热加工工艺杂志

热加工工艺杂志2024年第11期

• 夹杂物诱发晶内针状铁素体及形核聚合的基础研究进展

  霍金霞, 吴耀光, 王雁, 巩鹏辉,

  采用氧化物冶金技术提高钢板的焊接热影响区韧性是当前钢铁冶金领域研究的热点。本文从夹杂物诱导晶内针状铁素体（Intragranular Acicular Ferrite，IAF）形核和复合夹杂物有效形核二方面，综述了容易诱发IAF的夹杂物、夹杂物间的晶体学关系、钢液凝固过程中IAF的形核机理以及复合夹杂物形核聚合的研究。这能为进一步明确氧化物冶金中有益夹杂物的形核和生长演变过程提供思路。

• 电子束选区熔化增材制造金属材料研究进展

  严侃, 高志杰, 高磊, 张镜斌, 张伟强, 陈喜锋, 杨艳,

  电子束选区熔化增材制造技术具有高能量密度、低反射率、高效率、高致密和低残余应力的特点，在高真空氛围下成形可以防止金属材料被氧化，特别适合活泼、难熔和脆性大的高性能复杂金属材料零件的精密成形制造。然而，电子束增材制造金属材料往往面临工艺参数难调控，成形零件存在孔隙、裂纹缺陷以及低致密度、元素蒸发、力学性能不足等问题。因此，开展电子束增材制造工艺-成形性-组织-性能的关系及其内在机制的研究具有重要意义。本文对采用电子束选区熔化成形技术在制备合金钢、钛及高温合金、铝合金和高熵合金的工艺参数调控及优化、微观组织演变和力学性能进行了综述，最后对电子束增材金属材料的热点和发展方向进行了展望。

• 扫描路径对DP780双相钢激光点焊成形特征及组织性能的影响

  黄佳欣, 韩善果, 于振涛, 任香会,

  为了探究激光焊接DP780双相钢的工艺特性，开展了不同扫描路径下激光点焊DP780双相钢的实验，对比不同摆动路径对焊缝成形、组织及剪切性能的影响。结果表明：不同扫描路径下激光点焊的焊缝组织相似：焊缝区组织为板条马氏体、贝氏体以及少量铁素体，热影响区组织为尺寸不均匀的块状铁素体、贝氏体以及少量马氏体。施加不同形式的扫描方式，使焊缝内铁素体和贝氏体在一定程度上有所增加，马氏体尺寸减小。扫描激光焊接头焊缝区的平均硬度有所降低，但软化区内最小硬度明显升高；扫描激光焊在一定程度上增大焊缝熔宽，降低焊缝熔深，可抑止气孔的形成；扫描激光焊接头的断口形貌主要由光滑界面和韧窝组成。

• 摆动激光焊接GH4169镍基高温合金焊缝成形性能研究

  卢冰, 李晨曦, 肖雪, 刘宏, 毛冬远, 闫林波, 程喜文,

  进行了GH4169镍基高温合金的摆动激光焊接工艺试验，研究了不同摆动参数对焊缝气孔率、宏观成形、微观组织和显微硬度的影响。结果表明：采用小振幅、低频率的摆动工艺有利于气孔的抑制，而大振幅对气孔抑制的作用更为显著。摆动引入后，熔深降低，尤其是随着振幅的增加。2.5 mm振幅下，匙孔焊接模式消失，焊缝生长方向发生变化。相较于未摆动，不同摆动参数下焊缝晶粒尺寸未发生明显变化，但摆动焊缝的二次枝晶有一定程度细化，这导致焊缝平均硬度出现微弱升高。

