热加工工艺杂志

热加工工艺杂志2025年第22期

• 切割刀具的研究现状及发展

  苏宁, 赵芳, 孙立明, 韩校粉, 赫万恒,

  随着现代战争和紧急救援行动的需求，军用切割工具在提高作战效率和士兵生存概率方面发挥着关键作用。首先探讨了刀具材料的演变，包括硬质合金、陶瓷基复合材料、超硬材料和金属基复合材料等，以及它们在提高刀具的硬度、耐磨性、韧性和耐高温性能方面的研究进展。接着，分析了刀具的几何结构设计，如多刃切削设计、自润滑结构设计和可调性设计，以及它们如何提高切削效率和刀具寿命。还讨论了制造工艺的进步，包括超精密加工、3D打印、激光烧结、纳米制造和等离子体加工技术，这些技术如何提升刀具的精度和耐用性。最后，探讨了智能化与多功能性刀具的发展趋势，以及目前面临的挑战和未来研究方向。研究指出，尽管军用切割刀具的研究取得了显著进展，但仍需解决材料脆性、使用寿命、多功能性和极端环境适应性等问题，以满足未来战场和紧急救援的需求。

• 激光辅助冷喷涂的研究现状与展望

  刁鹏源, 王方, 褚欣, 谢迎春, 周俊, 邓春明, 刘敏, 龙雨,

  激光辅助冷喷涂技术（LACS）作为一种新兴的冷喷涂技术（CS），是在CS的基础上引入激光头和红外线测温仪，通过控制激光加热温度软化基板与粉末，从而形成更高性能涂层的工艺。它既保留了CS的优点，如不存在熔化凝固引起的冶金过程，可保持原始粉末成分不变；又扩大了颗粒和基体材料的选择范围，提高了沉积层的性能。介绍了LACS的技术原理与主要工艺参数，综述了国内外各科研机构的研究现状，最后对未来LACS的发展进行了展望。

• 耐事故燃料锆包壳用涂层种类及研究进展

  刘志鑫, 郭辉, 双应忠, 李佳雨, 韩明, 梁国亮, 谢钟音, 刘涛, 俞杰,

  通过在燃料元件锆合金表面制备涂层能够增强其在事故工况下的容错能力，同时不影响锆合金基底性能，是自福岛事故以来短期内提高核电运行安全性最有效的手段之一。综述了不同燃料涂层材质的国内外研究现状，包括Cr系、FeCrAl系、陶瓷系和高熵合金系等，从涂层材料沉积工艺参数、事故工况下稳定性、涂层失效过程等方面分析介绍了现有耐事故燃料涂层的性能优势及面临的主要问题。Cr涂层和FeCrAl涂层对基底杰出的保护能力受到了广泛关注，现阶段已进入中试阶段，但其在核电工况下的稳定性仍然需要进一步确认。研发安全稳定、高效的耐事故燃料涂层对核电发展具有重要意义。

• 有限元模拟在微焊点可靠性研究中的应用

  吉予彤, 张亮,

  针对电子封装微焊点的可靠性问题，总结了有限元模拟在微焊点可靠性评估领域中的应用情况。系统介绍了有限元模拟在电子封装微焊点温度分布中的应用，为解决电子封装器件散热问题提供理论指导；归纳了电子器件在不同载荷条件下的应力-应变响应，以及微焊点的疲劳失效机制；系统分析微焊点疲劳寿命预测，分析了微焊点材料本构模型以及疲劳寿命模型，展望了微焊点可靠性研究的未来发展趋势，为微焊点可靠性的相关研究提供理论基础。

• 超期服役10CrMo910钢主蒸汽管道的性能及剩余寿命评估

  杨真涵, 赵建平, 王步美, 燕集中, 吴怨, 罗金奇,

  对某热电厂机组中运行35年的主蒸汽管道用10CrMo910钢进行微观组织分析、常温和高温力学性能实验、高温蠕变实验，研究超期服役后该钢的性能变化和剩余寿命。结果表明：该主蒸汽管道超期服役后力学性能指标较新材料普遍下降30%以上；材料已发生3.5级球化，合金元素已发生动态分配，第二相粒子析出明显；超期服役后10CrMo910钢主蒸汽管道的蠕变性能较服役25年和15年的相同材料分别下降33.08%和85.96%以上，在服役工况下剩余寿命42967 h，材料的蠕变性能已大幅下降。

