热加工工艺杂志

热加工工艺杂志2025年第15期

• 难熔金属及其合金特种熔炼研究进展

  王哲昊, 纪凡, 贾子朝, 罗立平,

  难熔金属及其合金因高温强度大、加工塑性好和耐腐蚀性强的优点，被广泛应用于航空航天、能源化工和国防军工等战略性支柱产业。伴随着高端装备制造业的飞速发展，以难熔金属及其合金为代表的高温结构材料也扮演着更加重要的角色。但是难熔金属储量有限和成分复杂的问题限制了其大规模工程化应用。因此，通过特种熔炼技术对难熔金属及其合金进行精炼提纯和回收利用，对拓展难熔金属材料的应用具有积极作用。首先概述了难熔金属的主要性能和加工工艺现状，然后介绍了真空电弧熔炼、电子束熔炼、真空感应熔炼和等离子熔炼制备高纯难熔金属及其合金的研究进展，最后对难熔金属及其合金特种熔炼的后续发展方向进行展望。

• 金属材料渗碳及碳扩散的研究现状

  熊东东, 方琪, 孙伟, 杨惠云, 金自力,

  渗碳作为金属表面处理的一种常见热处理工艺，目的在于提高钢表面的硬度并保证其心部的韧性和塑性。综述了多种渗碳方法(固体渗碳、气体渗碳、真空渗碳、等离子渗碳)，分别介绍了各渗碳方法的工作原理、应用范围、优点与不足。为揭示渗碳的工作机制对碳原子扩散的研究现状及其应用进行阐述，碳原子扩散的研究方法包括硬度法、微区分析法、电阻法以及第一性原理计算模拟法。阐述了渗碳技术在轴承钢、齿轮、复合板等材料的应用。最后，对渗碳工艺的发展趋势和碳扩散未来的研究方向进行了展望。

• 热等静压对激光粉末床熔融抗氢钢HR-2微观组织与拉伸性能的影响

  谭路遥, 邱立彬, 尹霞, 温金鹏,

  对抗氢钢HR-2激光粉末床熔融成形件开展热等静压(hot isostatic pressing, HIP)试验，研究了HIP对成形件微观组织和力学性能的影响。结果表明，与原始打印态相比，HIP能够有效消除成形件内部孔隙，并弱化微观组织各向异性。原始打印件中存在10～30μm的气孔缺陷，在HIP处理后，孔隙几乎完全去除。对HIP后零件开展计算机断层扫描(computed tomography,CT)，未发现大于30.7μm的缺陷。经HIP后，抗氢钢HR-2主要相为奥氏体，少量马氏体几乎完全消失。原始打印态中的熔池形貌消失，晶粒尺寸变大，XY面内晶粒呈等轴状；XZ面内晶粒呈柱状，且沿<001>方向分布特征消失，晶粒取向重新变得随机。抗氢钢HR-2经高温高压处理后，晶粒尺寸变大，强度降低，塑性提高，与原始打印态相比，抗拉强度由950 MPa降至724 MPa，屈服强度由715 MPa降至473 MPa，断后伸长率由30%提高至35%，满足GJB 5724标准中HR-2锻件的强度性能要求。HIP后试样的冲击吸收能量为67.6 J，高于热处理后压力容器要求的抗冲击性能。

• 铝合金T型圆管接头激光焊接应力数值分析

  吴峰, 王朝阳, 张华, 高明, 吴超,

  建立了2A12铝合金T型圆管接头电弧与激光焊接应力数值模型，讨论了其温度场、应力场与应变场时空演变规律，获得形变与残余应力分布规律。发现激光焊接由于更快的焊接速度与更小的加热面积产生更低的热输入，激光焊接相较于电弧焊接具有更低的残余应力最大值与更小的高残余应力分布面积，进而获得更低的形变，其中横向形变和沿焊缝方向挠曲形变分别减小了71.60%与57.92%。