• TC4钛合金T型接头双面双弧MIG焊接特性研究

  高福洋, 崔永杰, 张浩, 鄂楠, 边传新, 余巍,

  对30 mm厚TC4面板和15 mm厚TC4腹板构成的T型角焊缝采用双面双弧MIG方法进行焊接，采用高速摄影对熔滴过渡形态进行了观测，采用数值模拟方法对比了单侧焊接和双面双弧焊接的温度分布，并对双面双弧焊接的焊缝成形进行了观测，对焊接接头组织进行了分析，并对接头显微硬度和拉伸性能进行了测试。结果表明：采用双面双弧MIG焊接可以获得成形良好内部无缺陷的焊接接头。焊接熔滴过渡形式为连续的滴状过渡，过渡过程稳定均匀。双侧焊接时，两侧温度场对称分布。接头冶金结合良好，焊缝组织为粗大的柱状晶，晶粒内部为长针状α'、层片状α和块状α相。面板侧热影响区为残余初生α、层片状α和残余β相。腹板侧热影响区为针状α、层片状α和残余β相。腹板和面板侧热影响区的显微硬度均高于母材。焊接接头抗拉强度达到969 MPa以上，断裂位置位于母材。

• 送丝速度对铝/钢激光熔钎焊接头组织与性能的影响

  周勇, 孙有平, 何江美, 李旺珍,

  采用ER2319焊丝进行了6061-T6铝合金/Q235镀锌钢光纤激光熔钎焊接，分析了送丝速度对接头成型、显微组织与力学性能的影响。结果表明：当激光功率为1.2 kW，焊接速度为1.2 m/min时，送丝速度在1.2～3.0 m/min范围内均可获得有效接头。接头的抗拉强度随着送丝速度的增加呈现先上升后减小的趋势，当送丝速度为2.4 m/min时平均抗拉强度达到最大值，为116.15 MPa。当送丝速度为1.8、2.4 m/min时，接头的上下表面的金属间化合物层可控制在10 μm以内，而对接界面处的金属间化合物层厚度随着送丝速度的改变变化不明显，对接界面的IMC层主要由FeAl、FeAl2、Fe4Al13相组成。接头的断裂形式为典型的解理断裂模式，而位于润湿铺展在钢表面的铝合金处则为韧性断裂。

• TiC钢结硬质合金与堆焊过渡层的界面组织及性能研究

  吴书菲, 魏炜, 马贺祥, 陈永, 刘胜新, 黄智泉,

  采用ERNiCrMo-3焊丝在TiC钢结硬质合金上堆焊过渡层，使用扫描电子显微镜、能谱仪、显微硬度计、万能试验机对不同热输入下TiC钢结硬质合金/ERNiCrMo-3熔敷金属界面的组织性能进行研究。结果表明：TiC钢结硬质合金和ERNiCrMo-3熔敷金属之间存在厚度为60～150 μm的熔合区。随着焊接热输入的增加，熔合区的厚度逐渐增加；当热输入为3.5 kJ/cm时，界面处组织分布均匀，无气孔、裂纹以及晶粒异常长大现象。母材和堆焊金属之间存在元素扩散现象，二者实现了冶金结合；母材和堆焊焊缝之间存在一个硬度逐渐变化的缓冲区域；TiC钢结硬质合金/ERNiCrMo-3堆焊金属界面剪切强度最高可达到443 MPa，满足恶劣工况下对耐磨件与基体结合性能的要求。

• Al/Ti异质合金回填式搅拌摩擦点焊数值模拟

  宋奎晶, 韦勇, 徐萌, 季雨凯, 刘鑫泉, 张铭雨, 杨蓓, 钟志宏,

  采用耦合的欧拉-拉格朗日（CEL）算法对2 mm厚的5A02铝合金/TC4钛合金板异质金属回填式搅拌摩擦点焊过程展开模拟研究，分析了旋转速度和停留时间对焊点成型过程中温度场、等效塑性应变场以及材料流动的影响。结果表明，在扎入初期，热累积作用明显，升温速率相对较快，随焊接过程进行，产热会由摩擦产热转变为摩擦和塑性变形共同产热，升温速率放缓。当搅拌头转速为2000 r/min、扎入速度为1 mm/s、扎入深度为1.9 mm、回填速度为1 mm/s、停留时间为0 s时，铝合金焊核区温度峰值达到558℃，等效塑性应变峰值达到120。在模拟的工艺区间内，焊核区峰值温度与旋转速度呈正相关，停留时间对温度的影响并不明显。

