热加工工艺杂志

热加工工艺杂志2024年第7期

• 7xxx系铝合金焊接技术研究进展

  刘洪旭, 刘峰, 赵琳, 田志凌,

  7xxx系铝合金作为所有系列铝合金强度最高的金属材料，具有优良的综合性能，被广泛应用于各领域中。本文从7xxx系铝合金焊接质量和焊接效率出发，综述了几种常见的7xxx系铝合金焊接技术的发展现状，重点介绍了熔化极惰性气体保护焊（MIG焊）、冷金属过渡焊（CMT）、钨极惰性气体保护焊（TIG焊）等传统电弧焊以及激光焊、电子束焊、搅拌摩擦焊等新型焊接技术的技术特点与应用前景，总结了不同焊接技术相应的优势与不足以及目前各焊接技术急待解决的问题，最后对7xxx系铝合金焊接技术发展前景进行了总结。

• 粉末冶金技术在溅射靶材制备中的研究现状

  姚甜, 王新锋, 刘李旭, 向长淑,

  磁控溅射靶材由于沉积速率快、镀膜均匀等优点，已成为各类薄膜材料的首选制备方法。同时薄膜材料的广泛应用使得靶材的需求量逐年增多。近年来，粉末冶金技术在溅射靶材制备中得到了广泛应用。本文对靶材制备中使用的粉末冶金技术进行总结和工艺分析，并阐述热压烧结、热等静压烧结、放电等离子烧结的研究现状，最后探讨靶材制备研究中存在的技术问题和发展趋势。

• TA18钛合金TIG焊接头组织及耐腐蚀性能研究

  郭纪龙, 付娟, 赵勇, 刘新, 潘艳飞, 陈夫刚,

  采用2B实芯焊丝对12 mm厚的TA18钛合金板进行了TIG焊试验，研究了TA18钛合金TIG焊接头的显微组织，不同腐蚀介质中的电化学和应力腐蚀行为。结果表明：TA18钛合金接头焊缝区域分布大量粗大的柱状晶和少量等轴晶，在盖面、打底及中间填充层存在部分网篮组织；热影响区主要由针状的α'（α''）相、残余α相和β相组成。在3.5% NaCl溶液中进行电化学腐蚀试验，TA18钛合金接头各区域的耐腐蚀性能从高到低为：母材>焊缝>热影响区。比较TA18钛合金接头在大气环境和模拟海水环境中的慢应变速率拉伸应力-应变曲线，表明该接头的力学性能受海水影响不明显，且对海水的应力腐蚀敏感性较低。

• 不同路径下电弧增材制造单层多道热力学分析

  吴超, 雷卫宁, 李小平, 丛孟启,

  在增材制造过程中，金属内部的温度、应力演变对成型件质量有着重要影响。本文对电弧增材制造单层多道成型件进行堆焊实验与有限元分析，研究了单层多道成型件的热力演变规律,及沿长边单向、沿长边往复、沿短边单向扫描路径的温度场和应力场规律。结果表明，熔覆层表面的纵向应力释放能力优异，而横向应力数值相对稳定并在一定区域高于纵向应力；沿长边单向扫描的成型件表面散热效果最好，沿长边往复扫描次之，沿短边单向扫描最低；往复扫描可有效避免单向扫描息弧端处的应力集中，沿短边扫描的纵向应力小于沿长边扫描的，横向应力相反。在进行单层多道路径规划时，应权衡好纵向应力与横向应力的应力释放程度。

• 铝合金旋转激光焊接小孔与熔池耦合动态行为数值分析

  王学礼, 张坦, 胥国祥, 龚祺龙,

  旋转激光对熔池的搅拌作用可以有效增加激光热源的作用范围，抑制激光焊接过程中的气孔等常见缺陷，提高焊接接头质量。由于旋转激光热源的物理特性，小孔和熔池的动态行为比传统的激光焊接更复杂。采用数值模拟的方法，在同时考虑小孔、反冲压力和熔池的耦合条件下，建立适用于激光焊的三维数学模型。该模型可以描述旋转激光焊接过程中小孔的动态行为特征、流体流动以及气泡在熔池中的形成过程和机理。结果表明，在常规激光焊接中，小孔呈现深而窄且处于不稳定的动态平衡过程，通常会形成气泡。如果气体未能及时溢出熔池，会形成气孔。随着激光旋转频率的增加，小孔变浅变宽，动态行为趋于稳定，可有效抑制气孔的形成。

