热加工工艺杂志

热加工工艺杂志2025年第18期

• 金属材料电塑性辅助加工研究进展

  姜洋, 李正宁, 王炜, 康纪龙, 叶松, 王明珂,

  电塑性辅助加工（EAM）是一种利用电塑性效应提高金属材料加工性能的技术方法。EAM能够解决材料的成形效果差、质量不佳和效率低等问题，具有重要的研究价值。概述了电塑性效应的基本原理，介绍了焦耳热效应、磁致伸缩效应、集肤效应、纯电塑性效应等的作用机制。综述了EAM技术在金属材料的塑性加工、切削加工、焊接和增材制造中的研究进展。最后，对电塑性效应在金属材料加工中的应用前景进行了展望，分析了EAM技术未来的研究方向。

• 超超临界机组主蒸汽管道焊接接头失效与评估研究综述

  孙戬, 潘晨阳, 刘福广, 赵小惠, 林何, 刘晖, 成小乐,

  超超临界高温高压工况易导致火电厂机组主蒸汽管道上的焊接接头在服役中萌生裂纹，造成早期失效，严重影响机组建设及运行的安全稳定。综述了超超临界火电机组管道焊接接头早期失效的影响因素、蠕变行为特性以及接头裂纹失效评定法则的发展与应用，并展望了此领域未来研究的重点与方向，为电厂预防高温热力管道焊接接头早期失效及结构完整性评估提供理论参考与研究基础。

• 铁基非晶涂层的制备及耐磨耐蚀性的研究进展

  龚伟莹, 周志丹, 张永振, 杜三明,

  铁基非晶合金涂层以优异的综合性能以及较低的经济成本已成为较有前景非晶涂层材料之一。综述了铁基非晶合金的概念和应用领域，介绍了等离子喷涂技术、电弧喷涂技术以及激光熔覆技术制备铁基非晶合金涂层的现状，探讨了铁基非晶合金涂层的力学性能，如硬度和残余应力。研究发现，增加非晶相含量、引入陶瓷颗粒、优化涂层结构可提高涂层的耐磨性和耐蚀性，涂层的孔隙率对涂层的耐磨耐腐性具有至关重要的影响，封孔处理可有效减小孔隙率，提高涂层质量。铁基非晶合金涂层具有广阔的应用前景，需进一步研究和优化，以满足需求。

• 电磁辅助激光熔覆钴基合金涂层的显微组织及摩擦磨损性能研究

  蒋龙, 朱嘉祺, 张海涛, 齐康,

  采用电磁辅助激光熔覆技术在300M超高强度钢表面制备了钴基合金激光熔覆层，研究了不同电磁状态下熔覆层的宏观形貌、显微组织、力学性能和耐磨性的特点。结果表明，外加电磁场可以改变熔覆层形貌，降低裂纹敏感性。与无磁场辅助下制备的涂层相比，在电磁复合作用下制备的激光熔覆的晶粒均得到细化，提高了熔覆层的硬度。在磁感应强度强度为30 m T磁场参数和100 A电流参数下制备的熔覆层的综合力学性能最佳。在磁场作用下，熔覆层的弹性模量显著降低，从而提高了熔覆层在磨损过程中抵抗塑性变形的能力，进而提高了熔覆层的耐磨性。本研究为超高强度合金表面制备高耐磨性防护层提供了理论和实验基础。

• 激光粉末床熔融原位制备钛铜合金多孔结构骨科植入物

  周俊, 徐麒鹏, 梁春慧, 吕鹏程, 陈灿阳, 何鲁桂, 龙雨,

  为制备与人体骨骼相匹配的钛铜合金骨科植入物，使用激光粉末床熔融技术对混合5wt%Cu粉末的商用TC4粉末原位改性，使其具备优异的生物抗菌性能，并制备3种孔隙率均为70%的Gyroid、Diamond和Primitive三周期最小曲面结构TC4-5Cu试样。通过静载荷压缩测试和细菌培养试验分析了多孔植入物的弹性模量和抗菌性能。结果表明：3种结构的弹性模量值在3.46～4.65 GPa，均在常见骨科植入物弹性模量的范围内（3～30 GPa）。此外，TC4-5Cu合金材料对金黄色葡萄球菌（ATCC 6538）的抗菌率达99.7%，表现出优异的抗菌性能。它满足在特定模量和抗菌条件需求下钛铜合金结构植入物的制备需要。