• 3Cr2MnNiMoBi模具钢的热变形行为及热加工图分析

  孟祥峰, 任津毅, 王新宇, 杨立新, 刘刚, 李长生,

  利用热力模拟试验机研究了3Cr2MnNiMoBi钢在变形温度800～1150℃以及应变速率0.01～10 s-1条件下的热变形行为，根据不同变形条件下的峰值应力构建了实验钢的本构方程，计算了实验钢的热变形激活能，并基于动态材料模型绘制了不同应变条件下的热加工图。结果表明，在热变形过程中，变形温度升高和应变速率降低有利于发生动态再结晶。同时随着应变的增大，实验钢的加工失稳区向高温高应变速率区域移动，失稳区面积逐渐增大。3Cr2MnNiMoBi钢的最佳热加工窗口为（1060～1150）℃×（0.01～1）s-1。

• 钛合金U型件热冲压成型有限元分析

  周三平, 刘雨萱, 王丽,

  针对钛合金U型件热冲压过程中的减薄和回弹等问题，利用Deform-3D有限元模拟软件对U型件热冲压过程进行了数值模拟，分析了不同冲压时期等效应力应变演变过程及产生减薄、回弹等冲压缺陷的原因。结果表明：等效应力、等效应变、减薄量等参数在零件圆角处最大，邻近的腰部和腿部次之，且随温度的升高而增大；远离圆角的腿部值非常小，近似于刚体运动，温度的影响可以忽略。腿部回弹大致分成两段，两腿下部往里近似“V”收缩，两腿上部近乎“V”张开，腰部向上旋转，且温度越高，旋转角越大。研究结果对提高U型件热冲压成形质量有重要的指导意义。

• 热处理工艺对Al0.1CoCrFeNiV0.4高熵合金组织与力学性能的影响

  余明赟, 宋庭浚, 陈镜安, 严石静, 祝金明, 尹彩流,

  采用电弧熔炼法制备Al0.1CoCrFeNiV0.4合金，利用XRD、SEM、维氏硬度和拉伸试验对铸态和不同热处理后的合金进行检测。研究发现，合金的铸态样品为结构均匀且单一的FCC相固溶体。热处理使得合金发生了相变，在800℃及以上温度，合金中的一部分FCC相基体转变为BCC相结构。随着热处理时长的增加，合金中先后出现BCC相的析出和消失。合金的硬度和拉伸与压缩屈服强度随热处理温度和热处理时长的增加大体呈出先上升后下降的趋势，与BCC相的含量变化趋势大致相同。随热处理温度和热处理时长的增加，合金的拉伸断口形貌由韧性韧窝断裂先转变为韧性与脆性断裂相结合，再转变为韧性断裂。合金在900℃～6 h热处理后具有最大的屈服强度、拉伸极限强度、应变硬化率、较高的硬度和低应变下最高的压缩应变硬化率，因此，900℃～6 h为该合金最佳的热处理工艺。

• TC4特钛合金轮盘内部残余应力测试方法对比研究

  陈传勇, 何悦, 宣海军, 李果, 刘扬,

  航空发动机钛合金轮盘作为冷端限寿件，其内部残余应力是影响服役期失效概率的关键因素之一。为研究钛合金轮盘内部残余应力及测试方法准确性，设计了等温锻造TC4特钛合金轮盘，淬火热处理后分别采用超声法、深孔法和轮廓法依次开展盘件内部残余应力测试，对比分析了这3种方法测试轮盘内部残余应力分布规律。结果表明：等温锻造TC4特钛合金轮盘淬火后中心部位拉伸残余应力可达47 MPa；轮廓法能获得轮盘子午截面二维周向残余应力云图，具有较好的稳定性和准确性；深孔法测试分散性较大，且存在边缘效应，与轮廓法最大差值为20～30 MPa；超声法声速极差能综合反映轮盘整体残余应力大小，但受轮盘侧壁影响较大，与轮廓法最大误差可达36.9%；消除侧壁影响后，超声法能更好反映轮盘周向残余应力分布，与轮廓法最大误差仅6.5%。