• GCr15轴承钢电化学加工钝化膜特性研究

  周冠霖, 阿达依·谢尔亚孜旦, 尚中昇, 汤子钦,

  以电化学加工方法在GCr15轴承钢基体表面构造钝化膜。研究了不同加工参数对表面钝化膜厚度、微观形貌和亲疏水特性的影响。结果表明：钝化膜厚度与加工电压、电解液浓度、加工时间呈现正相关性增加，在加工电压9 V时钝化膜厚度可达到最大，为29μm；钝化膜表面形貌由颗粒状向片状转化；Fe含量由88.64%降低到53.55%,Cr含量由1.80%降低到1.30%,O和C分别由1.16%、7.81%上升到18.96%和25.97%,Cr/Fe比值由2.20%上升到2.43%，稳定性能提高；水接触角随加工电压、电解液浓度增加而增加，轴承钢表面的水接触角从78.4°变为130°，实现了表面从亲水到疏水的改性，疏水性能得到大大提升。

• 占空比对硬质合金微钻沉积AlCrSiN-DLC涂层性能与PCB钻孔质量的影响

  林源琳, 陈俊荣, 耿子航, 孙世龙, 魏莎莎, 林荣川,

  在现代电子制造领域，印制电路板（PCB）的生产扮演着关键角色，其中微钻孔技术是电子产品精密制造的基石，在硬质合金微钻上沉积高性能的类金刚石（DLC）复合涂层可以改善微孔钻削质量。采用磁过滤阴极电弧沉积方法，探讨了占空比变化对沉积在硬质合金试片上的Al Cr Si N-DLC复合涂层形貌结构、涂层厚度和结合力的影响，并研究了占空比对涂层微钻PCB钻孔质量的影响。结果表明，制备的Al Cr Si N-DLC复合涂层与基体结合强度优异，随着占空比的增加，涂层厚度和表面粗糙度减少，微钻刀面磨损先减少后增大，孔位精度、孔壁粗糙度与刀面磨损呈正相关；微钻存在“自锐”的过程，并解决了钻削PCB时微钻缠丝的问题。其中，占空比为50%时，制备的涂层微钻在钻孔时刀面磨损和孔壁粗糙度最佳，综合性能最优。优化占空比能有效提高Al Cr Si N-DLC涂层的性能，从而提高硬质合金微钻的钻孔质量和寿命。

• 镁合金舱体铸件热处理及加工变形研究

  彭顺理, 吴运新, 龚海, 张涛, 李俊衡, 易彬,

  镁合金舱体铸件为具有内凸缘结构的筒形构件，在热处理和后续机加工过程中容易变形超差，降低该类构件的合格率。变形主要来源于热处理过程中产生的变形和热处理引起的残余应力对后续机加工影响产生的变形。以某型号大型镁合金舱体铸件为研究对象，建立了热处理和机加工有限元模型，分析了热处理过程中舱体铸件的变形规律，同时研究了热处理产生的残余应力对后续机加工变形的影响规律，将热处理后的残余应力作为机加工的初始残余应力，对比分析了不同的粗加工工序对舱体铸件变形的影响规律。结果表明，热处理过程中舱体铸件变形严重，加装工装能较好地抑制舱体铸件热处理过程中的变形。在粗加工过程中先去除工装再进行外圆的粗加工有利于减小舱体铸件变形。

• 热加工工艺对铁素体型富Cu高强钢纳米强化相析出行为的影响

  利成宁, 付文, 邸新杰, 张瑞琦, 郭晓宏, 付魁军, 王东坡,

  在低碳高强钢中引入纳米富Cu析出相可以在保证其强韧性的同时，改善焊接性，但需要采用适当的热加工工艺来调控纳米强化相的析出行为。采用JMatPro软件、光学显微镜以及透射电镜等研究了热加工工艺对铁素体型富Cu纳米析出强化高强钢析出行为的影响。结果表明，热轧态铁素体型富Cu高强钢中析出相主要为直径约15 nm的球状（Nb,Ti）C，经过600℃回火后有大量尺寸为5～17 nm的细小9R/3R结构富Cu相弥散析出，并有少量尺寸为100～280 nm的大尺寸（Fe,Cr）3C析出。纳米富Cu强化相的强化增量可达约92 MPa，其与基体为半共格关系，对韧性无不利影响。因此，回火态的铁素体型富Cu高强钢的屈服强度可达639 MPa,-40℃冲击吸收功可达265 J，具有良好的强韧性匹配。