• 电解铜箔阴极辊用工业纯钛TA1热变形行为研究

  鲁龙龙, 张彦敏, 宋克兴, 刘海涛, 王昭东, 冯庆, 操齐高,

  采用Gleeble热模拟试验机研究了工业纯钛TA1在变形温度750～950℃、应变速率0.01～10 s-1和最大变形量50%条件下的热变形行为。结果表明：流变应力随变形温度的升高而减小，随应变速率的增大而增大。在β相变点以下变形时，材料主要软化机制为动态再结晶，晶粒尺寸随应变速率的增大与变形温度的降低而减小。在相变点以上变形时，材料低应变速率下的主要软化机制为动态回复，随应变速率的增大，动态再结晶软化作用增强。在750℃温度下1 、10 s-1变形时晶粒细化效果较好。在低应变速率与高变形温度下，出现粗大的α相晶粒，晶粒细化效果较差。基于应变补偿建立了工业纯钛TA1的Arrhenius本构方程，公式中常数α、n、Q、lnA与应变ε的关系可采用5阶多项式拟合表达。

• 镍基单晶高温合金晶体取向对平台区域杂晶和缩松缺陷形成的影响

  杨帅, 陈昊, 罗烽月, 郑素杰, 沈滨, 杨振宇, 胡松松,

  采用定向凝固实验结合ProCAST数值模拟方法研究了<001>取向和<001>偏离15°取向下圆形平台区域杂晶和缩松缺陷的形成倾向性。结果表明，圆形平台显微组织可划分为中心区、扩展区和杂晶区3个主要部分。杂晶区随平台位置的升高而扩大，且倾向于在平台与铸件组中心相对的一侧形成；相比之下，缩松缺陷则主要在与炉壁相对的一侧出现。当晶体取向偏离<001>方向时，观察到平台杂晶缺陷的形成倾向性略有增加，但同时却降低了缩松缺陷的形成倾向。最后，结合数值模拟的温度场演化结果，分析了晶体取向对平台区域杂晶与缩松缺陷形成的影响机制。

• 二次铝灰高效脱氮、氟及铝元素资源化全利用工艺研讨

  信俊杰, 张琳叶, 魏光涛, 罗苏棋, 张建万, 张毅, 李晓辉,

  二次铝灰作为铝工业生产中产生危险固体废物，其安全处置及资源化利用一直受到行业人员关注。简述了二次铝灰处理和利用现状，在此基础上分析了某公司现有二次铝灰处理工艺并提出了技改方案。通过超声加曝气强化措施缩短二次铝灰脱氮、脱氟时间，并以压滤渣制备铝酸钙产品彻底实现铝元素资源化全利用。分析表明：技改方案在经济上是可行的。技改方案为二次铝灰高效处理与资源化利用提供了新思路。

• 退火温度对SLM成形牙科TC4合金微观组织及力学性能的影响

  刘畅, 辛成来, 李宁, 颜家振, 桑磊, 王群, 肖玉平, 张玉鲜, 李锐, 张幖,

  根据口腔修复体中支架、冠桥、局部可摘取义齿等不同的性能需求，参照牙科增材制造金属材料行业标准，生产出强度、塑性匹配兼优的口腔修复体。采用3D打印激光选区熔覆（SLM）技术成形制备TC4钛合金，经过退火处理后，研究退火温度对其微观组织以及力学性能的影响。后续通过拉伸实验、扫描电镜、EDS、XRD测试等分析手段其组织结构、断口形貌以及性能表现后得出结论：SLM成形牙科TC4合金原始态因为较高的热-冷温度差使得β相来不及转变为（α+β）相，生成大量的针状α'马氏体相。在550℃×1 h/FC（随炉冷却）退火处理后依然有大量的α'相。当退火温度进一步升高，α'马氏体相开始分解为（α+β）相，且组织由魏氏组织向网篮组织转变。当退火温度在950℃时，α相和β相体积逐渐增大，屈服强度降低，断后伸长率升高。综合比较后，850℃×1 h/FC退火处理的试样，屈服强度为1066MPa、抗拉强度为1128 MPa、断后伸长率为10.6%，力学性能最优，完全满足牙科修复用金属材料的标准。