• AA2195-AZ31B搅拌摩擦焊温度场数值模拟

  韩泽平, 曹丽杰,

  利用ABAQUS软件及DFLUX子线程接口建立了AA2195铝锂合金和AZ31B镁合金搅拌摩擦焊的热源数值模型，研究焊接参数对温度分布的影响，并与试验结果进行对比验证。结果表明：转速在2000 r/min，焊接速度在900 mm/min时获得较好的焊缝；垂直于焊缝的横向温度分布中，峰值温度出现在距离对接线1 mm左右的AZ31B镁合金侧，AA2195铝锂合金侧的最高温度在焊缝中心的对接线上；沿着焊深方向最高温度有向对接线侧偏移的趋势；峰值温度与焊接速度呈逆相关，与转速呈正相关；焊接速度的改变相较于转速的变化对温度的影响更显著；焊缝质量随着焊接速度的增加得到改善；通过Arrhenius方程描述粘连和飞边缺陷的形成，当焊接温度升高时，粘连和飞边缺陷形成的可能性增加。

• TC6钛合金作动部件摩擦副的耐磨性能对比研究

  胡波, 刘斌, 闫晓锋,

  为对比研究不同表面改性及强化处理对TC6钛合金耐磨性能的影响，开展了钛合金离子氮化、真空渗碳、化学镀镍及微弧氧化强化技术研究，并对不同强化状态下该合金作动部件摩擦副进行了模拟工况条件下的环-块摩擦磨损试验，优选适合的强化方式以提高作动部件使用寿命。结果表明：在同等载荷及时间下，未经处理的钛合金试块与不锈钢试环发生严重黏着摩擦，摩擦系数为0.82，磨损率为4.96×10-4mm3/（N·m）；经氮化、渗碳及化学镀镍强化处理的试块与试环发生滑动摩擦，摩擦系数分别为0.32、0.30、0.34，磨损率分别为5.39×10-8、3.83×10-7、3.48×10-8mm3/（N·m）；微弧氧化处理的试块与试环经摩擦磨损后，膜层失效，发生黏着摩擦，摩擦系数约为0.56，磨损率为1.43×10-6mm3/（N·m）。TC6钛合金表面硬度低，耐磨性差，离子氮化、真空渗碳、化学镀镍强化层耐磨效果良好，且优于微弧氧化强化层。

• 复杂截面铝合金型材挤压成形工艺与流动行为研究

  徐海洁, 仝飞, 马峥, 陈凯, 李博, 王国彪, 束学道,

  以具有长倒边、非对称复杂截面的汽车铝合金天窗导轨型材为研究对象，采用HyperXtrude有限元模拟方法分析了挤压速度、棒料温度和模具温度这3个关键工艺参数对金属流动规律及型材成形质量的影响规律，并进行了挤压成形试验验证。结果表明：不同挤压工艺下型材不同区域的金属流速分布规律相似，型材长倒边处金属流速最大，拉锁孔右侧的短倒边处金属流速较小；棒料挤压速度由4 mm/s升高至6 mm/s后，模具出口型材截面速度显著增大，其速度标准差(SDV值)由10.56 mm/s升高至24.11 mm/s；棒料温度由440℃升高至520℃、模具温度由430℃升高至510℃型材截面速度变化不大，但棒料温度升高导致型材SDV值由16.49 mm/s升高为17.57 mm/s，模具温度升高导致型材SDV值由23.54 mm/s降低至12.63 mm/s；在最佳挤压工艺下(挤压速度4 mm/s、棒料温度440℃、模具温度510℃)，铝合金型材SDV值仅为3.59 mm/s，温度为531.1～542.6℃。基于该工艺进行挤压试验后，获得了表面质量良好、无缺陷的铝合金天窗导轨型材。