• La2O3含量对激光熔覆Ni60熔覆层开裂敏感性与性能的影响

  惠虎静, 孙文磊, 刘敏颖, 刘德明, 陆靖, 张东晗, 任向宇,

  为了研究稀土La2O3对激光熔覆镍基合金熔覆层开裂敏感性与性能的影响，以不锈钢316L熔覆Ni60合金粉末为研究对象，利用着色探伤、工业显微镜和显微硬度计来探究La2O3质量分数为0、1wt%、2wt%、3wt%、4wt%、5wt%及6wt%时316L表面熔覆Ni60+La2O3混合粉末的熔覆层开裂敏感性、成型系数、稀释率以及显微硬度等性能。结果表明：熔覆层中添加La2O3含量为5wt%时熔覆层表面裂纹密度最小，显著降低了熔覆层开裂敏感性，抑制了裂纹产生；此时熔覆层成型系数达到最大值51.57，熔覆层稀释率达到最小值13.2%；单道熔覆层平均显微硬度为658 HV0.2，是基体平均显微硬度的2.6倍，相对未添加La2O3时熔覆层平均显微硬度提升15%，有效提高了熔覆层显微硬度，并且获得质量最佳的熔覆层。此研究为激光熔覆镍基合金更广泛的工业应用提供了参考。

• 沉淀强化对CoCrFeNiTi0.2多相高熵合金动态力学性能的影响

  王怀坤, 杜时雨, 常慧, 李志强,

  采用真空感应熔炼（VIM）和特殊的热加工工艺制备富含两种沉淀析出相的CoCrFeNiTi0.2高熵合金，通过SEM、XRD、EDS测试方法观察合金变形前后的组织、结构，并进行静、动态压缩对照试验。结果表明：晶内析出与FCC固溶体共格的L12纳米沉淀相粒子，晶界处偏析粗大且不规则的片状HCP相粒子。该合金具有良好的塑性，变形过程中表现显著的加工硬化特点，动态加载中出现动态应变时效产生的PLC锯齿屈服强化。准静态压缩下，弹性模量约为7.23 GPa，没有明显屈服阶段。当应变率由500 s-1变化到2000 s-1时，其屈服强度从670 MPa上升到1005 MPa，弹性模量由30.43GPa增加到87.62 GPa。其组织表现为由晶界衍生的大量空洞转变成绝热剪切导致的脆性撕裂，晶内伴随着树枝晶的产生。

• 活塞用铝/镀覆石墨复合材料的热学与力学性能研究

  唐峰, 潘晓涛, 周振权, 邓亚飞, 曾国勋, 肖思农,

  以ZL105铝硅合金为基体，镀铜石墨或镀镍石墨为增强体，采用真空热压烧结工艺制备不同镀覆石墨含量的活塞用铝/镀覆石墨复合材料，并对比研究铝/镀铜石墨复合材料和铝/镀镍石墨复合材料及ZL105的微观结构和热学、力学性能。结果表明，相较于ZL105，当镀覆石墨含量为60wt%时，铝/镀铜石墨复合材料和铝/镀镍石墨复合材料的热导率分别提高92.83%、69.20%，热膨胀系数分别降低49.14%、52.59%。铝/镀镍石墨复合材料的力学性能优于铝/镀铜石墨复合材料的，且铝/40wt%镀镍石墨复合材料综合力学性能最优，此时其硬度、抗弯强度和抗压强度分别为100.66 HV、109.24 MPa和297.44 MPa，与ZL105相比，硬度提高6.86%，抗弯强度和抗压强度仅分别降低9.27%和8.48%。

• 金属/CFRP混合结构立柱设计及分析

  丰申, 王发展, 郑建校, 黄克鹏,

  为探索机床立柱轻量化的新方法，以某机床立柱为研究原型，设计了一种金属/CFRP混合立柱。设计了内圆外方的立柱结构并对其进行拓扑优化，结合蜘蛛网结构对其进行仿生设计并对结构尺寸优化。在仿生立柱内部铺设CFRP材料形成金属/CFRP混合立柱，设计了7种CFRP铺层角度方案，研究了铺层角度和铺层厚度对混合立柱性能的影响。对原型立柱与金属/CFRP混合立柱进行静态性能、动态性能分析。结果表明，在CFRP铺层角度为45°、铺层厚度为32 mm时，金属/CFRP混合立柱比原型立柱质量减轻了38.7%，而且静动态性能均得到了提高。

• 激光熔覆MoNbTaTiV难熔高熵合金涂层组织与性能研究

  敖维斌, 何沐阳,

  通过激光熔覆法在Q235钢表面制备了MoNbTaTiV难熔高熵合金涂层，通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、显微硬度计和摩擦磨损试验机研究了MoNbTaTiV难熔高熵合金涂层的相结构、微观组织、截面硬度分布及耐磨损性。通过电化学工作站研究了难熔高熵合金涂层在NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明：激光熔覆MoNbTaTiV难熔高熵合金涂层的物相主要由BCC固溶体和少量金属间化合物组成；涂层顶部微观组织为细小的等轴晶，涂层底部及中部区域主要为柱状树枝晶；涂层平均硬度达到756.7 HV0.2，是基体硬度（189 HV0.2）的4倍；基体Q235钢20 min磨损量为3.6 mg，是难熔高熵合金涂层磨损量（1.3 mg）的2.77倍；MoNbTaTiV难熔高熵合金涂层在NaCl溶液中容抗弧半径更大、自腐蚀电位更正并且自腐蚀电流密度比基体低一个数量级，表现出良好的耐蚀性。