• 防喷器用ANSI4130钢淬硬性及热处理工艺研究

  耿占一, 董治鑫, 王庆禄, 桑德利, 辛肖郦, 秦茶,

  通过调控淬火温度，研究了ANSI4130钢淬硬性及热处理工艺对其组织及力学性能的影响规律。结果表明，淬火组织为马氏体与少量残余奥氏体，材料的淬硬层深度约为20mm，且淬火温度为860℃时试样由表及里的硬度波动相对较小，心部的平均硬度约为41HRC；不同淬火温度的试样经过660℃高温回火后，其组织主要为回火索氏体；860℃淬火+660℃高温回火后，材料的力学性能最佳，其硬度为229HBW，屈服强度为548MPa，抗拉强度为727MPa，断面收缩率为68%，伸长率为21%，冲击功为140.8J。

• 稳定化处理对Zn微合金化高Mg铝镁合金力学及腐蚀性能的影响

  郭艳萍, 杨文璐, 龙宇飞, 闾欣程, 季明举, 杨晓辉,

  为开发高强韧耐腐蚀铝镁合金产品，系统研究了稳定化处理后的Al-6Mg与Al-6Mg-1Zn合金的微观结构、力学及腐蚀性能，并对其强韧化机制及腐蚀行为进行了分析。结果表明，Zn微合金化Al-6Mg合金经过稳定化处理后，硬度从132.95 HV上升到155.47 HV，抗拉强度从484 MPa提高至555 MPa，而伸长率只降低了0.8%。Zn的加入促进了细小T相(Mg32（Al,Zn）49)的析出，一方面抑制了位错的回复，为再结晶提供了驱动力；另一方面起到钉扎晶界的作用，有效阻碍了再结晶晶粒的生长。再结晶晶粒的细化、晶内密集的细小析出相，以及位错密度下降速度的减慢，共同优化了稳定化处理后Al-6Mg-1Zn合金的整体力学性能。此外，相较于稳定化处理后的Al-6Mg合金，相同状态下的Al-6Mg-1Zn合金具有更强的耐腐蚀性能，这主要归功于晶界处T相较β相（Al3Mg2）相的更大离散分布。

• 再结晶对FeCoCrNiMn高熵合金组织及耐蚀性的影响

  金一豪, 胡勇, 游小凡, 焦海涛, 赵龙志, 唐延川, 刘德佳,

  采用激光沉积制备了FeCoCrNiMn高熵合金，研究了再结晶对其组织和耐蚀性能的影响。利用XRD、OM和电化学工作站分析了相组成、微观组织和耐蚀性。结果表明，激光沉积制备的FeCoCrNiMn高熵合金为FCC单相结构，其经冷轧变形50%后在900℃保温1 h开始发生再结晶，在1000℃保温1 h时再结晶完成。经1000℃保温1 h再结晶处理的FeCoCrNiMn高熵合金的耐蚀性优于激光沉积制备的FeCoCrNiMn高熵合金。

• 铜含量对碳纳米管增强铝铜基复合泡沫组织结构与压缩性能的影响

  王煜, 王斯冉, 邵文达, 杨旭东,

  适当的添加合金元素是提升铝基复合泡沫力学性能的有效途径。采用粉末冶金发泡法制备了碳纳米管（CNTs）增强铝铜基（CNTs/Al-Cu）复合泡沫，研究不同Cu含量对CNTs/Al-Cu复合泡沫宏观泡孔形貌、微观组织、准静态压缩性能及变形模式的影响，并进一步结合压缩断口形貌分析其断裂失效机制。结果表明：随着Cu含量的增加，CNTs/Al-Cu复合泡沫的力学性能呈现先增加后降低的趋势；适当添加Cu(3wt%)可以有效优化泡孔形貌，促进细晶区的形成并在晶界处形成金属间化合物，进而提升复合泡沫的压缩力学性能。相较Cu含量为2wt%的CNTs/Al-Cu复合泡沫，其屈服强度、平台应力以及吸能能力分别提升了18.0%、33.0%与39.5%。此外，适当的加入Cu会改变复合泡沫的压缩变形模式，并表现出良好的韧性，实现强韧结合。

