术原理及特点。结合文献的研究结果，总结了单点渐进成形中不同工艺参数对镁合金板成形极限及微观组织演化的影响规律。展望了在其他成形条件下镁合金单点渐进成形性能的研究。

• 5083铝合金焊接接头高周疲劳行为研究

  程亚军, 高占朋, 薛宁鑫, 王斌, 段启强, 白鑫,

  以5083铝合金MIG焊接头为研究对象，对其微观组织、显微硬度、高周疲劳性能以及疲劳断裂特征进行了研究。结果表明，接头焊缝区存在着密集分布的不连续点状析出物。与母材相比，接头处析出相分布更为密集，且尺寸更为粗大；然而，焊接接头的硬度却与母材相当，这主要与析出强化效果增强和形变强化效果消失有关。焊接接头107周次的中值条件疲劳强度Δσ为46.4 MPa。焊接接头的疲劳源有多个，疲劳裂纹萌生于疏松和未熔合等焊接缺陷处，疲劳裂纹扩展区出现了疲劳辉纹，瞬断区内有大量等轴韧窝。

• 电磁辅助电弧熔丝增材制造GH4169合金的组织和疲劳性能

  黄之豪, 高健, 李茂林, 魏昱涵, 张栩, 陈鹏, 刘奋成,

  采用电磁辅助TIG电弧熔丝增材制造在1Cr18Ni9Ti不锈钢基板上制备了GH4169合金，分析了GH4169合金的凝固组织，研究了励磁电流对GH4169合金室温疲劳性能的影响。结果表明，电磁辅助电弧熔丝增材制造GH4169合金组织致密，无明显气孔、裂纹等缺陷。成形试样的宏观组织由沿沉积方向自下而上外延生长的粗大柱状晶组成，在施加外部磁场后，柱状晶尺寸减小，当励磁电流为1 A时，枝晶间脆性Laves相含量最少，元素的显微偏析现象减弱；随励磁电流的增大，成形试样的室温疲劳性能呈现先增大后减小的趋势，当励磁电流为1 A时，其疲劳寿命达到1.1×106，成形试样的室温疲劳性能最佳。

• 高功率选区激光熔化成形316L不锈钢层厚与性能的关系

  陈东菊, 李娜, 王朋, 孔帅, 曾志强,

  采用高功率选区激光熔化技术和不同层厚(150、200、250 μm)进行316L不锈钢粉末的单道成形、块体成形和拉伸试样成形试验，研究了单道形貌、块体致密度和截面组织、拉伸性能等。结果发现，平均熔宽随着层厚的增加而增加；相同层厚时，曝光时间越长，熔宽也越大。单熔道稳定成型随层厚的增加所需的曝光时间增大。三种层厚下均出现了液滴飞溅情况，液滴飞溅的程度随着层厚的增加而增加；相同层厚时，曝光时间越长，液滴飞溅的颗粒物越大。同等条件下，随层厚增大，成型效果逐渐变差。其中，150 μm层厚时，致密度最大，达到99.9%，200 μm层厚的力学性能最佳。250 μm层厚时，晶粒尺寸较大，致密度较差，力学性能较差。粉层厚度不能无限增加，需在一个合理的参数范围内，以保证成形的效果。

• 2219铝合金搅拌摩擦焊接热过程及拉伸性能分析

  赵艳秋, 陈丹, 韩国良, 董曼红, 占小红,

  对厚度为8 mm的2219铝合金板开展单道搅拌摩擦焊接（SPFSW）试验，对厚度为15 mm的2219铝合金板开展双道搅拌摩擦焊接（DPFSW），分析不同厚度2219铝合金板搅拌摩擦焊接热过程与接头拉伸性能，重点探究第二道焊接对接头微观组织与拉伸性能的影响。结果表明：第二道搅拌摩擦焊接过程的高温区域与最高温度均大于第一道的，前进侧的最高温度均略低于后退侧的；15 mm厚DPFSW接头的抗拉强度略低于8 mm厚SPFSW接头的。接头拉伸断裂机制均为韧窝聚集型断裂与解理断裂相结合的模式。