• 激光功率对ZK60镁合金组织和性能的影响

  张玺, 吴菲菲, 张浩然, 闫基森, 武冰冰, 解芳,

  对ZK60镁合金进行了不同功率的激光表面熔凝处理，研究了镁合金熔凝层的组织、粗糙度和耐腐蚀性。结果表明：激光表面熔凝处理在镁合金表面形成了厚度100～200μm的熔凝层，熔凝层主要由细小等轴晶和垂直于熔凝层界面的放射状柱状晶组成，晶粒尺寸约为1.5μm，主要相组成为α-Mg相和Mg Zn2相。激光表面熔凝处理提高了ZK60镁合金的表面粗糙度值和耐腐蚀性。当激光功率为225 W时，熔凝层均匀致密，外观较好；相比未处理镁合金，腐蚀电位向正向移动了约0.114 V，腐蚀电流密度下降了约2个数量级，耐腐蚀性能达到最佳。

• Q&P处理对高强度热成形钢组织和力学性能的影响

  黄伟, 黄莉, 梁肖, 邓建林, 王子健, 罗模芳,

  针对高强钢淬火处理后强度高、塑性低问题，采取Q&P处理，降低部分强度，大幅度提高伸长率，从而提高强塑积。结果表明：原材料组织为铁素体+珠光体，材料经过配分后组织转变为马氏体+残余奥氏体。当配分温度一定时，高强钢强度会随着配分时间增加而上升，但是伸长率会随着配分时间增加而下降；当配分时间一定时，高强钢强度会随着配分温度的增加而下降，但是伸长率会随着配分温度的增加而上升。材料在配分温度260 ℃、配分时间12 s时，强塑积为17.20 GPa·%，材料强塑积达到最大。淬火试样组织基本为全马氏体，经过组织转变材料强度大幅度提高但伸长率过低；Q&P试样使碳从过饱和板条马氏体中脱附溶解到奥氏体中，增加基体中残余奥氏体的稳定性直至室温，从而提高残余奥氏体在材料中的含量，可以做到降低部分强度，大幅提高伸长率，提高强塑积。

• GH4706高温合金本构模型的人工神经网络优化

  杨伟, 郑德宇, 张森峰, 夏玉峰, 杜潇,

  对GH4706高温合金进行了等温压缩试验，得到的真应力-真应变曲线显示了复杂的变形机制。因此，建立准确的本构模型来表征GH4706高温合金的流变行为非常重要。针对GH4706高温合金建立Arrhenius型的本构模型，然后使用神经网络训练方法对模型进行优化，建立了BP-ANN智能本构模型。结果表明：通过本构模型的ANN优化后，模型的预测误差减小，评估预测能力大大提升，能够准确预测GH4706高温合金的流动应力变化。

• 基于轮廓法的X80管线钢环焊缝残余应力分析

  姚登樽, 张瑞尧, 孙巧飞, 吴桂毅,

  采用轮廓法对X80高钢级管道环焊缝的焊接残余应力进行测试分析，获得了X80管线钢环焊缝环向和轴向残余应力分布情况。结果表明：焊缝中心存在较大的环向残余拉应力，最大拉应力约为650 MPa，位置约距离盖面9mm的深度。焊缝轴向残余应力在焊缝中心线及焊趾处沿壁厚均呈“压—拉—压—拉”的分布规律。焊缝中心线处拉应力在距离外表面7～8 mm深度达到峰值，约为250 MPa；在16 mm深度达到压应力峰值，峰值大约-250 MPa。焊趾处轴向残余应力分布与焊缝中心线处相似，但大小比焊缝中心线处小。

• 碳含量对高压淬火马氏体钢组织及硬度的影响

  刘杰, 崔晴, 程思远, 林小娉,

  利用CS-1V型六面顶高压设备，在2GPa高压作用下对0.20wt%～0.65wt%C钢进行热处理，利用SEM、EBSD等研究了高压淬火对不同碳含量的碳钢马氏体组织形态及力学性能的影响。结果表明，在2 GPa高压作用下进行淬火处理，碳钢的高压淬火硬度明显高于常压淬火下的硬度。当碳含量低于0.45%时，硬度变化不明显；当碳含量达到0.45%时，孪晶界所占比例增加，硬度升高较为明显；当碳含量达到0.65%时，硬度略有下降。