• 深冷处理对35CrMo合金结构钢的影响研究

  赵国智, 苏天琪, 王先鹏, 陈国瑞, 吴广辉, 翁泽钜, 顾开选,

  研究了深冷处理与传统热处理对35CrMo合金结构钢的力学性能、尺寸稳定性和微观组织的影响。采用圆环三角法对不同工艺处理后的尺寸稳定性进行评价。结果表明，淬回火后增加深冷处理能够使35CrMo的抗拉强度提高32 MPa，屈服强度提高33.5 MPa，伸长率提高26.7%，冲击韧性保持不变。高温回火后材料内应力得到充分释放，试样的稳定性较好，增加深冷处理能够进一步提高材料的尺寸稳定性。淬火后回火前增加深冷处理，能够促使35CrMo合金结构钢组织中碳化物颗粒的析出。

• 氯离子对吉林地区镀锌钢和不锈钢土壤腐蚀行为的影响

  王铁铮, 刘晓琳, 关潇卓, 张楠, 张明爽, 李达, 张兰河,

  氯离子（Cl-）是导致土壤金属腐蚀最重要的阴离子。通过室内模拟加速试验探索Cl-的土壤腐蚀规律和不同金属在暗棕壤中的耐腐蚀性能，采用X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、金相显微镜和扫描电子显微镜分析金属腐蚀产物形貌和组成的变化。结果表明：Cl-被吸附在镀锌钢表面促进腐蚀，导致Fe2+溶出；当Cl-含量为2.0 mg/g时，镀锌钢的自腐蚀电流密度(Icorr)为78.361μA·cm-2，腐蚀最严重；Cl-置换不锈钢表面不稳定的O原子，形成原电池，促进不锈钢的蚀坑形成。当埋片试验为42 d时，镀锌钢表面腐蚀产物主要为Fe3O4、FeOOH和Fe2O3。与镀锌钢相比，不锈钢有更大的电容弧和更高的腐蚀电位，耐腐蚀性能强，镀锌钢的腐蚀速率比不锈钢高20多倍。

• 轧制热处理协同调控不锈钢复合板组织及耐蚀性能

  李典, 骆宗安, 王明坤,

  利用埋弧焊与真空电子束焊复合制坯工艺制备了不锈钢/低合金钢复合板，分析了热轧、固溶及回火工艺对复合板基、复材组织及耐蚀性的影响规律。结果表明：复合板经热处理后，元素扩散区域变宽；1100℃固溶后Cr23C6等碳化物固溶于奥氏体晶粒，晶间腐蚀倾向大幅降低；复合板经高温回火处理后，组织由马氏体转变为回火索氏体组织，其中650℃回火工艺下，不锈钢的耐晶间腐蚀性能较热轧态显著提升，电化学腐蚀速率由1.42×10-2mm/a降低到1.14×10-2mm/a。1100℃固溶+650℃回火工艺下复合板具有优异的耐蚀性且界面剪切强度均达到480 MPa，复合板的强度、塑性及韧性均可满足国标要求。

• 热处理对磁控共溅射Bi2Te3薄膜结构及电学性能的影响

  刘晨阳, 李芮鸽, 王有超, 木二珍,

  Bi2Te3是窄禁带、低温性能最好的室温热电材料之一。采用多靶磁控共溅射工艺制备了Bi2Te3薄膜，并对不同退火条件下的薄膜结构和电学性能进行了观察测试，分析研究了退火温度对Bi2Te3薄膜结构及电学性能的影响机理。结果表明，退火温度明显影响Bi2Te3薄膜的结构及电学性能。当退火温度从200℃升高到400℃，薄膜沿着垂直于衬底方向生长的晶粒变粗大，且晶粒生长方向的一致性遭到破坏。当退火温度升高到400℃时，薄膜发生熔融相变再结晶。同时，随着退火温度的升高，薄膜功率因子从0.09×10-3W·m-1·K-2增加到0.21×10-3W·m-1·K-2。当退火温度增加到400℃时，薄膜的功率因子降低至0.16×10-3W·m-1·K-2。薄膜的功率因子在退火温度为350℃时到达最大值0.21×10-3W·m-1·K-2。