• 反应热压法制备NiAl合金板材孔洞缺陷演变规律

  王世跃, 宫鹏涛, 秦锦涛, 郑闻睿, 林鹏,

  反应热压法是制备Ni A1合金板材的重要方法之一。对于该方法，孔洞缺陷是影响Ni Al合金板力学性能的重要因素。以Ni、A1箔为原材料，采用反应合成法制备了Ni A1合金板，研究了不同温度、时间和压力下Ni AI合金板材孔洞缺陷的演变规律。结果表明：反应温度主要影响元素扩散速率和相成分，对孔洞的变化影响不明显。随着反应时间增加，孔洞逐渐聚合，孔洞数量减小，较大孔洞开始发生自愈合，平均孔洞尺寸和孔隙率均减小。压力是影响孔洞最主要的因素，随着压力的增大，孔洞数量和尺寸呈明显下降趋势，10 MPa时孔隙率降低至0.1%以下，20 MPa下孔洞基本完全消除。

• Cu含量对Al-7.0Si-xCu-0.5Mg铝合金半固态铸造微观组织及力学性能的影响研究

  赵新宇, 何山, 王瑞, 王东涛, 张鸣鹤, 陈浩, 施昊, 蔡伟涛, 长海博文,

  半固态铸造通过改变合金的微观组织可提高Al-Si-Cu-Mg铸造合金的强度和韧性。以Al-7.0Si-xCu-0.5Mg(x=0、1、2)铸造合金为研究对象，探讨了Cu含量对合金微观组织和力学性能的影响，比较了半固态铸造和重力铸造下合金的微观组织及力学性能的差异。结果表明，半固态铸造合金晶粒和晶界第二相得到细化，Cu元素的溶解扩散促进了时效过程中纳米强化相的析出，提高了合金强度。Cu添加量的提高使时效过程中纳米强化相数量增加，提高了合金的屈服强度和抗拉强度，但伸长率小幅下降。对于相同Cu含量的合金，半固态铸造合金因缩孔较少，组织致密性较好，具有比重力铸造合金更好的屈服强度、抗拉强度和伸长率。

• 53Cr21Mn9Ni4N耐热钢模铸坯碳化物析出规律研究

  宋光洁, 王奕, 黄宗瑗, 刘斌, 付建勋,

  53Cr21Mn9Ni4N奥氏体耐热钢中碳化物的大小、分布和形态对材料的性能有重要影响，依托于某厂生产的53Cr21Mn9Ni4N模铸坯，采用光学显微镜、扫描电镜、夹杂物三维蚀刻仪、Thermo-Calc软件对其碳化物解析。结果显示，53Cr21Mn9Ni4N钢中主要存在两种类型碳化物相：一种是沿晶界析出的M23C6颗粒状碳化物，主要由Fe、Cr、C和Mn元素构成，其尺寸主要集中在2～10μm范围内；另一种是由γ相和M23C6构成的片层状碳化物，γ+M23C6型碳化物由交替排列的碳化物和奥氏体相构成，含有Fe、Cr、C、Mn、N元素，尺寸集中分布在10～50μm，从边部到心部，层状碳化物的等效直径、面积占比均呈增大的趋势，其中，碳化物的等效直径从边部的8.3μm增长到心部的33.6μm，面积占比从边部的6.70%增长到心部的32.07%，碳化物的长宽比集中分布在1.39～1.76。