• 不同厚度高温润滑剂下的TC4钛合金微观组织演变

  李勇, 陈冉, 韩艳彬, 张钊, 赵利娜, 冯锐,

  采用气压喷枪喷涂氮化硼的方法研究了喷涂不同厚度氮化硼的TC4钛合金在加热温度660℃、加热时间1.0 h的极限加热条件下的氧化行为，通过金相分析、SEM以及EDS等微观分析方法对氧化膜的表面形貌、截面厚度和成分进行分析，并对氧化机理进行探讨。结果表明，TC4钛合金在高温条件下产生的氧化膜主要成分为Ti O2和Al2O3，在不喷涂氮化硼的条件下材料表面产生的氧化膜厚度为4.13μm，氧元素含量为29.09wt%；氮化硼具有良好的防氧化效果，在喷涂氮化硼厚度为0.008～0.040 mm，防氧化效果与喷涂氮化硼的厚度成正比，在喷涂氮化硼厚度为0.040～0.051 mm，防氧化效果较为接近。研究结果表明，对于TC4钛合金最佳的氮化硼喷涂厚度为0.040 mm。

• 大气等离子喷涂Al2O3涂层吸发比的影响因素研究

  朱含, 王卫泽, 杨挺, 方焕杰, 叶东东, 李东鹏,

  采用大气等离子喷涂（APS）技术在碳钢表面制备了Al2O3涂层，分析了涂层厚度对其吸发比的影响。此外，使用扫描电镜（SEM）对涂层孔隙进行表征，详细研究了相同涂层厚度下孔隙率及孔隙形貌对Al2O3涂层吸发比的影响规律。结果表明：在现有涂层厚度范围内，随涂层厚度增加，其吸发比不断降低，最终趋于稳定；涂层吸发比随孔隙率的增加呈先增加后减小的趋势，当涂层孔隙率处于6%～10%内，涂层水平孔隙对吸发比有较大的影响；当涂层孔隙率大于10%时，涂层孔隙尺寸是吸发比的主要影响因素。

• CoNiCrFeCu-Sc高熵合金钎料在激光熔钎焊WC-20Co/钢中的应用

  李奔奔, 马姝月, 徐培全,

  探索CoNiCrFeCu-Sc高熵合金作为钎料在硬质合金与钢的激光熔钎焊中的应用。首先，采用高真空非自耗电弧熔炼工艺合成CoNiCrFeCu-Sc高熵合金钎料。研究激光功率、激光扫描速度对硬质合金与钢激光熔钎焊接头的微观组织与弯曲强度的影响；利用弯曲强度评估钎焊接头的力学性能。对于3 mm厚度的硬质合金与钢，采用CoNiCrFeCu-Sc作钎料时，工艺参数为激光功率1400 W、激光扫描速度为0.012 m/s、保护气为纯氩气、气流量23L/min、离焦量为-8 mm、钎焊接头的弯曲强度可达411.5 MPa。

• 回火处理对Fe73.5-xCoxCu1Nb3Si13.5B9非晶合金各向异性的影响

  李印峰, 乔建生, 赵素梅, 张赞, 杨立芹,

  采用焦耳热处理的方式，对Fe73.5-xCoxCu1Nb3Si13.5B9（x=0,10和36.75）非晶合金在一定的电流密度和不同大小的外应力（σ=30～350 MPa）下作用10 s进行退火处理。通过测量磁滞回线，确定了退火样品的应力感生横向各向异性常数K随退火应力的变化。为了进一步研究这一磁性能的稳定性，将x=0和x=10两种组分的退火样品分别在恒定电流下进行了不同时间的回火处理。结果表明：应力感生横向各向异性常数K随外应力的增加而线性增大，这一关系与Herzer的背应力理论一致；K随回火时间的变化均呈现出短时间内快速下降、稍后缓慢减小的趋势。理论分析认为，短时间的变化归因于退火过程产生的内应力随回火时间的松弛，而长时间的变化可用结构弛豫的流变单元模型来解释。