• 不同制备工艺对CrFeNiAlSi高熵合金相及性能的影响

  李刚, 温影, 梁海, 周琳涵, 孟雨菲, 张欣月, 任海芳,

  采用激光烧结、真空熔炼及激光熔覆技术分别制备CrFeNiAlSi高熵合金与涂层，利用X射线衍射仪、激光共聚焦显微镜、扫描电镜、能谱扫描仪表征分析合金物相与微观组织结构，使用维氏硬度计、磨粒磨损机，研究了合金室温下的硬度以及磨损性能。结果表明：激光烧结CrFeNiAlSi（LS）合金和真空熔炼CrFeNiAlSi（VM）合金由BCC、FCC相组成，而激光熔覆CrFeNiAlSi（LC）涂层由单一BCC相组成。LS合金晶粒细小、均匀。LC涂层以胞状晶为主，晶界较宽，元素分布相对均匀。VM合金由树枝状枝晶和花瓣状枝晶组成，晶粒内为富Al相，晶界中为富Cr相。LC涂层表面硬度值最大，为875.1HV，单位面积磨损量为8.96mg·cm-2，其表面犁沟最浅，耐磨性最好。LS合金、VM合金表面硬度分别为803.3、820.4HV，单位面积磨损量分别为55.50、12.69mg·cm-2。

• 稀土Ce对桥梁钢显微组织及性能的影响

  陈越, 杨吉春, 杨昌桥, 刘鹏, 赵磊,

  设计了3组不同稀土Ce含量的试验钢，研究稀土的添加对桥梁钢显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明，当稀土Ce含量为0.0025wt%时，铁素体组织和珠光体组织的分布更加弥散且均匀。稀土Ce含量为0.0025wt%时，试验钢具有良好的力学性能。与未加稀土的试验钢相比，其屈服强度提高了14.42%、抗拉强度提高了7.21%、断后伸长率提高7.34%、硬度提升了18.00%，冲击性能最好。稀土质量分数为0.0025wt%的试验钢抗腐蚀性能最好，腐蚀速率最小，稀土的添加使腐蚀产物中α-FeOOH逐渐增多，γ-FeOOH逐渐减少。

• 复合表面强化处理对316L不锈钢耐磨性能的影响

  穆洪, 邓敏先, 代燕, 张纪伦, 周静, 刘静, 杨峰,

  针对316L不锈钢表面承载能力低、耐磨性差等问题，采用行星式球磨机对316L不锈钢进行表面机械研磨处理（SMAT），使表层组织产生严重塑性变形，再对SMAT处理的316L不锈钢在520～600℃进行真空氮化处理。采用X射线衍射仪（XRD）、金相显微镜（OM）研究了不同工艺参数对渗氮层微观组织的影响规律；采用维氏硬度计研究不同工艺处理后不锈钢的截面硬度梯度曲线；采用往复式摩擦磨损试验机对不同工艺下渗氮层的耐磨性能进行研究，并通过光学3D表面轮廓仪分析材料的磨痕形貌、磨痕轮廓及磨损量。结果表明：经过SMAT+真空渗氮复合处理后，材料氮化层厚度得到增加，表面的硬度和磨损性都能有一定提升。

• 陶瓷纤维复合搪瓷涂层的制备及其性能研究

  陈雪莹, 范朝振, 汪庆卫, 罗理达, 刘津,

  高性能复合搪瓷涂层可有效提高锅炉管道在恶劣环境下的服役强度及使用寿命。在耐候钢材表面涂覆不同陶瓷纤维含量的搪瓷釉料，经烧结制备陶瓷纤维复合搪瓷涂层。采用扫描电子显微镜观察了搪瓷层表面的微观形貌，采用X射线衍射法和差示扫描量热法分析了搪瓷釉的结晶情况和热力学性能，经物理、化学测试表征了搪瓷试样的抗冲击性能、耐酸腐蚀性能及耐温急变性能。结果表明：陶瓷纤维与搪瓷基釉的界面结合很好，提高了搪瓷釉的玻璃化转变温度，增加了复合搪瓷涂层的耐冲击强度，并改善了其耐温急变性能。