• 低碳钢表面激光熔覆CoCrNiWx合金涂层的组织及性能

  刘冉, 李颖, 党鲜婷, 李国靖, 边天奕, 曹雷刚,

  以Co、Cr、Ni及W粉为原料，采用激光熔覆技术在低碳钢表面成功制备了W增强的CoCr Ni合金涂层。利用SEM、XRD和EDS等分析了涂层的组织形貌和物相组成，并测试了涂层的显微硬度及在干摩擦磨损条件下的摩擦磨损性能。研究了不同分数的W元素对CoCr Ni基中熵合金涂层组织、硬度和耐磨性的影响。结果表明：熔覆层与基体形成了良好的冶金结合，表面稀释率较低，但是当W含量增加至9%时，熔覆层出现明显的裂纹和及孔洞等较为明显的缺陷。CoCr Ni合金涂层由FCC单相结构组成，随着W元素的加入，涂层中出现了α-Co、沉淀相M6C及M23C6。并且随着W含量的增加，涂层的显微组织由枝晶和枝晶间结构转变为胞状组织及晶界处沉淀，其中含有6%W的涂层胞状组织更均匀,涂层的表面硬度达到（652±65）HV0.1，摩擦系数最小，耐磨性最好。

• 预淬火处理对超高强QP钢显微组织和力学性能的影响研究

  朱娜琼, 许明珠, 沈超, 李麟,

  采用定量金相、SEM、TEM及XRD等检测技术结合室温拉伸试验，研究了预淬火处理对淬火-配分处理后超高强QP钢组织演变和力学性能的影响。结果表明：与未经预淬火的样品相比，经950℃预淬火的样品呈现细化的层片状组织，残余奥氏体以薄膜状为主并有少量块状，该组织有利于TRIP效应的发挥，同时可阻碍裂纹扩展，提高了实验钢的强塑性，在抗拉强度超过1200 MPa的情况下伸长率接近20%；当预淬火温度为990℃时，实验钢的组织呈等轴状特征，马氏体回火程度较高，造成残余奥氏体多呈块状分布而不利于TRIP效应发挥，加之组织内贝氏体及二次马氏体含量减少导致其强塑积下降。

• SAC305焊锡膏中抗氧化剂的筛选与评价

  张文倩, 陈玺丞, 王同举, 雷永平,

  焊锡膏作为电子封装领域中不可或缺的材料，其性能直接影响焊点可靠性和封装质量。抗氧化剂作为焊锡膏的重要组成成分，能够防止焊锡膏中活性物质被氧化，对焊锡膏的性能具有重要影响。通过对焊锡膏及助焊膏的粘度、坍塌性、铺展性、色差等性能测试，探究抗坏血酸棕榈酸酯、叔丁基对苯二酚和二乙基二硫代氨基甲酸钠三种抗氧化剂对SAC305焊锡膏性能的影响，筛选出适用于SAC305焊锡膏的高效抗氧化剂。结果表明：加入3wt%的抗氧化剂后，助焊膏及焊锡膏粘度增加，且扩展率和铺展性均有所增加，但加入抗坏血酸棕榈酸酯和二乙基二硫代氨基甲酸钠导致焊点变黑、锡珠飞溅和热坍塌、桥连等问题。当选用叔丁基对苯二酚作为抗氧化剂时，其助焊膏及焊锡膏的粘度稳定性最优，扩展率最高，焊点形貌和润湿形貌最饱满，抗坍塌性最好，表面色差变化较小且不会出现发干等现象，是适合用于SAC305无铅焊锡膏的抗氧化剂。

• 纳米TiC颗粒增强铝锂基复合材料的耐腐蚀性能研究

  张晨, 王明, 周东帅, 徐旭, 百志好, 王健,

  采用中间合金法制备了不同含量纳米TiC颗粒增强铝锂基复合材料，通过光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）以及电化学腐蚀、晶间腐蚀等分析测试方法 ，对该复合材料进行了微观形貌和耐腐蚀性能研究。结果表明：纳米TiC颗粒添加能够促进晶粒再结晶，细化晶粒，并促进基体中θ'（Al2Cu）相和T1（Al2CuLi）相的析出。与铝锂基体合金相比，该复合材料的耐腐蚀性能得到了显著提高。随着纳米TiC颗粒含量的增加，该复合材料的自腐蚀电位逐渐升高，电荷转移电阻增大，自腐蚀电流密度减小，晶间腐蚀深度降低，耐腐蚀性能逐渐提高。当纳米TiC颗粒含量增加到1 wt%时，复合材料的耐腐蚀性能达到最佳。