• 焊接工艺参数对不锈钢搭接焊缝成形的影响

  毕学松, 李志波, 高文国, 尚鹏,

  针对MARK Ⅲ型LNG薄膜舱的主屏壁波纹板焊接特点及要求，采用等离子弧焊接方法，在立向上位置改变主要焊接工艺参数开展系列试验，研究工艺参数对304L不锈钢搭接焊缝成形的影响规律。结果表明，电弧峰值电流、脉冲频率和离子气流量等电弧参数以及电弧长度、焊枪指向位置对焊缝成形有明显影响；焊缝成形良好的工艺参数范围为：峰值电流70～95 A，基值电流30 A，脉冲频率4～6 Hz，离子气流量0.20～0.35 L/min，电弧长度d1在0.8～1.4 mm，焊枪指向位置d2为-0.3～0.3 mm。这为开发自动化焊接设备提供了理论基础。

• 铝-钢异种材料回填式搅拌摩擦点焊接头界面连接机制与力学性能研究

  李聪, 尤佳庆, 张悦, 杨浩坤, 赵运强,

  以5754铝合金与DC04钢为研究对象，进行了铝板在上的回填式搅拌摩擦点焊试验，研究了搅拌套下扎深度对铝-钢界面微观组织特征与接头力学性能的影响。结果表明，当搅拌套未扎入下层钢板时，冶金结合为铝-钢界面的主要连接机制。当搅拌套扎入下层钢板时，铝-钢界面同时发生机械咬合与冶金结合，其中，机械咬合主要发生在搅拌套作用区。通过工艺优化得出最优工艺参数为：转速2000 r/min、焊速0.5 mm/s，搅拌套下扎深度1.45 mm，此时接头最大拉剪失效载荷达5105 N。

• 非理想相贯焊缝自动化焊接的运动控制研究

  高胜, 程晓飞, 李军, 潘云龙, 李海超,

  为了实现对加工装配存在误差的大构件相贯焊缝的多层多道自动化焊接，在介绍四轴联动焊接机器人结构及工作原理的基础上，建立了集斜交、偏置的通用相贯焊缝数学模型，提出一种连续控制焊枪位置参数及姿态调整值的计算方法，利用关键点示教+分段空间圆弧插补确定焊枪位置，主法面二分角法给出焊枪姿态，最后采用PC机+运动控制卡的方式构成伺服控制系统，驱动电机执行运动控制算法。该运动控制算法通用性较强，对管管焊缝工程化应用具有重要的参考价值。

• 复合材料与金属薄板自冲铆接成型工艺及影响因素研究

  张青, 张先炼, 扶文生, 田茂涛,

  为探究复合材料与金属异种薄板自冲铆接工艺的影响因素，选用碳纤维增强复合材料（CFRP）分别与1.5、2.0 mm的AA5083铝合金，1.5 mm的镀锌钢DC54D＋Z，1.2 mm的超高强钢DP1180进行自冲铆接试验；基于成型剖面对比分析研究接头的成型特点，并通过力学试验进一步研究接头在静载作用下的力学性能与失效行为。结果表明：断裂的纤维丝始终存在于铆钉脚与下板的间隙区域，导致铆钉脚不能刺入下板，对成型产生负面影响；金属板材质和厚度均对接头性能有所影响，强度越高和厚度越大，接头成型质量越差；复合材料-金属接头刚度受下板金属材料的影响较小；接头失效形式均为拉脱失效，承载能力与机械内锁强度成正比，可采取措施使铆钉刺入下板，增大钉脚张开度来防止产生拉脱失效；这4组接头成型过程中铆钉对纤维板的压溃损伤程度相同，拉脱失效后铆钉的倾斜角度和碳纤维板的破坏程度基本一致。