• 汽车弯曲排气管件多工步成形数值模拟及试验验证

  张鑫龙, 刘雪岩, 肖江, 谢晓冬,

  为解决某汽车弯曲排气管件成形困难的问题，开展441不锈钢管材的绕弯成形及液压成形工艺研究，从而提高排气管件的成形质量与成形效率。利用有限元模拟软件，深入探讨排气管件成形工艺中关键参数对成形质量的影响。首先，研究了不同相对弯曲半径对管件成形的影响。结果表明：采用1.5D弯曲半径进行绕弯成形能够有效改善壁厚分布并减少缺陷。在此基础上，进一步研究了预胀形工艺对管件成形质量的影响，发现预胀形工艺可以有效改善壁厚分布，并通过模拟确定了40 MPa的预胀形压力为最佳加载压力，此时管件最大减薄率仅为17.18%，最大增厚率为19.09%。最后，基于模拟结果，分别进行了绕弯成形和内高压成形实验，制备出符合要求的弯曲排气管件，验证了模拟结果的有效性。

• TRT叶片激光合金化涂层的组织及性能研究

  刘占琪, 付宇明, 郑立娟,

  为了解决TRT叶片容易磨损、抗冲刷性能差等问题，采用激光合金化技术在TRT叶片表面激光合金化0.35 mm厚的涂层。选择添加1wt%石墨相C3N4的合金化铁基粉末制备涂层，并与未添加石墨相的合金化铁基粉末制备的涂层进行对比。结果表明：未添加石墨相制备的涂层组织较为致密，涂层中主要物相由α-Fe相、Fe-Cr固溶体及MnV和FeV金属化合物组成；涂层表面的硬度最大值为725 HV，较基材2Cr13的硬度提高2.9倍；摩擦系数不稳定，但磨损量较少。而添加1wt%的石墨相C3N4制备的涂层组织更加致密，晶粒明显细化，并新生成了VC、V8C7硬质相以及FeN4；硬度为783 HV，较未添加石墨相的试样有所提高，是基材硬度的4.3倍；摩擦系数依然呈波动趋势，但是相对磨损量减小。因此，在合金化铁基粉末中添加石墨相C3N4后，涂层的性能更优，可以改善TRT叶片表面的耐磨性能。

• 基于有限元方法的油管环状支撑焊接残余应力研究

  廖庭发, 周林慧, 施睿赟, 冯嘉楠, 余光伟,

  针对调距桨轴内油管环状支撑结构的焊接残余应力情况展开有限元分析，建立环状支撑油管焊接有限元模型，采用四椭球热源模型和生死单元技术模拟焊缝的焊接热输入，并根据焊接应力场的仿真计算结果与试验测试的数据对比校核有限元模型，重点探究焊接相关参数（焊接顺序、焊接速度等）对焊接残余应力的影响。结果表明：轴内油管焊接的最大等效残余应力大都分布在支撑条端部油管附近。在不同焊接顺序下，在成对焊缝的焊接顺序下能够获得质量更好的接头；在不同焊接速度下，在保证焊料填充和焊缝形貌的基础上，可以适当提升焊接速度来保证焊接质量。

• Ti-6Al-4V短电弧铣削加工随机热源温度场研究

  仇未星, 周建平, 王翔, 许燕, 胡国玉,

  为研究随机热源对短电弧铣削加工放电凹坑与工件表面成型的影响，建立Ti-6Al-4V短电弧铣削加工随机热源温度场模型。引入随机放电函数模拟短电弧铣削加工放电的随机性与复杂性，研究放电凹坑的形成与叠加，揭示工件表面成型过程，并研究了电参数对表面形貌的影响。结果表明：由于放电的随机性，致使工件表面由无数个放电凹坑杂乱无序叠加，很难找出完整的单凹坑；且在低电压、高频率、小占空比的情况下，可提高加工精度，获得更好的工件表面质量。

• 低密度钢不同电流参数焊接的有限元模拟

  王顺, 王杰,

  对Fe-30Mm-8A1-0.9C低密度钢进行焊接工艺研究，运用Abaqus软件构建三维热力耦合有限元模型，结合Jmatpro软件计算材料热物理性能参数，系统分析了不同焊接电流对实验钢温度场、残余应力及微观组织的影响。结果表明：焊接电流对残余应力分布范围与峰值影响显著，在190 A电流下焊缝区残余应力分布均匀且峰值较低（580.2MPa）；在240 A电流条件下热影响区扩大，应力峰值升高（593.1 MPa）；而170 A电流时，因焊缝区快速冷却导致局部应力集中。同时，横向残余应力对电流变化更为敏感。模拟结果的有效性通过实验数据得到充分验证：数值模拟的熔池和实际焊接后的形态相近；模拟的温度场准确反映了实际焊接过程中母材中γ-奥氏体到κ-碳化物和铁素体的转变温度。综合实验与模拟结果，采用190 A的焊接电流可有效平衡应力均匀性与组织稳定性。