• 热带海洋大气条件下2219铝合金FSW接头力学性能研究

  胡启达, 张华, 王彩妹, 张健, 刘德博,

  对8 mm厚的2219铝合金板进行了搅拌摩擦焊试验，在热带海洋大气条件下对接头表面进行暴露试验，并结合扫描电镜（SEM）、万能拉伸试验机等研究了不同暴露时间下2219铝合金搅拌摩擦焊接头的腐蚀形貌和力学性能。结果表明，随着暴露时间的延长，接头的拉伸性能降低，暴露3月后接头抗拉强度为400 MPa，断后伸长率为17.53%，暴露12月后抗拉强度下降到363.25 MPa，断后伸长率下降到15.9%；断裂形式由韧性断裂发展为局部脆性断裂，最终发展为大部分脆性断裂。

• 基于电弧声能量特征的焊缝位置检测方法研究

  刘书健, 高延峰, 张华,

  提出了一种磁场激励下基于电弧声短时能量的焊缝位置检测新方法。设计了一个磁控声学传感器，利用纵向磁场激励焊接电弧声以提升电弧声能量，根据焊枪位置发生偏差时声传感器在两个传声通道接收到的电弧声信号短时能量差异原理来检测焊缝位置。对传感器做声学仿真表明，在3700 Hz附近传感器声学响应效果较好。进行了搭接焊实验并采集焊枪不同位置的电弧声信号，带通滤波处理后得到3700 Hz附近的声信号，分析不同位置两通道的电弧声短时能量并计算两通道电弧声短时能量差来检测焊缝位置。结果表明，电弧声短时能量差值能够准确地反映焊枪的偏差情况，验证了所设计的传感器在焊缝位置检测方面的可行性。

• 异质钛合金线性摩擦焊接接头拉伸过程数值模拟研究

  肖旋, 秦鼎强, 毛悦, 王心成, 李菊, 傅莉,

  基于线性摩擦焊（LFW）接头的组织特征及其材料性能，探索接头分区建模方法，采用有限元技术实现了TC11/TC17异质钛合金LFW接头拉伸过程的数值模拟，揭示了接头拉伸过程中不同焊接区的应力应变演变规律，预测了接头的力学性能和断裂位置。结果表明，在2000 N均布的拉伸加载条件下，可计算预测出TC11/TC17异质钛合金LFW接头的屈服强度、抗拉强度分别为1045、1082 MPa，与实际测量值的误差小于2.5%。拉伸过程中接头在焊核区边缘存在应力峰值。在TC11母材区距焊缝中心24.2 mm位置存在应力和应变集中，应力集中区的应力值在1057 MPa以上，应变最高可达18.52%。该位置出现了颈缩现象，表明TC11/TC17异质钛合金LFW接头在该位置发生断裂。

• Nb对激光增材制造TC4沉积态组织与性能的影响

  刘晏硕, 徐诺, 徐国建, 王辰阳, 邢飞,

  通过激光同轴送粉增材制造技术制备了TC4与TC4+Nb沉积态样件，研究了Nb对TC4沉积态显微组织、相组成及力学性能的影响规律。结果表明，TC4与TC4+Nb沉积态的组织均由大量α-Ti及少量β-Ti构成。随着Nb含量从0增加到8%，TC4沉积态的原始β-Ti和初生针状α-Ti平均晶粒尺寸逐渐减小，初生针状α-Ti尺寸减小了67.4%；同时网篮组织得到细化，β相含量明显增加。添加Nb能够显著提高TC4沉积态样件的拉伸性能，TC4+6% Nb沉积态样件拉伸性能最优，满足锻件标准要求。