• CZ锆合金与316L不锈钢真空钎焊接头的界面组织及力学性能

  陈月, 张强, 陈国清, 任啟森, 刘彤, 廖业宏,

  采用BAg72Cu银基钎料对CZ锆合金与316L不锈钢进行真空钎焊，研究了其界面微观组织及力学性能。结果表明，经真空钎焊后其接头界面组织连续且致密，钎料与两侧母材均实现了良好的冶金结合。钎焊温度为800、820、850℃时，从不锈钢侧到锆侧的接头组织依次为Fe（Cr，Zr）2、Zr（Fe，Cr）2、（Zr，Cu）、Zr2Ag、α-Zr+Zr2Cu+Zr2Ag。钎焊温度为880℃时，由于铁元素大量扩散，焊缝中生成了Zr3Fe相。820℃钎焊时接头的室温抗剪强度最高，为125 MPa。银铜钎料的加入使接头显著硬化，近不锈钢侧的扩散层硬度值最大，约为725 HV。所有钎焊工艺下，剪切断裂都发生在母材锆合金与钎料之间的界面，断口形貌为典型的河流状花纹和台阶，为脆性解理断裂。

• 30CrMnSiNi2A钢表面激光熔覆两种高强钢粉末的对比研究

  张志强, 胡家齐, 程宗辉, 刘世华,

  分别在30CrMnSiNi2A钢表面激光熔覆1Cr12Ni2与AM355两种高强钢粉末，制备了熔覆1Cr12Ni2试样与熔覆AM355试样，测定了两种熔覆试样的力学性能，采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪观察了熔覆试样的组织与断口形貌。结果表明：两种试样的熔覆层均为马氏体组织，但熔覆AM355试样中清晰可见胞状晶组织。熔覆1Cr12Ni2试样的力学性能相对较低，抗拉强度达到1300 MPa，断后伸长率为3%，冲击韧性为27 J/cm2。AM355熔覆层的合金元素含量更多，固溶强化作用更明显，此外奥氏体稳定化元素镍含量更高，奥氏体量较多，塑性与韧性较好，因此熔覆AM355试样具有好的综合力学性能，抗拉强度达到1380 MPa，断后伸长率达到5%，冲击韧性达到55 J/cm2。熔覆AM355试样拉伸断口的熔覆层区域为撕裂型伸长韧窝，冲击断口的熔覆层区域为局部区域起伏的小韧窝形貌，显示出了更好的塑韧性。

• 磁场辅助CMT焊接X80管线钢焊缝的显微组织和力学性能

  贺精瑞, 邸洪双, 沈鑫珺, 齐霄楠, 王晓南, 高源,

  研究了纵向交变磁场辅助CMT焊接X80管线钢焊缝的显微组织和力学性能。使用光学显微镜和扫描电子显微镜对焊缝的显微组织及晶粒取向进行分析，使用万能试验机和冲击试验机对焊缝的力学性能进行检测。结果表明，加入磁场后，焊缝组织由回火马氏体向针状铁素体和粒状贝氏体转变，焊缝组织细化，焊缝的抗拉强度、冲击韧性提高。由于磁场对熔池金属的搅拌作用，焊缝中粗大的柱状晶组织被打碎，作为异质形核点，促进了针状铁素体形核，细化了晶粒，提高了焊缝的力学性能。

• 不同超声频率电弧下316L焊缝的微观组织分析

  朱平, 余春,

  通过采用体式显微镜及EBSD（电子背射衍射）等手段对使用不同超声频率的316L不锈钢焊缝进行微观组织分析。结果表明，使用一定的超声频率电弧，能够减小焊缝柱状晶、增加等轴晶，当超声频率为60 kHz时，与普通TIG焊相比，焊缝柱状晶宽度细化程度达到58.6%，同时焊缝晶粒的细化程度可达35.6%，且焊缝金属晶界取向差增加，晶界稳定性更高，能够有效提升焊缝性能。

• P、Ga元素对SnCu0.7无铅焊料抗氧化性的影响

  贾元伟, 梁华鑫, 唐芸生, 张家涛, 普友福,

  通过静态和动态氧化实验研究了P、Ga元素对SnCu0.7无铅焊料抗氧化性的影响。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）及能谱仪（EDS）研究了氧化渣中的物相及元素分布。静态氧化实验表明：P能有效提高SnCu 0.7在270℃的抗氧化性，且随着P含量的增加，合金氧化渣量先减少后增加，P含量为10-4时氧化渣量最小；而添加Ga后焊料在270℃和400℃都具有良好的抗氧化性。动态氧化实验表明：P、Ga元素会在氧化渣中富集；添加P可以显著提高SnCu0.7的动态抗氧化行为，而添加Ga后产生粘渣降低了动态抗氧化性；P与Ga共同加入时，可形成Ga-P复杂氧化物存在于氧化渣中，从而抑制Ga的活性使焊料不产生粘渣；添加Ga能够提高SnCu0.7-100P的抗氧化温度，但是会加速P的消耗速率，从而降低合金的抗氧化时间。