• 基于温度峰值一致性的搅拌摩擦搭接焊工艺参数优化

  王秋影, 刘雪松, 邱培现, 田洪雷,

  通过测温实验与温度场模拟发现了2024-T4铝合金搅拌摩擦焊（friction stir lap welding,FSLW）过程中焊缝末段相较稳态段峰值温度升高而导致性能下降的问题。为解决此问题，提出了降低焊接过程中末段的搅拌头旋转速度从而降低焊缝末段的峰值温度使其与稳态段的性能一致。焊缝末段调控后的搅拌头旋转速度由温度场模拟实验与测温实验共同获得。通过分析调控前后焊缝稳态与末段的接头内部成形特征可知：通过温度场模拟得到调控前后焊缝稳态与末段的接头内部成形特征的焊接过程中焊缝末段的旋转速度调控方案，使稳态区与末段的温度峰值波动小于5%，进而焊缝末段与稳态区接头可获得近一致的界面形貌以及拉剪强度。本研究考虑了工艺过程中热量累积对接头性能产生的影响，为温度影响接头性能的研究提供了参考。

• 新型金属整体油箱模拟件失效过程研究

  陈鑫, 刘军, 王志浩, 李振威, 贺译贤,

  飞机整体油箱结构的密封性对飞机安全性至关重要，因此针对整体油箱密封安全性的研究十分必要。根据整体油箱结构在飞机中的受力特点，设计了一个新型铝合金整体油箱模拟件。对其进行静力试验以及破坏试验，分析了飞机整体油箱模拟件的性能及密封失效原因。同时，利用有限元软件对油箱模拟件破坏试验进行模拟。通过将模拟结果与试验结果进行对比，分析试验件的密封失效过程。结果表明：这种密封方式的整体油箱结构破坏前都能保证其密封性。

• L-PBF超细粒径粉末增材制造共晶高熵合金的微观组织表征与力学性能

  兰利伟,

  采用激光粉末床熔融技术（L-PBF）制备了AlCoCrFeNi2.1共晶高熵合金（EHEAs），研究了L-PBF参数对合金成形性的影响、成形试样独特的双相微观结构和力学性能。结果表明：结合L-PBF工艺参数，当体积能量密度VED=119 J/mm3时，AlCoCrFeNi2.1 EHEAs的致密度最高，可达到99.38%，不同表面粗糙度最低。通过L-PBF打印的AlCoCrFeNi2.1 EHEAs由FCC和BCC/B2相组成，颗粒状B2相弥散分布于BCC基体中。由于凝固过程中冷却速率变化和层间热传导的共同作用，在凝固熔池不同位置共存有共晶层状结构、柱状晶和胞状晶。L-PBF打印AlCoCrFeNi2.1 EHEAs显微硬度与成形精度密切相关，最大硬度为VED=119 J/mm3试样的425 HV，试样抗拉强度为1127 MPa，塑性为14.1%。由于FCC与BCC/B2两相之间的变形不协调，平直相界限制了位错滑移，实现了强度与塑性的良好匹配。

• 退火工艺对铜包铝复合扁排微观组织与性能的影响

  吴亚平, 宗立君, 杜宝帅, 田辉, 米春旭, 王维娜,

  铜包铝复合材料具有铜的高导电、高导热和铝的成本低、密度小等优点，在电力行业有着广阔应用前景。采用水平连铸直接复合成形技术制备了铜包铝复合扁排，并利用光学显微镜、扫描电镜及电子拉力试验机研究了不同退火工艺对铜包铝复合扁排界面组织结构及性能的影响。结果表明，退火温度的升高促进了铜铝原子的扩散，使得扩散层厚度增加，从而导致在界面层形成CuAl2、CuAl、Cu4Al3、Cu9Al4。退火处理一方面降低了铜包铝复合扁排的抗拉强度，另一方面改善了界面结合强度，提高了塑性。不同铜铝体积比的软态铜包铝复合扁排的导电率相比硬态试样均稍有提高，不同铜铝体积比下铜包铝复合扁排的导电率呈较小的差异。

• AZ31合金多道次温轧及后续退火后的组织和力学性能研究

  吴懿萍, 田长泉, 江如意, 曹攀, 杨佳伶, 唐仙谊, 贾寓真,

  采用扫描电镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和力学性能测试机等手段研究了温轧及后续退火处理后AZ31合金板材的组织演变和室温力学性能。结果表明：厚度方向压下量达到82%的轧制板材，其组织内产生大量孪晶，板材室温抗拉强度及屈服强度分别为364 MPa和297 MPa，室温伸长率为8.4%。该轧制板材在200℃下进行退火处理，随退火时间延长，组织中孪晶逐渐消失，静态再结晶也发生得更加充分；轧制板材在200℃退火30 min后，再结晶组织最为细小均匀，平均晶粒约为5.3μm，其室温抗拉强度及屈服强度分别为323 MPa和222 MPa，室温伸长率为12.6%。