• Ti2AlNb钛合金电子束焊温度场与应力场有限元分析

  邢博, 王世清,

  基于有限元软件，采用高斯面-高斯旋转体复合热源深入研究了Ti2AlNb钛合金电子束焊接头的温度场和残余应力场。结果表明：当电子束流为10 mA，焊接速度为360 mm/min时焊接接头成型较好，优先采用较大电子束流易形成熔宽较大的焊缝。焊缝内部应力为复杂三向应力状态，残余应力以纵向拉应力为主，集中分布于距焊缝中心3.5 mm范围内。焊后最大等效应力为635 MPa，小于材料屈服强度，较为安全。

• 4043铝合金电弧增材制造的组织及力学性能

  卢恒洲, 万祥明, 张斌, 刘建雄,

  为了研究4043铝合金电弧增材制造中工艺参数、组织与力学性能之间的相关规律，采用CMT电弧增材制造技术制备了4043铝合金薄壁件。通过金相显微镜、扫描电子显微镜、电子万能试验机等检测设备，对不同工艺参数（焊接速度和送丝速度）制备的制件内部组织与力学性能进行了研究。结果表明，WAAM4043铝合金薄壁件内部组织为α（Al）相和β（Al3.21Si0.47）相。随着焊接线能量的增加，Al-Si共晶相会增多，晶界处的β相变得粗大、松散，晶粒也变得粗大。4043铝合金薄壁件的抗拉强度最高为153.7 MPa，伸长率最高为22.5%。拉伸性能在横向与竖向上呈各向异性。过大或过小的焊接线能量都不利于获得好的力学性能。

• 316L不锈钢粉末激光熔覆薄壁件成形工艺研究

  王玉梅, 侯哲哲, 孙艺泽, 齐海波,

  在316L不锈钢薄壁墙和方形薄壁试件的激光熔覆过程中，薄壁墙出现塌陷、表面不平整的缺陷，方形薄壁试件出现翘曲、过堆和裂纹等问题，对其成形过程进行了分析，提出措施解决了成形问题。并分析了方形薄壁件的硬度分布。结果表明：熔覆头急停急走，送粉量不均匀，造成熔覆成形缺陷。通过实时观察成形形貌，采用均匀送粉，得到规则形状的薄壁墙。对于方形薄壁件，不仅采用均匀送粉量，还采用“路径随机”方法，即以四层为一个周期，其中每周期第一、二、三、四层的起点依次为正方形的四个随机点进行熔覆，成形件层间均匀、表面平整，成形质量得到有效改善。

• 温度对Stellite6与Stellite21合金堆焊层组织与性能的影响

  于诗晴, 田云, 郑博文, 林雪健, 袁晓光, 黄宏军,

  采用等离子堆焊技术在304H不锈钢上分别堆焊Stellite6和Stellite21钴基合金，研究了在550～650℃不同温度下钴基合金堆焊层的显微组织和性能演变规律。利用光学显微镜、扫描电镜与电子探针对堆焊层组织形貌及结合处元素分布进行观察分析，采用显微硬度计与电化学工作站分别对堆焊层的显微硬度与耐腐蚀性能进行检测。结果表明：两种合金堆焊层组织由熔合区的平面晶、中部柱状晶及顶部的等轴晶组成。随着温度升高，堆焊合金枝晶间距略有增大，熔合处无明显元素扩散，具有良好的组织稳定性。焊态Stellite6、Stellite21合金堆焊层的显微硬度分别为463、365HV0.3，受热后两种合金堆焊层硬度略有降低；焊态Stellite6、Stellite21合金堆焊层的腐蚀电流密度分别为1.312、10.848 μA/cm2，受热后两种合金腐蚀电流密度均略增大。总体而言，在550～650℃下两种合金均具有较高的硬度和良好的耐腐蚀性能。

• Q&P980超高强钢电阻点焊接头的组织性能分析

  贾坤宁, 杨海峰, 王华,

  以1 mm厚的Q&P980钢板为对象，研究了其电阻点焊接头的成形、微观组织及力学性能。结果表明：当焊接电流为12.5 kA，焊接时间为10 cyc，电极压力为0.3 MPa时，点焊试件表面成形良好，无外部飞溅，仅存在轻微的内部飞溅。熔核区微观组织为粗大的板条状马氏体，粗晶、细晶热影响区组织主要为板条状马氏体及少量铁素体，板条状马氏体尺寸小于熔合区，这些区域的硬度均大于母材区的；双相热影响区因存在少量回火马氏体，出现了轻微的软化。焊接件的拉剪失效形式为纽扣断裂，断口可分为启断区、扩展区、瞬断区，启断区发生混合断裂，扩展区和瞬断区发生韧性断裂。