• 界面组织调控对钛/钢复合板结合强度的影响

  杨赟, 丁文红, 吴梦先, 李天妹,

  为了解决钛/钢复合板在热轧过程中因生成的金属间化合物降低复合板抗剪切强度的问题，本文采用了界面组织调控的方法，利用Ga元素对TA2的界面组织进行改性。结果表明，采用Ga元素进行改性后，复合板热轧之后的钛侧组织稳定为α-Ti。复合板结合界面形成了单一的TiC层，在850、900、950℃的轧制温度下TiC层的厚度分别为190、180、510 nm。轧制温度为900℃时，复合板的抗剪切强度为235 MPa，在提高钛/钢复合板轧制温度、减小轧制设备负荷的同时，也能保证钛/钢复合板的抗剪切强度。

• 激光沉积GH4169试样双时效态的力学性能研究

  王忠, 李湉, 乔雷, 刘威, 刘苏月, 董金元,

  采用激光沉积工艺和GH4169镍基合金粉末，在GH4169基材试块上进行了增材制造，对试块进行了双时效热处理。对试块进行了高温持久试验和高温低周疲劳试验，对其性能进行了分析。结果表明，增材区域组织呈枝晶形貌，枝晶间存在不同角度分布。在650℃，700 MPa下，试样沉积方向的持久性能达到了时效锻件标准，高温持久断裂机理为在不同枝晶间优先形成空洞，在持续拉应力的作用下空洞长大并相互联接成裂纹，局部存在沿晶开裂，为穿晶和沿晶的混晶型韧性断裂模式。在455℃下，低周疲劳性能接近锻件时效状态8000次的要求，疲劳裂纹起源于表面或近表面气孔，裂纹扩展区存在类解理台阶和放射棱线，并伴有疲劳条带，裂纹局部沿滑移带扩展，瞬断区为典型的韧窝穿晶断裂特征。

• 紫铜结晶器砂型低压铸造的工艺设计研究

  夏翔, 靳蓉蓉, 谢世坤, 金曼曼, 易荣喜,

  研究了紫铜结晶器砂型低压铸造的工艺设计方法，重点从升液管、浇注系统、浇注工艺和砂芯设计等方面进行了探讨。结果表明：升液管长度取55 mm，内径取70 mm，壁厚为5.5 mm；浇注系统采用直通式内浇口，从铸件底部直接注入型腔；中间大型芯采用加长上芯头，小孔型芯采用只做下芯头的垂直型芯,芯头高度分别为35 mm和15 mm，斜角分别为6°和1°。

• ZL210A铝合金动力电池包的精密铸造研究

  邱小云, 王冀恒,

  设计了电动汽车ZL210A铝合金动力电池包结构及浇注系统，基于ProCAST软件建立铝合金动力电池包精密铸造仿真模型，对动力电池包精密铸造的凝固、缩孔缩松特性进行研究和分析，并运用试验进行了验证。结果表明：设计的铝合金动力电池包铸件浇注系统简单，且能准确控制合金液流动、充型时间、凝固温度；铝合金动力电池包铸件整个凝固过程中基本呈现对称分布，电池包精密铸造模拟的缩孔缩松率总和为3.68%。试验铸件缩孔缩松率总和平均值为3.72%，与仿真3.68%基本一致，验证了仿真结果的准确性。

• 体育器材用铝合金的组织和气孔优化研究

  章剑, 曾澎,

  采用高能超声法制备了体育器材用铝合金，研究了超声功率对铝合金的微观组织和气孔缺陷的影响。结果表明，高能超声细化了铝合金晶粒，使其密度变大，气孔减少。随着超声功率的增大，晶粒细化效果越明显，形状系数越大，晶粒越圆整，铝合金密度逐渐变大，气孔缺陷变少，铝合金拉伸性能更好。当超声功率从0增加到900W时，晶粒尺寸由63.4 μm减小到43.2 μm，形状系数由基体的0.41增加到0.72。当超声功率为900W时，抗拉强度和伸长率分别为200.5 MPa和4.36%，相比于未超声处理合金分别提高了31.1%和27.5%。此外，还研究了高能超声对晶粒细化和气孔缺陷减少的机理。