• 基于DIC的退火NiTi形状记忆合金力学性能研究

  刘世玺, 李艳杰, 张昊, 高蕊, 吕浩平,

  应用单向拉伸试验研究了轧制方向和退火温度对Ni-55.7Ti形状记忆合金板材试样力学性能的影响。试验中，采用二维数字图像相关法（DIC）测量了加载、卸载过程中的变形信息。结果表明：未退火试样中，沿轧制方向的NiTi合金试样抗拉强度最高，极限应变最小；与轧制方向呈45°的NiTi合金试样可恢复应变比为86.68%，超弹性特性最优，但单位体积循环耗能能力不足。退火试样中，500、700 ℃退火态试样具有优异的极限变形能力，且抗拉强度较高；经400、500 ℃退火，试样失去超弹性；600～800 ℃退火态试样有良好的非线弹性恢复，残余应变均小于1.0%，超弹性性能良好；经800 ℃退火态试样的σMs最大，可恢复应变比可达98.58%，超弹性最好。

• 不同载荷和时间下真空热处理SDC81钢的磨损行为研究

  宁辉, 吴红庆, 吴晓春,

  在室温条件下，研究了真空热处理后的SDC81冷作模具钢在20、50及100 N载荷下不同时间的摩擦磨损性能，同时在100 N-2 h的极端条件下比较了干摩擦与油润滑的摩擦磨损性能。采用摩擦实验机进行实验，使用光学轮廓仪、光学显微镜 （OM） 、扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）分别对磨损体积、磨损率、显微组织和磨痕形貌进行了分析。结果表明：实验中存在的磨损机制包括磨粒磨损、粘着磨损、氧化磨损。由于载荷和时间的增加，磨损机制从磨粒磨损到磨粒磨损及轻微粘着磨损，最后为重度粘着磨损、磨粒磨损及氧化磨损。不同载荷下的摩擦过程中均存在磨粒磨损，随着载荷和时间增大氧化加剧，氧化磨损机制的作用变大。磨损体积随着载荷和时间的增大而增加，磨损率随着载荷和时间的增加而降低，氧化膜的形成对降低磨损率起到关键作用。100 N-2 h下的油润滑较干摩擦而言相对滑动距离明显减少，磨损率大大降低，磨损体积约为干摩擦的1%，起到良好的润滑作用。

• E级燃气轮机服役透平叶片GTD111的显微组织及性能研究

  冯可云, 乔立捷, 王鲁, 张百凯, 李子洲, 田力男, 许辉, 朱海宝,

  采用金相、硬度、SEM、EDS、XRD等分析试验方法，对服役后的E级燃气轮机第一级动叶GTD111进行显微组织及性能进行研究。结果表明，服役叶片的金相组织为典型的枝晶形态，一次晶和二次晶特征明显；服役叶片主要析出相为γ'相、σ相、MC碳化物；γ'相作为主要的沉淀强化相，主要成分为Al Ni3，叶身部位的γ'相与叶根部位相比有明显的粗化和筏化；MC碳化物主要以（Ti,Ta）C的形式存在，是Ta元素大量固溶在Ti C中形成的，而高温下粗大的MC碳化物处容易应力集中，萌生微裂纹。

• 回火温度对V-Cu钢组织及力学性能的影响

  朱飞, 罗小兵, 杨才福, 柴锋, 张正延,

  利用OM、SEM、TEM和物理化学相分析等方法研究了回火温度对淬火态低合金V-Cu钢组织及综合力学性能的影响。结果表明：V-Cu钢的淬火组织由马氏体及少量的贝氏体组成；当回火温度处于400～600℃时，V-Cu钢组织为回火马氏体，其上分布有杆棒状及颗粒状的碳化物。在400～600℃回火温度范围内，回火态V-Cu钢的屈服强度、抗拉强度及维氏硬度首先随回火温度的升高而增加，然后随回火温度的升高而降低，并在回火温度为450℃时获得峰值强度及峰值维氏硬度。回火态V-Cu钢断后伸长率则随回火温度的升高而逐渐改善，其-20℃冲击韧性在峰时效及过时效态阶段则随回火温度的升高而升高。淬火V-Cu钢在600℃回火时获得最佳的强韧性匹配，纳米铜粒子及MC(M主要为V和Mo)的析出强化作用是其具有高强度的重要原因；其中，MC的析出强化作用约为181 MPa。