• 全位置管道焊接机器人机头结构设计与运动仿真

  李启伟, 薛瑞雷, 周建平, 吴立斌,

  从全位置管道焊接工艺对焊枪自由度的控制需求出发，设计了一种集焊枪摆动、升降、倾仰运动为一体的焊接机器人机头。机头组成包括摆动机构、升降机构和倾仰机构，其中倾仰机构控制焊枪角度，可为焊接工艺中使用电弧推力控制熔池成形提供机械结构基础。在Simcenter软件中对所设计的机头结构进行运动仿真。结果表明：在多轴插补联动下，该结构可以实现焊枪所需的自由度控制，机头结构设计良好。

• 局部干法水下焊接装置的研制

  侯瑞麟, 王妍, 高胜, 任永良, 张瑞明,

  为了对核燃料池进行水下焊接，研制了一套局部干法水下焊接装置。通过搭建试验平台，采用该装置在亚克力池中进行了水下非熔化极惰性气体保护电弧焊试验，利用圆形补丁片对不锈钢壁面上的缺陷部位进行焊接修复。结果表明，焊后焊缝成形良好，可以实现水下废池的修复，验证了该局部干法水下焊接装置的可行性。

• 高合金含量对激光熔覆高速钢涂层组织与性能的影响

  马植甄, 张晖, 唐昊,

  在M2牌号W6Mo5Cr4V2高速钢成分基础上增加钨、钼、钴含量至5 at%，通过CO2横流式激光成套加工设备在Q235钢基体表面进行激光熔覆。对试样在500℃进行摩擦磨损实验。结果表明：两涂层凝固组织均为板条马氏体基体、残余奥氏体和细小的共晶碳化物M2C。提高M2成分中钨钼钴含量可增加涂层中碳化物硬质相的析出量，且激光快速凝固动力学条件能有效抑制涂层中一次碳化物的长大和粗化，最大回火硬度从M2涂层的813 HV0.5提高至872 HV0.5。高钨钼钴含量涂层的摩擦系数相比于M2涂层减少约18%，磨损失重降低约23%。激光快速凝固方法制备高速钢涂层可适量提高钨钼钴成分含量以获得更高的涂层硬度和热磨损性。

• 添加Ga对挤压态TAZ811-1Ca合金组织和力学性能的影响

  王柏鑫, 张忠涛, 程大勇, 张研研, 李航, 许春香,

  以挤压态TAZ811-1Ca合金为对象，采用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、室温拉伸试验等研究了不同含量Ga （1wt%、3wt%）的添加对合金组织和性能的影响。研究表明：添加Ga元素可以细化TAZ811-1Ca合金晶粒，且随着Ga含量增大细化效果增强。此外，Ga元素可以固溶于α-Mg基体产生固溶强化，并且促进挤压过程中纳米尺寸Mg2Sn相的动态析出，从而提高合金的力学性能。当Ga含量为3wt%时，挤压态合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率达到最佳值，分别为316.5 MPa、210 MPa和20.71%。

• 半固态A356-0.4% Gd合金制备过程的电磁场模拟与试验研究

  张呈杰, 刘政, 李浩华,

  通过数值模拟研究了半固态A356-0.4% Gd合金熔体中磁感应强度和电磁力的分布，并分析了电流强度和电流频率对其的影响。模拟结果表明：磁感应强度及电磁力由熔体中心沿半径方向逐渐增大，呈“中间小，边缘大”分布，且增大电流强度及频率能明显增大合金熔体边缘区域的磁感应强度及电磁力，合金熔体整体得到充分搅拌的关键在于其边缘区域的电磁力。基于数值模拟结果，结合试验，进一步探明电流强度及频率对合金铸坯中心与边缘区域处初生α相的影响。试验结果表明：在电磁场作用下，铸坯边缘位置的初生相形貌与尺寸皆优于中心位置；当合金熔体于650℃浇注，在搅拌电流5 A、频率30 Hz下搅拌15 s，590℃下保温10 min后，其合金初生相在整体上较为均匀，且形貌最佳。