• 基于BP神经网络的汽车镁合金轮毂低压铸造工艺优化

  程诚, 宁萍, 李玲玲,

  基于BP神经网络建立的4×24×12×2四层结构汽车镁合金轮毂低压铸造优化模型，输入层为铸造模具预热温度、浇注温度、浇注速度及充型压力，输出层为晶粒尺寸、屈服强度。通过BP神经网络优化模型对汽车镁合金轮毂低压铸造成型工艺进行优化。结果表明：优化后的汽车镁合金轮毂铸件晶粒尺寸由146.8 μm减小到123.2 μm，晶粒尺寸减小率为16.0%；屈服强度由169.7 MPa提升到185.6 MPa，屈服强度提升率为9.4%。汽车镁合金轮毂低压铸造最优工艺参数为模具预热温度380℃、浇注温度690℃、浇注速度0.50 m/s、充型压力6.5 kPa。

• 精密铜薄带冷轧加工残余应力有限元模拟及试验研究

  李旭云, 杜晓钟, 王荣军, 杨凯悦, 燕艳,

  为了分析轧制工艺参数对精密铜薄带残余应力的影响，根据有限元分析理论建立C19400铜轧件轧制模型。采用正交试验设计法对精密铜薄带轧制的工艺参数进行优化，并利用极差法分析不同的轧制速度、压下量、轧辊直径对精密铜薄带残余应力的影响。最后，通过测量轧板残余应力对模拟进行验证。研究表明：在精密铜薄带的轧制过程中，对轧件已加工表面残余应力的影响因素由小到大依次为：轧制压下量、轧制速度、轧辊直径；通过有限元模拟及试验，轧制后的轧板两侧的残余应力比较大，而轧板中部的残余应力相对较小。在研究范围内，残余应力随着轧辊直径的增大而逐渐增大。

• AZ31镁合金板弯曲矫直过程中的应力分析及组织演变

  田静, 邓嘉飞, 常原颖, 梁伟,

  研究AZ31镁合金板在弯曲矫直工艺过程中应力分布及其对微观组织的影响。结果表明：弯曲矫直过程中波峰和波腰处板材的受力不同，导致其组织有所不同。波腰处会产生更多的拉伸孪晶，切割晶粒，导致晶粒细化，导致板材在弯曲矫直后抗拉强度有所提升。拉伸孪晶处有更大的储能为再结晶提供形核位点，产生更多的细小晶粒。同时拉伸孪晶会导致晶粒取向的变化，使其更有利于滑移。因此，弯曲矫直导致板材性能提升，波腰处的组织起主要作用。

• TC6钛合金作动筒等温锻造成形的模拟与实验研究

  马庆, 魏科, 徐勇, 王高潮, 丁凌,

  采用模拟和实验相结合的方法对TC6钛合金作动筒锻件进行了成形特征分析。首先，借助于Deform-3D模拟软件建立了TC6作动筒等温锻造成形的有限元模型。其次，模拟结果揭示了等温成形过程中材料流动、型腔填充的顺序及成形载荷变化规律。最后，采用实验验证了模拟过程的可靠性和有效性。结果表明，成形过程分为4个阶段，前面3个阶段均出现了正挤和反挤两种挤压模式，在第4个阶段因实心柱体区域已充填完成，所以成形过程是反挤压。随后，根据应力应变场特点，分析了锻件不同区域的受力及变形量。

• 预置初始孪晶对ECAP变形纯镁组织和性能的影响

  任开志, 张征勇, 鲁晔, 王利飞, 曹晓卿,

  对预置孪晶后的纯镁进行等通道挤压（ECAP），利用光学显微镜、电子万能试验机研究1、2、4道次后组织和力学性能的变化。结果表明在250℃等通道挤压下，预压缩5%的试样比原始试样具有更细的晶粒。2道次挤压后，预孪晶的样品相较于没有预压缩的样品动态再结晶晶粒更多。4道次挤压后晶粒尺寸变得更加均匀。ECAP和预孪晶均能提高纯镁的伸长率。预孪晶4道次挤压后样品的伸长率比原始样品挤压的伸长率提高较大，说明了孪晶在纯镁ECAP变形中起着重要的作用。