• 曲轴的不均匀异步加载挤压成形工艺研究

  康凤, 张杰, 刘磊, 林军, 王长朋, 王艳彬, 张菲玥,

  通过分析不均匀异步加载挤压成形的工艺特点和技术关键，开展了某复杂曲轴构件的镦锻成形工艺模拟和试验研究。建立了同步比例加载和不均匀异步加载两种挤压工艺模型，采用有限元模拟分析了金属流动特点和挤压缺陷。结果表明：锻件在同步加载工艺的模腔根部发生了折叠，不均匀异步加载过程中金属流动顺畅，充型饱满，没有发生折叠缺陷。以某复杂曲拐构件为研究对象进行了工艺试制，曲拐锻件充型饱满，没有发生折叠、裂纹等缺陷，锻件经热处理调质后，抗拉强度为1120 MPa，伸长率为16%，完全满足零件使用要求。因此，不均匀异步加载挤压成形不仅可使坯料获得完全的三向压应力状态，还能够实时控制成形时坯料在型腔内的流动速度及充型方式，实现复杂构件的完全充型，防止产生缺陷，是一种值得推广的新技术。

• 镧铈混合稀土对铝锆合金线组织与性能的影响

  李盛锋, 孙小燕, 周楠, 邓伟萍, 王才仁,

  利用光学显微镜、扫描电镜、双臂电桥导电仪和拉伸试验机，研究了镧铈混合稀土对铝锆合金线显微组织、力学性能、耐热性能和导电性能的影响。结果表明：当添加微量的镧铈混合稀土时，稀土元素La、Ce与杂质元素Fe、Si结合形成多种稀土化合物粒子，并弥散分布在α-Al基体和晶界上，增强铝锆合金线的强度和耐热性能。随镧铈混合稀土含量的增加，铝锆合金线的抗拉强度增大，耐热性能增加，而导电率先升高后下降。

• 冷轧变形量对Mg-Li-Zn合金组织及性能的影响

  刘永辉, 张亚林,

  对铸态Mg-8Li-1.5Zn合金进行不同变形量的冷轧试验，采用OM、拉伸试验、浸泡腐蚀试验等研究了冷轧变形后Mg-8Li-1.5Zn合金的微观组织及性能。结果表明：铸态Mg-8Li-1.5Zn合金为α-Mg相和β-Li相两相组织。变形量70%冷轧的合金中α-Mg相沿轧制方向拉长呈条带状，退火后合金两相边界处出现大量的细小再结晶晶粒，组织细化明显。与铸态合金相比，冷轧态合金的强度、耐腐蚀性能有所提高，塑性有所下降。冷轧态合金退火后，塑性明显提升，耐腐蚀性也得到一定提高，变形量70%冷轧的合金退火后伸长率达到最大值27.8%。

• 锻造温度对汽车用Mg-7Al-3Sn镁合金组织及性能的影响

  赵训茶, 卢秋霞, 刘洁, 李研,

  为了研究锻造温度对汽车用镁合金组织及性能的影响，在锻造过程中砧座预热温度、锻造变形量等不变条件下，测试了不同始锻温度和终锻温度下Mg-7Al-3Sn镁合金试样的显微组织、耐腐蚀性能和力学性能。结果表明：在420℃始锻、300℃终锻的试样平均晶粒尺寸最大，耐腐蚀性能和力学性能最差；在470℃始锻、340℃终锻的试样平均晶粒尺寸最小，耐腐蚀性能和力学性能最佳。与420℃始锻、300℃终锻试样相比，470℃始锻、340℃终锻时试样的平均晶粒尺寸减小64.1%，腐蚀电位正移12.5%，抗拉强度提高23.7%，屈服强度提高23.1%。Mg-7Al-3Sn镁合金在470℃始锻、340℃终锻时具有良好的耐腐蚀性能和力学性能。