• 铸轧辊套超高速激光熔覆表面修复工艺研究

  李辉, 刘鹏宇, 李志慧, 魏小红, 肖梦智, 尹燕, 张瑞华,

  采用超高速激光熔覆在32Cr3Mo1V铸轧辊辊套表面制备了钴基合金层。采用单因素法分析了激光功率、熔覆速率、送粉速率对熔覆层成形质量的影响。结合铸轧辊套实际使用工况确定以熔覆层的厚度以及显微硬度作为考察对象，利用正交试验确定最优工艺参数，并借助扫描电镜对优选参数制备的熔覆层进行分析。结果表明，在一定参数范围内，熔覆层的厚度随送粉速率的增大而增大，随熔覆速率的增大而减小，并且与激光功率无明显相关性。优选的工艺参数为：激光功率2500 W、熔覆速率15 m/min和送粉速率30 g/min。该工艺制备的熔覆层显微组织非常均匀细小，存在明显的拱接分层现象，熔覆层底部和中部区域多为垂直于熔覆层/基体界面熔合线或搭接熔合线生长的柱状晶，生长方向具有高度的一致性，熔覆层顶部区域枝晶的生长方向相对紊乱，熔覆层的显微硬度显著高于基体，有利于提高铸轧辊辊套的耐磨性。

• 微量In对Mg-4Sn合金微观组织、电化学行为和放电性能的影响

  张研研, 张忠涛, 王勋, 李航,

  向铸态Mg-4Sn合金中添加1.0wt% In，研究了微量In对合金微观组织、电化学行为和放电性能的影响。结果表明，添加In元素前后，合金的微观组织均由树枝晶形态的α-Mg基体以及在枝晶间弥散分布的Mg2Sn相组成。添加In元素后，In固溶于基体中，且合金的树枝晶尺寸变小，Mg2Sn相的均匀性提高；合金的开路电位更负，自腐蚀电流密度更低；在电池性能的测试中，合金表现出更平稳的放电过程、更负的放电电位和更高的阳极效率。这主要归因于加入In后合金更高的放电活性和更疏松的放电产物。

• 奥氏体转变温度以上变形时应变速率对低碳钢动态软化行为的影响

  刘永超, 王少强, 王鹏程, 桑学科, 丁宁, 刘珑, 许慧霞, 郭卫民,

  利用Gleeble-1500热模拟试验机，将一低碳微合金钢在Ac3温度以上（950℃）进行了4种不同的应变速率（10、7、3、1 s-1）的压缩变形，然后淬火处理。对高温变形的应力应变曲线用双微分法进行变换，发现材料变形过程中主要有两种软化机制，分别为动态相变和动态再结晶，随变形速率的增加，材料发生软化的两个临界应力呈线性升高的趋势；两个临界应变则随应变速率变化不大。用金相显微镜观察观察了材料淬火后的金相组织，发现材料内的Widmanstätten铁素体板条宽度随应变速率的增加而逐渐变细，多边形铁素体的数目随应变速率的增加而增加；Widmanstätten铁素体板条一般为平行或垂直关系，而垂直关系的Widmanstätten铁素体板条并不呈现严格的直角，而是偏离一定的角度。

• SiCp含量对SiCp/Al-1.2Mg-0.6Si铝基复合材料组织和性能影响

  孟达, 王惠梅, 杨磊, 范玉虎, 余申卫, 王成辉, 汪勇, 曹栋,

  采用粉末冶金法制备SiCp/Al-1.2Mg-0.6Si铝基复合材料，分析了该复合材料的均匀性和界面结合情况，探讨了几种体积分数该复合材料的显微组织和性能变化。结果表明，SiC颗粒和基体之间的界面清晰平滑，界面结合良好，但随着热压温度的增加，SiC与基体间的微观缩孔和析出相逐渐增多。随着SiC颗粒含量的增加，材料的弹性模量、热导率显著提高，弯曲强度先升高后下降，而热膨胀系数逐渐降低。