• 复杂非对称不动环全纤维成形不均匀变形的仿真分析

  成一博, 张冉阳, 赵刚要, 金郴柏, 何龙, 郭正华,

  针对传统复杂非对称7075铝合金不动环模锻件切削加工后易造成抗疲劳性能降低的问题，基于体积不变原理获得了预成形件。然后提出了先预成形再终成形的全纤维成形工艺。采用Deform-3D软件建立了复杂非对称不动环的全纤维预成形三维有限元模型，通过实验验证了所建模型的可靠性。基于所建立的仿真模型对该成形过程中金属流动、温度场、等效应力场和等效应变场等进行了分析，获得了加载载荷随成形过程变化规律，揭示了不均匀变形的产生、发展和演变规律。结果表明：随着成形温度的升高，成形载荷逐渐下降，但400～440℃时变化趋势放缓且载荷值较为接近；等效应力逐渐下降，即变形抗力随着温度升高逐渐下降。

• 挤压比对Mg-9Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金组织和力学性能影响

  徐刚,

  对Mg-9Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金进行了不同挤压比的挤压试验，采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、拉伸试验研究了不同挤压比对合金组织与力学性能的影响。结果表明：均匀化态试验合金组织主要由α-Mg基体、层状LPSO相及少量块状LPSO相构成。随着挤压比的增加，合金再结晶程度越来越高，层状LPSO相逐渐减少。与均匀化态试验合金相比，挤压态合金的强度及伸长率均有明显提高。随着挤压比的增加，试验合金的强度有小幅提升，伸长率显著提高。挤压比为42的Mg-9Gd-4Y-2Zn-0.5Z合金的抗拉强度、屈服强度及伸长率均达到最大值，分别为407、332 MPa和12.2%。

• 基于神经网络的6A02铝合金连接板锻造工艺优化

  马敬敬, 李梦婷,

  采用5×30×10×2四层拓扑结构，输入层为模具预热温度、始锻温度、终锻温度、冷却速度及锻造速度，输出层为抗拉强度、屈服强度，建立6A02铝合金连接板锻造工艺神经网络优化模型并进行了训练、预测及实际应用。结果表明：铝合金连接板锻造工艺神经网络优化模型输出的预测抗拉强度相对误差在1.54%～3.29%，平均预测相对误差为2.03%；输出屈服强度预测相对误差在0.88%～2.98%，平均预测相对误差为1.43%，整体相对误差较小；优化后锻件力学性能提升15%，最优锻造工艺参数为模具预热温度340℃、始锻温度460℃、终锻温度340℃、冷却速度50℃/s、锻造速度12 mm/s。

• 热等静压工艺对TB6钛合金组织和性能的影响

  陈彩娜, 曾志, 张耀, 祝昆, 杨先,

  利用等离子旋转电极法制备的TB6钛合金粉末（106～250 μm），研究两种不同的热等静压工艺对TB6钛合金组织和性能的影响。结果显示，使用同时升温升压工艺制备的TB6试样，晶粒较小且晶界明显，呈现出明显的等轴状组织，晶界处有α相析出；使用先升温后升压工艺制备的TB6试样，晶粒较大，晶界不明显，晶粒也多呈现不规则状态。使用同时升温升压工艺制备的TB6试样的抗拉强度、屈服强度、断后伸长率和断面收缩率均小于使用先升温后升压工艺制备的TB6试样的。

• 印刷电路板式换热器焊接质量影响因素分析

  史新鑫, 李博, 李彦默, 李晟, 李培跃, 付文,

  印刷电路板式换热器的换热芯体是对层层堆叠的冷热换热板采用扩散焊在高温高压下焊合而成的。但是，换热板中换热流道的存在阻碍了焊接压力沿换热板的均匀传递，使得板间轴向应力分布不均，造成流道处焊合质量差、层板变形等缺陷。采用有限元法，考虑矩形截面流道的几何尺寸（流道宽度、肋宽、板厚）与焊接压力等因素，研究轴向应力在换热板焊合界面间的分布规律。结果表明：板间轴向应力绝对值在1个流道宽度范围内沿一侧向另一侧呈现先减小后增大的分布，流道中心区域为焊合薄弱区域。随着流道宽度的增大，板间中心区域的轴向压应力减小，不利于焊合；随着板片肋宽、焊接压力的增加，板间轴向压应力增大，但是流道两侧应力集中加剧，易产生焊接变形；适当增加流道板厚可以使流道界面轴向应力分布更均匀。