• LPSO相调控对ECAP挤压Mg-Y-Zn-Al合金组织和力学性能的影响

  田丰, 边丽萍, 孟棫朴, 张红芳, 梁伟,

  针对含18R-LPSO相铸态Mg-Y-Zn系合金塑韧性差、变形后力学性能提高有限的问题，研究了固溶、铸态+ECAP挤压和固溶+ECAP对Mg-3.74Y-1Zn-0.5Al（at%）合金力学性能的影响。结果表明，固溶处理诱发18R→14H-LPSO相转变、Al（Y，Zn）相化合物颗粒破碎细化，改善了合金的塑性，但强度几乎不变。铸态+ECAP挤压导致18R-LPSO和Al（Y，Zn）相破碎，并诱发大量α-Mg晶粒发生再结晶。固溶+ECAP挤压使14H-LPSO相弯曲或扭折变形、细小Al（Y，Zn）颗粒均匀分散，仅少数α-Mg晶粒发生再结晶，其强度、塑韧性远高于铸态+ECAP挤压合金的。良好强度、塑韧性匹配的14H-LPSO相的大量形成、α-Mg基体再结晶被抑制及细小Al（Y，Zn）颗粒的均匀分散是其性能提高的主要原因。

• 热轧工艺对2198合金组织和力学性能的影响

  李春礼, 卢雅琳, 王健, 周东帅, 李兴成, 张扬,

  通过光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）以及拉伸试验等方法，研究了不同轧制温度和轧制变形量对2198铝锂合金微观组织和力学性能的影响。结果表明，随着轧制温度的增加，2198铝锂合金的强度和塑性呈现出先上升后下降的趋势，当轧制温度达到420℃时，合金再结晶充分，晶粒尺寸较小，分布均匀，抗拉强度和塑性均达到峰值；当热轧变形量增加到80%时，在外力作用下，合金内部形成大量位错，原来粗大的晶粒明显细化，合金强度和塑性逐渐提高，此时合金的力学性能最佳。透射电镜（TEM）分析表明，T8处理后合金的析出相以T1相为主。

• 热轧薄规格带钢板凸度纵向分布特征的研究

  蒲实, 孔超, 王小巩, 鲁剑龙, 李红斌, 周景鑫, 田亚强, 陈连生,

  为了控制某1780 mm热轧生产线薄带钢板凸度的纵向分布，通过分析现场轧制过程工艺及板凸度数据，对影响因素进行了定量分析。结果表明：随着带钢厚度的减小，带钢板凸度纵向差值越大，其带钢长度方向上F7机架出口温度、速度和F1机架轧制压力和弯辊力差值越大。随着带钢宽度的减小，板凸度纵向衰减量逐渐增大，带钢中后部的板凸度逐渐低于目标值的下限。随精轧F7机架出口速度、温度的升高以及F1机架轧制压力和弯辊力的降低，板凸度发生衰减，且上述轧制参数波动值越大衰减特征越明显、衰减量越大。

• ECAP和时效对Mg-4Zn-1Mn-0.5Ca合金组织和性能的影响

  王永祥, 李永峭, 虞佳雯, 王利飞,

  将铸态Mg-4Zn-1Mn-0.5Ca合金在300℃热挤压成棒材，对棒材进行180℃时效处理和200℃等通道转角挤压（ECAP）。研究了热挤压合金、ECAP 8道次合金和时效后ECAP 8道次合金的组织和性能。随后对试样进行室温和150℃低温单轴拉伸。结果表明：8道次ECAP后合金比热挤压态合金具有更细、更均匀的晶粒组织，同时提高了合金的室温屈服强度。时效后ECAP 8道次合金的150℃断裂伸长率比未时效ECAP8道次合金提高17.4%，说明时效处理对合金性能起着重要作用。