• 高压柱塞超高速激光熔覆工艺参数多目标优化

  刘德明, 孙文磊, 黄勇, 陈子豪, 邢学峰, 陆靖,

  为获得超高速激光熔覆铁基自熔性合金粉末在高压柱塞泵柱塞40Cr钢基体上的最佳熔覆工艺参数，采用响应面法中的中心复合试验法进行了超高速激光熔覆试验设计，研究了激光功率、送粉速率以及工件旋转线速度工艺参数对超高速激光熔覆层宽高比、稀释率和显微硬度的影响，建立了响应面法数学模型，优化了超高速激光熔覆工艺参数。对响应面法优化后的最佳熔覆工艺参数进行试验验证，熔覆层关键响应目标均达到预期的提高。结果表明，响应面法是超高速激光熔覆工艺参数多响应目标优化的有效方法。该研究为后续对高压柱塞表面进行表面改性或修复，制备品质优良的熔覆层奠定了工艺基础。

• 高温锅炉主蒸汽管道在线声发射检测可行性研究

  张皓琦, 王杜, 丁志千, 吕圣, 王强, 吴家喜, 钱盛杰, 孔凡玉,

  大型锅炉主蒸汽管道由于其高温运行环境，常规检测方法无法对其实现在线检测。本文提供了一种基于声发射技术的在线检测方法，采用声发射传感器连接波导杆的方式，搭建了高温锅炉主蒸汽管道声发射检测实验系统，并利用断铅法来模拟管道产生裂纹时的声源信号，分别进行了不同温度下的灵敏度测试、信号衰减测试、声速测定以及定位准确度分析，验证了利用声发射检测技术对高温锅炉主蒸汽管道进行在线检测的可行性，也为声发射技术在高温压力管道缺陷检测的未来发展提供了方向。

• 轮廓法测量镍基高温合金单晶叶片内部残余应力分布

  郭秋娟, 李相伟, 张瑞尧, 谢光, 侯晓东, 张书彦,

  介绍了轮廓法的测量原理、测量步骤及研究现状，并采用轮廓法成功测量和研究了镍基高温合金单晶试棒截面沿<001>方向残余应力分布和叶片叶盆位置的内部残余应力分布。结果表明：铸态DD33单晶试棒截面有沿<001>方向的残余应力，低抽拉速率引入的残余应力有限，在100 MPa以内，固溶处理后没有发现明显应力诱导再结晶；叶盆位置内部存在较高的残余应力，有一些位置最高将近300 MPa。这项工作是首次通过轮廓法获得了复杂特征单晶高温合金叶片的内部残余应力分布，具体内部残余应力的大小和分布对叶片性能和寿命的影响需要进行后续的系统性研究。

• A1-Ti-C含量对Al-20wt%Si合金显微组织和性能的影响

  王宏伟, 何乃勇, 李银丽, 李彦龙, 鲁兴武, 程亮, 李俞良, 焦晓斌,

  研究了不同含量A1-Ti-C对过共晶Al-20wt%Si合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：Al-Ti-C中间合金主要由Al3Ti、TiC和Al基体三部分组成。Al-Ti-C能够有效细化初生Si的尺寸和形貌。当添加0.9wt%含量的Al-Ti-C时，Al-20wt%Si合金中的初生Si被细化，由粗大不规则的长块状变为细小的短块状；同时Al-20wt%Si合金的抗拉强度和伸长率都分别达到最大值，为132.5 MPa和1.6%。

• 基于旋转电弧的窄坡口管道焊接平焊位置打底工艺研究

  罗雨, 苏佳毅, 任飞燕, 田文鹏, 钱学芝, 贾玉麟, 冯艳, 黄子祥,

  针对管道全位置焊接中平焊位置焊接打底层存在焊穿、未焊透及未熔合问题，提出了基于旋转电弧的窄坡口平焊位置焊接工艺方法。以X65管线钢板材对接窄坡口为试验对象，基于Minitab的田口方法，建立正交试验模型，探究基于旋转电弧STT平焊打底焊接方案下，不同工艺参数组合对焊缝成形的影响规律。结果表明，焊接工艺参数取送丝速度为6.2 m/min、焊接速度26 cm/min、旋转速度1200 r/min时，旋转电弧STT平焊打底单面焊双面成型一致性好，未出现焊接缺陷，这为管道全位置焊接平焊位置基本工艺规范的制定奠定基础。