• 预热温度对紫铜MIG焊接接头组织与力学性能的影响

  施晓越, 田伟, 陈林玲,

  研究了焊前预热温度由100℃提高至400℃时，紫铜MIG焊接接头的焊缝成形、显微组织与力学性能变化。结果表明，随预热温度提高，焊接飞溅减少，焊缝成形质量显著改善，焊缝熔深逐渐增大。焊缝金属显微组织主要为铜基固溶体柱状晶粒组织，热影响区处为等轴晶粒组织。焊接接头硬度均表现出由母材至焊缝金属逐渐降低的趋势。随预热温度提高，焊缝区、热影响区宽度增大，焊缝金属和热影响区硬度均小幅下降，接头抗拉强度先增大后减小。在300℃预热时，接头具有最高的抗拉强度，且焊缝成形质量好。

• 不锈钢薄板高频冷焊与TIG焊接头的性能对比

  周传昆, 王伟, 娄双涛, 陆凯雷,

  开展了0.5 mm厚304不锈钢板高频冷焊与TIG焊接头性能对比试验。结果表明：相比TIG焊工艺，在高频脉冲电流作用下，低热输入量使得冷焊的焊缝宽度小了50%、最大焊接变形量小了23.8%，接头周围的氧化程度更低。连续交替的未焊透和弧坑缺陷使得焊缝成为冷焊接头的最薄弱区域，抗拉强度及伸长率分别低于TIG焊的约5.9%和10.1%。但接头抗拉强度的稳定性达到TIG焊的3.6倍。低热输入也使得冷焊接头焊缝区的柱状晶及热影响区的奥氏体粗大程度较TIG焊的低。高频冷焊技术可满足薄板焊接的实际需求。

• ZL114A铝合金电弧-激光微铸锻复合增材制造组织与力学性能研究

  陈清勇, 王桂兰, 梁立业, 张海鸥,

  对ZL114A铝合金进行电弧-激光自由熔积和电弧-激光微铸锻复合增材成形实验，探究工艺条件对该铝合金的冶金缺陷、显微组织、力学性能和断口SEM形貌的影响机理。结果表明：电弧-激光微铸锻增材成形工艺能明显抑制成形过程中气孔的产生，显微组织更加细小、均匀，共晶硅在晶间弥散分布；与电弧-激光自由熔积工艺相比，熔积扫描方向、熔积增高方向的拉伸强度、塑性、布氏硬度均提高；两种工艺的试样拉伸断口形貌均为细小的等轴韧窝，但电弧-激光微铸锻工艺的拉伸断面微型气孔缺陷更少。

• 供热管道带水修复介质状态对活性TIG焊覆盖层的影响研究

  张治国, 张丹丹,

  供热管道带水修复，管道内的介质状态是影响修复效果的重要因素。通过搭建可调节管道介质压力和流动状态的试验装置，研究了利用活性TIG焊替代传统焊接方法对6 mm厚管道上的线性裂纹进行覆盖层焊接时，介质压力与流动状态对焊接效果的影响规律。结果表明，当介质压力较高时，熔池成型受介质压力影响，会导致二次泄露；当介质压力较低时，随着压力的减小，裂纹的熔合深度随之增加。常压带水状态下，可以将管壁裂纹的熔透，相比焊条电弧焊盖面，裂纹熔合深度有较大提升。静水静压状态下，裂纹熔合深度大于动水静压状态。动水动压状态下，裂纹的熔合深度随着介质压力的降低而增加。

• 7150高强铝合金自支撑搅拌摩擦焊接头成形与组织研究

  刘立安, 陈思浩, 赵耀邦, 孟祥晨, 黄永宪,

  为解决高强铝合金搅拌摩擦焊(friction stir welding,FSW)背部需刚性支撑的问题,设计了自支撑搅拌摩擦焊分体式焊具,由上轴肩尧搅拌针和下支撑体组成。采用下支撑体的结构设计可以进行7150-T77511铝合金的无垫板支撑FSW,并消除了传统FSW背部的弱连接缺陷。通过焊接工艺参数优化,当转速为550 r/min,焊接速度为500 mm/min时,焊缝成形良好,无内部缺陷。焊缝横截面组织呈野哑铃冶形,工件上下层分别受上轴肩和下支撑体作用产生上焊核区和下焊核区,这两个区域的晶粒尺寸相近,相比焊核区晶粒更细小。