• 熔炼工艺参数对TC6钛合金软偏析缺陷的影响

  李佳佳, 王超南, 刘华, 康聪, 李维,

  通过调整3种不同的一次熔炼和三次熔炼的电流、电压制备出φ640 mm的TC6钛合金铸锭，对比其化学成分的均匀性和低倍组织均匀性。研究了不同熔炼工艺参数对TC6钛合金软偏析缺陷的影响。结果表明，3种方法均可制备出化学成分均匀的φ640 mm的TC6钛合金铸锭；在一次熔炼中期持续降低熔炼电流和成品熔炼使用浅熔池熔炼的方式，可有效降低TC6钛合金中软偏析缺陷出现的概率；可使用调整熔炼参数的方式来降低熔炼输入功率，以此来减轻大规格铸锭宏观偏析。

• GH4169合金叶片条纹形成机理及对疲劳寿命的影响

  汤浩, 李永斌, 熊勇, 张新强, 杨玉川, 宋文治, 刘依依,

  某批GH4169合金转子叶片在表面腐蚀检查时发现叶身表面存在条纹，对条纹的形成机理及其对叶片疲劳寿命的影响进行了分析。结果表明，叶片表面条纹为沿锻造流线分布的粗晶带及夹杂物聚集带，遗传自熔炼工艺；夹杂物共有两类，一类为Ti、Nb的碳氮化物，另一类为以MgAl2O4为核心的复合夹杂物。当条纹内夹杂物颗粒尺寸均小于5 μm，且粗晶带与基体晶粒度级差小于ASTM的2级时，这类条纹对叶片疲劳寿命影响甚微。δ相析出峰值低温时效后高温再结晶双级退火处理并热轧，可有效细化GH4169合金晶粒。

• 基于损伤耦合粘塑性模型的AZ31B镁合金温变形行为研究

  赵江波, 谢延敏, 刘程, 李伟, 杜凌峰, 杜美钰, 冯凯,

  为了准确描述AZ31B镁合金温变形中材料硬化、损伤和断裂行为，建立了基于位错密度的粘塑性模型与GTN损伤模型耦合的本构模型。在不同温度和应变率下对试样进行温拉伸试验，获得合金温变形下的应力-应变曲线。基于材料高温变形机理，以位错密度为内变量，建立粘塑性模型来描述材料的硬化行为，并采用智能算法来识别模型的材料参数。为描述材料温变形过程中的损伤演变，将GTN损伤模型与已建立的粘塑性模型进行耦合，建立温拉伸仿真有限元模型，利用Kriging代理模型结合智能算法反求损伤模型参数。最后，利用已建立的损伤耦合粘塑性模型分析温拉伸过程中的损伤演化和预测温胀形过程的破裂行为，并与试验结果进行对比。结果表明，该本构模型可以准确地预测AZ31B温变形过程中的损伤和断裂。

• 超音速火焰喷涂制备CoNiCrAlY涂层性能研究

  伏利, 陈小明, 赵坚, 刘伟,

  CoNiCrAlY涂层常用作工作层和金属基体之间的过渡层。采用了SHV-50超音速火焰喷涂设备在45钢表面制备了CoNiCrAlY涂层。分析了CoNiCrAlY涂层的微观组织结构、显微硬度、孔隙率、表面粗糙度、结合强度、电化学性能。结果表明：SHV-50超音速火焰喷涂获得的CoNiCrAlY涂层的孔隙率为0.48%，涂层的平均显微硬度为497.2 HV0.2，涂层结合强度均值达70 MPa，抗热震次数达26次，涂层的表面粗糙度平均值为Ra6.43，利于工作层与过渡层的结合。CoNiCrAlY涂层的抗电化学腐蚀能力强于基体。SHV-50超音速火焰喷涂设备制备的CoNiCrAlY涂层可用作工作层和金属基体之间的过渡层。