• 连铸坯中柱状晶比例对无取向电工钢组织和磁性能的影响

  詹东方, 钱红伟, 岳重祥, 李慧, 麻晗,

  在高牌号无取向硅钢的连铸生产过程中不进行电磁搅拌，可以保留更多具有强100织构的柱状晶。对该铸坯进行热轧、常化、冷轧和再结晶退火，检测工艺过程中的组织和织构，测定其对应的磁性能。结果表明：提高连铸坯中柱状晶比例，可以提高成品中的100等有利织构的强度，铁损P1.5/50降低，综合磁性明显改善，而且表面不会产生瓦楞状缺陷。

• 喷丸处理对2219铝合金扩散连接影响研究

  刘婷, 孟令刚, 亚斌, 陈曦, 周秉文, 张兴国,

  采用湿喷丸技术处理铝合金表面，研究喷丸强度对2219铝合金扩散连接的影响。结果表明：随着喷丸强度的提高，表面粗糙度由0.1 mmN的1.917 μm增加到0.3 mmN的3.401 μm，且过大的喷丸强度易导致表面出现轻微的剥落损伤现象；喷丸强化提供的残余应力场可以促进界面的扩散连接过程，一方面加速溶质原子扩散并在界面聚集成相且与氧化物产生交互作用；另一方面促进再结晶晶粒形成，利用新晶界的动态迁移过程消除原始界面，两者共同作用提升了界面的愈合效果，0.1 mmN时界面剪切强度可由无喷丸的12.6 MPa提升至41.1 MPa。

• 一种新型铸造铝铜合金的热处理工艺研究

  李飞, 李高宏, 许岗, 余申卫, 王成辉, 曹栋, 姚婷, 郭振潼,

  铸铝铜合金成分多，熔炼工艺复杂、成型工艺困难、力学性能稳定性差，严重制约了其在高端装备关键零部件上的广泛应用。通过正交试验确定了一种新型铸造Al-Cu合金的最佳热处理工艺，采用OM、SEM和TEM表征了合金的显微组织，分析了合金组织与性能的关系。结果表明：新型铸造Al-Cu合金获得高强度的最佳热处理工艺为：固溶535℃/8 h、时效170℃/6 h。热处理后该合金的平均抗拉强度达到518 MPa，平均伸长率为5.8%，具有良好的力学性能；合金平均晶粒度为7级，时效过程析出的第二相在境界弥散分布；拉伸试样断口有大量细小韧窝，且有明显的河流状的撕裂棱。

• ECAP对预置孪晶AZ31镁合金组织和力学性能的影响

  芦鹏彬, 吴畏, 柴华, 王利飞,

  为了探究剪切变形对预置孪晶AZ31镁合金组织和力学性能的影响，对应变量为5%的预置孪晶试样在250℃进行了不同道次的等通道转角挤压（ECAP），随后对不同状态试样进行了显微组织观察和室温单轴拉伸测试。结果表明：预置孪晶试样经过ECAP变形后，试样组织与商用挤压态合金相比明显细化，延展性获得较大提高；且随着挤压道次的增加，合金晶粒更加细小均匀，延展性改善更加显著。其中，挤压四道次合金的室温断后伸长率较挤压态棒材提高了约163%，表明预置孪晶后引入剪切变形能有效提高镁合金棒材的室温塑性。

• 应急柴油机组电动泵M3402不锈钢泵壳精密铸造工艺研究

  匡锐, 曹鑫, 马敏团, 杨小建, 胡博, 张宇熙, 郜向发,

  针对应急柴油机组电动泵用奥氏体－铁素体不锈钢泵壳的材料成分、力学性能要求和结构尺寸，设计了泵壳精密铸造成型初始工艺，首次试制后对浇注系统进行了优化，对优化工艺后泵壳的成形过程开展了ProCAST铸造工艺模拟仿真和缺陷预测，以验证该工艺的可行性，最后采用该优化工艺开展了试制生产。结果证明：采用ProCAST铸造工艺仿真有效预测了缺陷位置，验证了浇注系统优化后工艺的可行性。泵壳铸件尺寸满足精度要求，无裂纹、缩松等缺陷，材料的铁素体含量约为13.5%，各项力学性能符合M3402铸件力学性能的检测要求。