• 42CrMo钢齿套锻件表面亮点缺陷分析

  李雪, 宋现洲, 郑三妹, 张彦娟, 殷立涛, 袁艳杰,

  采用金相、断口扫描、能谱分析对42CrMo钢齿套锻件表面亮点缺陷进行了分析。确定缺陷属于点状偏析，同时存在硫化物及氧化物夹杂，导致塑韧性较差，不能满足标准要求。

• 超超临界锅炉末级过热器异种钢焊接接头断裂原因分析与预防

  林琳, 唐勇, 殷尊, 孟永乐, 李生文,

  对某电厂开裂的超超临界锅炉末级过热器F91/TP310HNbN异种钢焊接接头进行分析，包括宏观形貌检查、几何尺寸测量、金相组织检验、扫描电镜断口形貌分析和维氏硬度试验。结果表明：异种钢焊接接头开裂是焊缝的化学成分、组织、力学性能和物理性能与不锈钢侧母材差异较小，而与F91侧母材差异较大，导致F91侧焊缝熔合线附近成为整个接头的薄弱环节，再加上多种应力作用共同造成的。预防异种钢焊接接头早期失效应选用更为合适的焊材进行焊接，并在机组停机时加强金属监督检验。

• 复合板热轧过程中出现镰刀弯的原因分析及改进措施

  强瑞, 吴裕, 张彪, 杨攀, 柏强, 何振娟,

  复合板在热轧过程中因各层材料的力学性能不同而易形成程度不同的镰刀弯。本文以减小钢-锆双金属复合板热轧过程中镰刀弯程度为目标，对其热轧过程中出现镰刀弯的原因进行分析并提出改进措施。结果是该复合板轧后镰刀弯程度由9 mm降低到3 mm以内，极大地降低了钢-锆双金属复合板的镰刀弯程度。

• 某在役X70管道环焊缝裂纹原因及质量隐患分析

  周少坤, 何仁洋, 王海涛, 李仕力, 孟涛, 罗艳龙, 张雪涛,

  通过无损检测、焊缝解剖分析、理化性能检测、宏微观分析等手段，对某在役X70级钢输气管道的环焊缝裂纹及其它缺陷进行了分析。结果表明：在该焊口1～2点钟位置存在5处缺陷，包括夹渣、缩孔和未熔合，这些缺陷降低了焊缝的强度和韧性。11～12点钟位置存在长约20 mm的裂纹，该裂纹沿根部焊道的熔合线开裂，沿粗晶区扩展，贯穿整个打底焊道。焊缝错边量较大且焊缝根部存在形状不连续，造成应力集中。该裂纹为打底焊道在后续填充焊加热过程中由于应力集中以及焊接热应力所产生的再热裂纹，在服役期间未发生扩展。

• 连铸坯偏析对高碳钢盘条组织和力学性能的影响

  李月云, 张宇, 喻智晨, 李战卫,

  对高碳钢的连铸坯和热轧盘条的力学性能、组织偏析进行了检测。结果表明：连铸坯内弧侧存在碳偏析，热轧盘条存在局部偏析斑、且存在网状渗碳体，热轧盘条易发生脆性断裂。通过优化拉速、比水量及拉矫机压下量等参数，使连铸坯内弧侧碳偏析由1.10降低至1.04，热轧盘条局部偏析斑和网状渗碳体得到消除，力学性能合格率由62.3%提高到99.3%。

• 3003合金热轧开裂的原因分析及预防措施

  李广钦, 翟德斌, 王继成, 魏长传,

  采用SEM、EDS能谱仪、金相显微镜对3003合金热轧过程中在厚度方向上产生的贯穿性开裂孔洞进行了分析。开裂的主要原因是铸锭局部存在粗大硬质相，在变形过程中在硬质相上形成应力集中，硬质相破碎形成裂纹。根据开裂原因提出了对铸锭进行610℃×6 h均匀化的改进预防措施。