• 氯化物与硫酸盐浓度比对黄铜-铅电偶腐蚀的影响

  马湘蒙, 董磊, 黄明风, 靳元容, 吴京阳, 魏群,

  以供水管道中黄铜与铅焊接的电偶连接为研究对象，探究不同氯化物与硫酸盐浓度比（CSMR）对黄铜-铅电偶腐蚀的影响。分析了黄铜-铅电偶腐蚀的金属释放量、电化学行为及腐蚀产物。结果表明，CSMR使得多电偶对中阳极极性改变。在CSMR=0～0.5时，铅锌同作为阳极；CSMR=1时锌单独作为阳极；而CSMR=∞时，铅单独作为阳极。铅的腐蚀产物为棒状的PbCO3及片状的Pb3（CO3）2（OH）2，锌的产物为板状的ZnO2，而铜和锡的产物分别为颗粒状Cu2O和块状SnO2。当供水管道中黄铜与含铅材料电偶连接时，为减少铅的释放，建议将CSMR控制在1左右。

• 活性炭粉对AZ31镁合金轧制变形能力的影响

  王岭, 赵美, 柳凤善, 金永明,

  采用金相显微镜研究了活性炭粉对AZ31镁合金晶粒尺寸的影响，并对比研究了晶粒细化对AZ31镁合金轧制变形能力的影响。结果表明：铸造态AZ31镁合金平均晶粒尺寸为325 μm，添加1wt%的活性炭粉后晶粒尺寸减少到183 μm。AZ31镁合金在400℃轧制，第2道次出现明显的边裂，随着轧制道次增加边裂现象严重。AZ31-1wt% C镁合金在400℃轧制，第3道次开始出现边裂，AZ31-1wt% C镁合金的轧制变形能力好于AZ31镁合金的。

• 第一性原理计算研究V2AlX (X=C、N)相的热力学性能

  黄大建, 史沛然, 法涛,

  通过第一性原理基于PAW方法研究了V2AlX（X=C、N）相的结构、电子、声子和热力学性质。讨论了V2AlX（X=C、N）相的结构和电子特性；利用晶格动力学的超晶胞方法计算了声子色散曲线，并通过准简谐近似预测高温下V2AlX（X=C、N）相的热力学性质。结果表明：V2AlC和V2AlN具有金属性，且用N原子置换C原子后费米面处的态密度减低。V2AlC和V2AlN都是动力学稳定的。此外，还发现V2AlN相的热力学性质比V2AlC的更优异，且V2AlN的体模量也高于V2AlC。

• 基于精密切削和抛光的铸态软金属的金相表征

  孙明艳, 张永皞, 张晓峰, 黄姝珂,

  基于超精密、精密切削和抛光技术，介绍了两种表征铸态软金属材料金相组织的新方法。该方法摒弃了常规金相组织表征在试样制备过程中的磨制步骤。采用超精密切削，或者精密切削与抛光相结合的方法，解决了铸态软金属材料金相试样制备困难、重复性和稳定性差的难题，提高了制样效率和金相组织形貌显示的真实性。

• 某六缸曲轴连杆颈的表面裂纹分析

  刘岩, 潘恒沛, 张聪毅, 李志浩,

  某六缸曲轴在成品探伤过程中发现第5连杆颈表面存在裂纹，经过宏观分析、微观分析、能谱微区成分分析等对裂纹进行了综合分析。结果表明：原材料的残余缩孔是产生裂纹的主要原因，残余缩孔在后续的轧制、锻造以及调质过程中扩展呈裂纹形态并延伸至表面。

• 铸造增压压力对汽车用AlSi9Mg铝合金组织和力学性能的影响

  王平, 张宏, 李春芾, 文金,

  通过改变低压铸造过程中不同增压压力来研究其对AlSi9Mg合金显微组织与力学性能的影响。结果表明，在高增压压力制备的AlSi9Mg合金样品具有更加致密的显微组织及更接近球形的共晶Si颗粒。同时，由于具有更好的填充能力，高增压压力下合金的气孔缺陷大大减少，合金具有更优异的力学性能。在90、150、210 kPa3种不同级别的增压压力下，晶粒尺寸呈逐渐减小的趋势，对应的合金晶粒尺寸和二次枝晶臂间距分别为246、197、149 μm，44.9、37.3、31.1 μm；3种增压压力对应的密度和孔隙率分别为2.656、2.659、2.674 g/cm3，0.96%、0.79%、0.38%；AlSi9Mg合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为238.76、174.68 MPa和3.14%；252.43、177.47 MPa和4.61%；256.10、178.81 MPa和6.85%，分别提高了7.26%、2.36%、118.15%。