• Ti6321钛合金脉冲电场增塑效应研究

  吴晓飞, 张新杰, 朱晓宇, 蒋鹏, 吕逸帆, 戴乐, 彭晖,

  在低于再结晶温度(温度为300℃)的条件下对Ti6321钛合金进行脉冲电场处理,并对原始态合金在电阻炉中进行相同温度300℃的热处理，比较了脉冲处理前后试样和300℃热处理后试样的力学性能。采用金相显微镜、背散射电子衍射对试样在脉冲电场处理前后同一位置区域的组织进行检测分析。使用透射电镜观察分析脉冲电场处理前后位错变化，通过XRD图谱计算位错密度。结果表明：与原合金相比，脉冲电场处理后Ti6321钛合金的塑性明显提高，断后伸长率由10.6%提高到13.9%；原合金经300℃热处理后力学性能几乎没有变化。脉冲处理后合金的金相组织和晶粒尺寸并未改变，但是KAM值和小角度晶界比例明显减小。脉冲电场可以降低位错密度，提高材料塑性。

• 某天然气输气站场埋地工艺管道泄漏原因分析

  李亮, 张鸿博, 黄磊, 白强, 聂向晖, 丰振军, 许彦, 常永刚,

  为查找某天然气输气站场埋地管道发生泄漏的原因，通过宏观形貌分析、几何尺寸检测、无损检测、理化性能试验、扫描电镜和能谱分析、X射线衍射分析等手段，对现场截取的泄漏管段进行了检测分析。结果表明：泄漏管段中环焊缝出现的两处泄漏点为防腐层脱落后形成的外表面腐蚀坑与焊缝根部未焊透在熔合区贯通所致，焊缝外表面发生的吸氧腐蚀和根部未焊透缺陷是其泄漏的主要原因。弯头外弧侧出现的一处泄漏点为防腐层脱落后形成的腐蚀穿孔所致，外壁发生的吸氧腐蚀是其泄漏的主要原因。建议定期对站场内的老旧埋地管线开展环焊缝和防腐层隐患排查工作。

• A356铝合金轮毂低压铸造工艺参数的设计与优化

  王志鹏, 苏小平, 康正阳,

  为了探究某铝合金乘用车轮毂的最佳低压铸造参数，本文利用田口试验法、信噪比分析法以及数值模拟，以孔隙率、二次枝晶臂间距以及凝固时间为优化目标，对浇注温度、上下模具预热温度和充型时间进行调整与匹配。结果表明，浇注温度650℃，上模预热温度280℃，下模预热温度340℃，充型时间20 s时，铸件质量显著提升。

• 钎焊温度对TiZrCuNiCo非晶钎料钎焊Ti2AlNb合金接头微观组织与力学性能的影响

  黄凯, 黄帅, 宋伟伟, 马雄, 李鹏,

  采用Ti43.76Zr12.50Cu35.93Ni6.25Co1.56非晶钎料实现了Ti2AlNb合金的真空钎焊连接，研究了钎焊温度对Ti2AlNb合金钎焊接头界面组织形貌、力学性能以及断裂行为的影响规律。结果表明：钎焊接头可划分为靠近Ti2AlNb合金侧的扩散区I区和钎缝中心区II区。随着钎焊温度的升高，钎焊接头的剪切强度逐渐增加。在钎焊温度965℃和钎焊时间10 min的工艺条件下，接头的剪切强度达到最大值89.68 MPa，接头断裂表面呈现出完全的冶金结合，为脆性的解理断裂特征。继续升高钎焊温度至980℃时，由于钎缝中（Ti,Zr）(Ni,Cu,Al)和Al CuTi2+Nb（s,s）相出现了明显的粗化，同时呈现出连续分布状态，从而恶化了接头力学性能，接头的剪切强度仅为69.98 MPa。本试验不仅开发出新型的Ti Zr Ni CuCo钎料，也为优化Ti2AlNb合金的钎焊工艺提供了一定理论基础和试验支撑。