• 生成对抗网络与模糊PID的层流冷却温度控制研究

  周建新, 郭强, 霍彤明, 王鸿滔,

  针对层流冷却过程中存在工况变化、强非线性等复杂因素对温度合理控制的干扰，提出了一种Wasserstein生成对抗网络（Wasserstein-Generative Adversarial Nets,WGAN）和模糊自整定PID结合的优化控制方法。首先，采用蚁群算法优化模糊PID的隶属度函数和模糊规则，输出PID控制器修正因子，提升温度系统的控制精度。随后，利用博弈对抗策略优化WGAN控制器，提升系统的稳定性。仿真实验表明：该算法可有效提高系统响应速率，提升抗干扰能力，使温度控制精度和系统稳定性得到提高。

• 终轧温度及常化时间对稀土高强无取向硅钢组织、织构的影响

  吴忠旺, 张慧敏, 李涛, 李宗维, 张梦宇, 金自力, 任慧平, 刘朋成,

  采用ZEISS多功能金相显微镜、电子背散射衍射的EBSD技术和晶粒粒径分析软件研究了不同终轧温度及常化时间对稀土高强无取向硅钢组织、织构的影响。结果表明：热轧后，随着终轧温度的升高，热轧再结晶率升高，中心层条状晶粒及表层初次再结晶晶粒宽度降低，过渡层晶粒厚度升高。在相同热轧工艺下，常化时间越长，晶粒尺寸越大，晶粒有异常长大现象。在相同常化时间下，讨论不同终轧温度对常化组织的影响得知，终轧温度越高，常化后晶粒平均晶粒尺寸反而越小。在相同热轧工艺下，常化时间越长，退火的再结晶晶粒尺寸要大一些，但影响不大。随着终轧温度的升高，各织构占比明显升高。常化后，有利织构100及110面织构含量显著升高，不利织构111占比降低。

• Mg含量对Al-6.5Si-5.5Cu-xMg-0.2Zr-0.01Sr-0.06Ti-0.2Ce合金微观组织和力学性能的影响

  孙智伟, 周青山, 许晓静, 刘乐乐,

  通过OM、XRD、TEM和拉伸试验等研究了Mg含量对Al-6.5Si-5.5Cu-xMg-0.2Zr-0.01Sr-0.06Ti-0.2Ce合金微观组织和力学性能的影响。结果表明，Mg会使共晶Si相粗化并聚集，此外在晶界处的金属间化合物也得到粗化；随着Mg含量的增加，基体中的θ相（Al2Cu）和Q相（Al5Cu2Mg8Si6）数量会降低，位错密度随之降低；相比于含0.88wt%Mg的试样而言，含1.89wt%Mg的试样晶粒内部的沉淀物尺寸和相邻间距变大，这弱化了合金的第二相强化效果，此外较宽的无沉淀析出带（PFZs）使伸长率下降；随着Mg含量的增加，合金力学性能逐渐恶化，因此，含0.88wt%Mg试样具有最高的抗拉强度和伸长率，分别为412.83MPa和6.23%。

• 飞机风挡透明件螺栓连接结构非线性计算方法及其应用

  肖颖, 唐维, 卢宇航, 程家林, 张斌,

  在大型飞机结构有限元分析中，通常将螺栓连接简化为梁元、弹簧元等线性连接，无法考虑如螺栓预紧力、装配间隙等细节特征的影响，故提出了一种风挡窗框螺栓连接结构非线性刚度的计算以及应用方法。采用该方法建立风挡窗框螺栓刚度计算模型，分析其变形过程，得到螺栓和玻璃组件挤压过程的非线性刚度曲线。结果表明：相较于线性连接刚度模型，本文考虑到了非线性细节特征对连接刚度的影响，螺栓连接载荷计算结果更加精确，适用于风挡透明件与窗框连接结构的优化分析，可以有效避免出现冗余设计及安全裕度不足的情况。