• 聚合物增强双金属复合管的弯曲性能分析

  黄兆力, 高光军, 张迪超, 孙彦青, 牛犇, 朱烨,

  为了探究聚合物增强双金属复合管的抗弯性和抗鼓包性能，以规格为φ508 mm×（14.3+3）mm的复合管作为研究对象，通过仿真分析对比机械式复合管和聚合物增强双金属复合管的抗鼓包性能；并通过4点弯曲试验进行了验证。结果表明，模拟与试验结果规律一致，聚合物增强复合管弯曲半径的模拟值与试验值偏差仅为0.4 m，模拟计算结果可靠。试验结果表明，在临界弯曲状态下，聚合物增强复合管的最大应变绝对值是机械式复合管的2.56倍，弯曲半径是机械式复合管的0.39倍；聚合物增强双金属复合管的抗弯能力比机械式复合管更强，性能更优，在海洋石油开发的过程中更具优势。

• 时效温度对Fe-30Mn-12Al-0.9C轻质高强钢组织和硬度的影响

  刘世锋, 黄睿, 魏瑛康, 王建勇, 张亮亮, 贾文鹏, 王岩,

  针对高Al、高Mn含量的轻质高强钢Fe-30Mn-12Al-0.9C，研究了时效温度对该钢相组成、组织和硬度的影响，通过OM、XRD等分析了不同时效温度下其微观组织的演变规律。结果表明：在低温时效时，该钢的时效组织和固溶组织差异较小，主要为奥氏体+铁素体，晶内存在纳米级别κ-碳化物，硬度变化幅度较小；500℃时效时，组织中出现β-Mn，硬度开始升高；当时效温度为650℃时，组织发生明显改变，晶界出现大量β-Mn，硬度明显升高；当时效温度达到700℃时，奥氏体彻底分解为铁素体和κ-碳化物，伴随着晶界处β-Mn和κ-碳化物的聚集长大，材料的硬度达到最大值66.3 HRC。

• 液态模锻浇注温度对AZ80机械壳体力学性能和抗氧化性能的影响

  孟倩, 石鹏飞, 耿宝光, 刘洋洋, 赵瑞峰,

  为了探索浇注温度对液态模锻AZ80机械壳体力学性能和抗氧化性能的影响规律，在熔炼温度720℃、比压力50 MPa、压头速度60 mm/s、充型速度8 m/s、充型时间1.1 s、保压时间10 s和模具预热温度280℃不变的情况下，采用不同的浇注温度进行AZ80镁合金机械壳体试样液态模锻试验，并进行了试样室温力学性能以及350℃×24 h抗氧化性能的测试与分析。结果表明：在浇注温度从610℃增加搭到670℃，试样力学性能和抗氧化性能先提高后下降。AZ80镁合金机械壳体试样液态模锻的浇注温度优选为655℃。

• AE81镁合金轧制变形显微组织演变的研究

  武红飞, 胡文鑫, 马少博, 杨正华, 王玮, 刘峰, 何伟,

  通过重力铸造法制备了AE81稀土镁合金，并对固溶处理后的合金在300℃和350℃进行压下量分别为15%、20%、25%和30%的轧制变形。结果表明：稀土元素Ce的加入导致铸态组织中Mg17Al12相不连续分布，镁基体上分布的Al4Ce相以块状形貌、中空管状形貌和针状形貌存在。轧制变形后，AE81合金所产生的变形组织的体积分数随着压下量的增大而增大，当压下量增大到25%时出现了明显的动态再结晶现象，再结晶晶粒的平均尺寸主要分布在200~400nm之间，且动态再结晶区域主要分布在Al4Ce相周围。同时，Mg17Al12析出相的体积分数随着轧制温度和压下量的增大而增大，Mg17Al12相在基体上的分布得到改善。