• 基于组织-工艺协同优化的C60钢带氮化层质量控制

  韦佳, 王苗, 丁雪峰, 石彦, 王文博,

  针对C60钢带在气体氮化处理中存在的表面硬度不足、氮化层厚度不均及不连续等质量问题，开展了组织演变规律、氮化层形貌及性能影响因素研究。通过对氮化前退火轧制态与回火态组织的对比发现，580℃回火处理可有效促进碳化物均匀析出并释放内应力，使基体硬度由200 HV降低至160 HV，为氮原子的渗入提供有利通道。实验结果表明：氮化后部分产品表面硬度可达550 HV以上，而不合格产品表面硬度不足450 HV，氮化层截面厚度低于5μm。经SEM观察发现其表面缺乏连续致密的氮化物层，局部甚至呈现“裸露基体”状。EDS分析显示不合格区域富集O元素，推测为氧化膜未清除所致，阻碍了氮原子吸附。提出优化工艺：将回火时间延长至4 h，同时采用酸洗+超声波清洗作为氮化前预处理，并优化氨分解率与炉温均匀性控制。改进后产品氮化层平均厚度提升至12μm，表面硬度达(570±20)HV，产品合格率由65%提升至92%。研究结果为高碳钢带氮化工艺优化提供了理论依据与技术支撑。

• 应用ICP光谱法测定高铬铸铁多元素含量的研究

  南飞艳, 张斌英, 母晓明, 齐丽娜, 袁满,

  针对ICP光谱分析方法检测高铬铸铁化学成分时遇到的样品前处理困难、合金元素干扰、分析条件等问题，采用稀硫酸低温溶解样品，使用高锰酸钾氧化来处理，通过采取合适的处理措施，有效解决了高铬铸铁样品难以处理完全和硅元素容易凝聚导致测定结果偏低的现象。利用ICP光谱法可做到多元素同时分析，准确高效分析了高铬铸铁的化学成分。结果表明：通过对仪器工作条件、样品前处理方法、方法准确性及精密度的试验，该方法很好地满足了科研和生产的实际需求。

• 海洋环境下树脂基复合材料构件防护涂层研究现状

  樊斌, 赵晓倩, 王涛, 刘今歌, 力译凡,

  海洋环境是最苛刻的自然环境，新型树脂基复合材料以其优异的综合性能在海洋工程装备领域具有极高的应用潜力，但树脂基复合材料的腐蚀、老化和污染是影响其使用效能的主要难题。涂层防护是一种经济有效、切合实际的方案。阐述了海洋环境下各影响因子对树脂基复合材料失效的作用机理，并从耐腐蚀、耐老化、防污方面总结了海洋环境下树脂基复合材料表面防护涂层的防护机理和研究现状。

• Al纳米颗粒掺杂对Sn基复合焊点组织与性能影响的研究

  孙磊, 王静, 王文昊, 姜加伟, 张亮,

  研究了微量Al纳米颗粒(0～0.5wt%)掺杂对三维封装技术中芯片堆叠互连Sn基焊点的界面组织、润湿性能以及剪切强度的影响。结果表明，掺杂微量的Al纳米颗粒可以显著抑制Sn基复合焊点界面层金属间化合物的生长。当Al颗粒掺杂量为0.3wt%时，Sn/Cu焊点界面层厚度由最初始的3.00μm下降到2.28μm。当Al纳米颗粒掺杂量超过0.3wt%时，复合焊点界面层厚度却出现增厚的趋势。此外，随着微量Al颗粒的掺杂，钎料的熔点未出现明显变化，Sn基钎料的润湿角得到降低。当Al纳米颗粒的掺杂量为0.3wt%时，Sn基钎料的润湿角由未掺杂的16.8°下降到13.4°，降幅20.2%。Sn-0.3Al复合焊点的剪切性能则达到了最大值16.9 MPa，增幅24.3%。继续增加Al纳米颗粒掺杂量，复合焊点的润湿性能和剪切强度逐渐下降。