• 激光刻蚀人形织构复合QPQ技术在45钢上的摩擦学性能研究

  李娟, 陈可越, 陈文刚, 戴一帆, 仵云凡,

  以45钢材料为样品，利用激光刻蚀技术在其表面制备人形织构，将具有织构试样和光滑试样进行QPQ技术处理。并在MR-070型实验机上进行回转式摩擦磨损实验，选用XTL-100型体式显微镜及日立SU8010扫描电子显微镜SEM观察磨损后的形貌，通过硬度检测、EDS能谱扫描、XRD射线衍射物相分析、Fluent仿真分析，观察并分析试样的减摩机理。结果表明：具有人形织构的试样相比于光滑试样均呈现出不同程度的减摩效果，最优减摩效果在间距300μm时取得；试样QPQ技术处理后，其表面的平均硬度为392.36 HV，是未经过QPQ技术处理试样的两倍左右，减摩效果大幅度提高。具备人形织构的试样表面经过QPQ技术处理后，减摩效果高达42%左右。

• 基于焊缝视觉传感的自适应多层多道GMAW研究

  包仁东, 李炳尘, 马勇, 徐陈, 陈曦, 姜梦, 陈彦宾,

  在实际生产中，机器人焊接大多采用“示教-再现”和“离线编程”的方法控制焊接过程。这两种方法缺少对实际工况变化的感知，导致焊接质量不良并且降低焊接效率。结合焊缝视觉传感系统，开发了自适应GMAW技术及装备，并研发了通用智能焊接软件。利用线结构光传感器提取工件的轮廓数据。结果表明：视觉传感系统能够实现对工件的全局三维扫描，获得三维点云图并智能识别焊缝位置。结合焊接工艺参数数据库，实现了基于三维立体视觉的工件识别和定位、焊接任务分解和焊接任务执行。

• 碳纳米管及短切碳纤维改性环氧树脂涂层研究进展

  屈璟林, 高强, 张华, 李森元,

  环氧树脂涂料因其具有较好的耐腐蚀性、较高的强度及低廉的成本优势，在海洋装备腐蚀防护领域具有极大地应用前景。针对复杂环境的使用要求，通过表面接枝、包覆等方法对碳纳米管和碳纤维等具有显著性能优势的增强相进行改性，制备出多元、多尺度、功能化增强的环氧树脂等有机防腐涂料。该涂料被应用于装备的表面防护，使涂层兼具更优异的耐腐蚀性及力学性能。实现对海洋装备的长效防护将是环氧树脂等有机涂层重要的发展方向之一。

• 高温合金焊接修复技术研究进展

  翟鲜, 雒毅华, 胡博, 巩红涛, 马敏静,

  高温合金由于其优异的力学性能而广泛服役于极端高温环境下，尤其是航空发动机、燃气轮机等领域。焊接工艺作为一种快速修复方式，逐渐成为延长高温合金关键装备寿命的核心手段，已取得显著突破。目前，常用的焊接工艺包含钨极氩弧焊、电子束焊接、激光束焊接和钎焊等。在介绍各类焊接工艺的基础上，综述了高温合金铸件焊接修复的影响因素，以及高温合金在焊接中常见的凝固裂纹、液化裂纹和应变时效裂纹的形成机理。

• 风电制动器用铜基粉末冶金摩擦材料的制备及性能研究

  樊宁霞, 刘联军, 李利, 徐行, 徐保海,

  利用粉末冶金技术制备了适用于风力发电机制动器的铜基粉末冶金材料，研究了不同石英砂含量对铜基粉末冶金材料性能的影响，并对烧结后样品的物理性能、摩擦磨损性能进行表征。结果表明：试样的密度、硬度和抗压强度随着石英砂含量的增加先升高后降低。当石英砂含量为7%时，性能达到最优，密度为5.782 g/cm3、硬度为9.8 HRF、抗压强度为161 MPa。在Mm3000摩擦磨损试验台上对各样品分别进行了40次试验，当石英砂含量为7%时，平均摩擦系数和磨损量的综合性能表现较优。

• Q345R(R-HIC)热压成形封头恢复性能热处理的必要性研究

  高杰, 杨子研, 李鹏, 郭克星, 支泽林, 段志荣, 刘建利, 陈思思,

  通过制备模拟封头热成形的热处理试件，研究了Q345R(R-HIC)正火钢板热压成形封头恢复性能热处理的必要性以及恢复性能热处理对Q345R(R-HIC)正火钢板热成形封头力学性能的影响。对比分析恢复性能热处理前后板材的微观组织、拉伸性能、弯曲性能以及冲击韧性等指标，剖析了恢复性能热处理在Q345R(R-HIC)正火钢板力学性能方面的作用机制。结果表明，Q345R(R-HIC)正火钢板热压成形封头的恢复性能热处理并非必需。在实际中需依据压力容器设计图纸要求，合理实施热处理以改善封头力学性能，使其符合《压力容器封头》（GB/T 25198—2023）等特种设备相关标准要求，为Q345R(R-HIC)钢制压力容器封头的制造工艺优化提供理论依据和技术指导。