• 基于应变补偿的SA508-3钢本构模型修正

  李景丹, 李荣斌, 梁红玉,

  在Gleeble1500D热模拟试验机上开展了SA508-3钢的热压缩试验，研究了该材料的热变形行为。试验参数为温度800～1200℃，应变速率0.001～1 s-1，变形量45%。根据应力-应变曲线数据，采用应变补偿法建立了SA508-3钢的修正本构模型。该模型是在综合考虑变形温度、应变速率对流变应力影响的Arrhenius本构模型基础上，引入应变对模型中各参数的影响得到的。通过对比修正本构模型的应力预测值与试验真实值之间的相关系数R、平均相对误差AARE，得出R为0.996，AARE为4.89%，证明修正后的模型具有较高的精度。

• 基于ProCAST的某超大型镁合金飞机吊舱铸件工艺仿真与改进

  郭居魁, 马骁, 任凌宝, 惠雪丽, 李永新,

  针对某超大型镁合金吊舱薄壁铸件圆角处缩孔缺陷频发的铸造难题，首先针对铸件结构、合金材料及铸造工艺等开展缺陷成因分析。提出在现有浇注系统局部增加内浇道并优化内浇道形状的方案，以提高冒口对缺陷区域的补缩能力，同时抑制氧化夹渣等缺陷的引入。然后，采用铸造有限元模拟方法，对优化工艺开展铸造过程仿真分析，包括流场和温度场、固相率及温度云图切片等，确认了上述优化方案的可行性。最后开展铸造试验验证。结果证明：优化工艺有效解决了超大型镁合金薄壁铸件圆角处的缩孔缺陷。本研究对其他超大型镁合金薄壁铸件的铸造工艺设计具有借鉴意义。

• TC18钛合金热锻成形摩擦系数的实验研究

  张海成, 昌春艳, 周杰,

  在TC18钛合金热锻成形过程中，摩擦系数对锻件成品率和模具服役寿命有显著影响。为了精确测定不同工艺条件下的摩擦系数，基于工艺实验结合Deform-3D有限元分析的方法，通过建立摩擦系数标定曲线，测定了TC18钛合金圆环在不同润滑条件下镦粗过程中的摩擦系数，对温度场、应变场及金属流动状态进行了分析。结果表明，在TC18钛合金热锻成形工艺过程中，干摩擦条件下的摩擦系数最大，为0.70～0.80；复合润滑布条件下的摩擦系数最小，为0.30～0.40；在保温棉+纤维布的润滑条件下，摩擦系数为0.40；保温棉润滑条件下的摩擦系数为0.60～0.70。

• 不同挤压速率的AZ31镁合金背压式等通道角挤压变形模拟

  孙兆丹, 魏爱玲, 张乐, 刘一笑,

  晶粒细化是改善镁合金材料强韧性的关键手段之一，而剧烈塑性变形工艺常作为细化晶粒的首选技术。等通道角挤压工艺（Equal Channel Angular Pressing，ECAP）由于可极大地细化晶粒而被广泛应用，然而一般的ECAP工艺在细化晶粒到一定程度后便难以继续，亟需对其改进。针对此，设计一种新型背压式ECAP工艺，采用Deform 3D软件对该工艺进行模拟，研究了不同挤压速率对AZ31镁合金变形过程的影响。结果表明，在等通道角挤压过程中设置背压可促进等效应变，且对应变速度非常敏感。在低挤压速率下其局部金属流动、等效应力明显加剧，在达到一定程度后，背压对释放应力集中效果明显，局部应力及应变增大不明显。这主要与镁合金变形机制基面滑移及棱柱面非基面滑移有关。此种新工艺对于镁合金材料进一步晶粒细化和提高性能有重要作用。