热加工工艺杂志

热加工工艺杂志2025年第23期

• 铜/铝双金属复合材料制备和性能优化研究进展

  李聪, 汪宇泽, 李海军, 邹昶方, 曹彬彬, 刘昶, 沙昊然, 左立杰,

  铜/铝双金属复合材料结合铜的高导电、导热性能及铝的轻质等优点，具有较高的性价比，被广泛应用于新能源、移动通讯、海底电缆和汽车等各领域。在铜/铝双金属复合过程中，关键难题在于铜/铝界面的调控。归纳了铜/铝双金属复合材料的固-固复合、固-液复合和液-液复合等制备工艺，界面处理工艺以及性能优化的研究，给出了铜/铝双金属复合材料的研究方向和热点。

• 金属材料微生物腐蚀研究进展

  付磊, 黄新杰, 林莉, 王正国, 颜士森, 谭明星, 牟杰爽, 官彦兵,

  金属材料因力学性能良好而被广泛应用，但因其结构受到外界环境的影响易发生腐蚀失效。其中作为腐蚀类型之一的微生物腐蚀，所造成的经济损失和安全问题是无法忽视的。系统总结不同服役环境下金属材料微生物腐蚀研究现状，针对广泛存在的硫酸盐还原菌和氧化亚铁硫杆菌的腐蚀机理研究进行综述，并简要归纳了微生物腐蚀控制方法。最后，展望金属材料微生物腐蚀研究的未来发展趋势，为防护材料和控制微生物腐蚀提供新思路。

• 轴承钢铸坯组织夹杂物和偏析控制研究进展

  梁姣姣, 方琪,

  轴承钢主要用于制造滚珠、滚柱和轴承套圈，要求轴承钢具有高硬度、高耐磨性、低弹性模量以及良好的耐腐蚀性和疲劳寿命。轴承钢中夹杂物和成分偏析对于产品的疲劳寿命影响显著。介绍了轴承钢的分类、合金元素的作用，概述了轴承钢凝固组织的影响因素，分析了脱氧剂与夹杂物类型和分布的关系，讨论了减轻偏析的技术手段，以及稀土在轴承钢中的作用，指出了我国轴承钢冶金质量控制的发展方向。

• Cu2Te基热电材料的制备及优化方法研究现状

  李晔, 王晓欢, 夏阳阳,

  Cu2Te作为热电材料具有输运性能可调、元素丰富、低毒性以及高温稳定性的优点。但是由于Te的电负性小，弱的电负性导致较弱和更少离子的Cu-X键，使得Cu2Te的空穴浓度很高，ZT值较低，从而热电转化效率较低。利用不同的制备工艺并结合元素掺杂、复合和控制元素含量等手段不断优化其电输运性能。总结了Cu2Te的晶体结构、复杂的相变以及金属导电性，介绍了部分制备工艺和优化热电性能的方法。最后，总结了Cu2Te基热电材料目前存在的问题及未来方向，为铜基热电材料的研究提供了借鉴价值。

• 奥氏体化温度对低合金耐磨钢组织与磨损性能的影响

  万欣, 宋新莉, 贾涓, 潘子钦, 葛锐,

  借助扫描电镜、透射电镜等研究了奥氏体化温度与低温回火对低合金耐磨钢组织与磨粒磨损性能影响。结果表明，实验钢分别在860、890及920℃奥氏体化，淬火及200℃回火后得到的组织主要是板条马氏体组织和少量残留的奥氏体，基体中有球形纳米尺寸的（Ti,Nb,V）C和短棒状ε-FexC。当实验钢的奥氏体化温度为860℃时，未溶解碳化物体积分数较高，阻碍奥氏体晶粒粗化，淬火得到的马氏体板条束尺寸更细小。实验钢硬度随着奥氏体化温度的增加呈逐渐下降的趋势。随淬火温度升高，硬度降低，磨损量增大，钢的耐磨损性能变差。磨损机制主要是塑性变形和凿削，在奥氏体化温度为860℃时，实验钢的耐磨损性能最优。

• 热时效对GCr15钢制高精度直线导轨组织演变及残余应力的影响

  李超, 姜凤阳, 王俊勃, 史迎建, 思芳, 崔刚, 王茜,

  利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、X射线应力测定仪等手段研究直线导轨在不同热时效条件下微观组织和残余应力的变化规律。结果表明，随着时效温度的升高，保温时间的延长，直线导轨淬火层组织中马氏体形貌特征不再明显，部分残余奥氏体发生分解，碳化物在数量上先增后趋于平缓，并出现尺寸较大的棒状碳化物，导致淬火层至心部硬度出现小幅度的降低，表层硬度最低降为680.1 HV；在时效过程中，直线导轨残余应力得到不同程度的消除，基准面残余应力消除率最高达到68.9%，导轨变形率相比时效前降低64.5%。

• 热处理对可摘局部义齿铸造支架的影响研究

  刘佳宁, 牛新慧, 赵性川, 刘怡康, 任世强,

  采用硬度测试、拉伸试验以及金相组织观察研究了不同热处理工艺对铸造钴铬合金义齿支架力学性能的影响。结果表明：相对于原始的铸造钴铬合金义齿支架，淬火处理后其硬度值明显增大，拉伸力减小；退火处理后支架的硬度明显减小，拉伸力略微增大；淬火-回火处理后支架的硬度有所减小，且其减小值小于退火处理的，拉伸力明显增加，其增加值大于退火处理的。综上可知，经淬火再回火后的支架的综合性能最理想，满足临床对对铸造钴铬合金义齿支架的力学性能要求。

• 不同热处理顺序对铝-钢过渡接头试样力学性能的影响

  李军, 韩刚, 蒋晓博, 翟伟国, 张保奇,

  对不同热处理顺序下爆炸焊接铝-钢（5083/1060/B铝合金-纯铝-钢）过渡接头试样的力学性能进行分析，并采用金相显微镜、透射电镜对铝-钢的过渡层纯铝1060进行微观观察与界面显微硬度测试。结果表明，铝-钢的力学性能试样（铝-钢界面剪切、拉脱）在A、B不同热处理顺序下的性能相对于爆炸态性能值均有下降趋势，A热处理顺序试样的力学性能更低。过渡层1060材料内部位错密度降低，瞬态热应力引起材料的不均匀塑性变形产生的残留应力的释放程度不一样。在铝-钢过渡接头力学性能检测评价时，本研究可为工程技术人员提供相应参考和依据。

• 中厚板热处理炉板温预报模型研究与应用

  王平仔, 李家栋, 李勇,

  通过“黑匣子”实验测得的数据，利用顺序函数法反演钢板表面热流，得到了热处理炉的总括热吸收率沿炉长方向的变化关系。并基于求得的总括热吸收率结合传热学原理，建立了南钢6号辊底式热处理炉的钢板温度预报模型，并对建立的模型精度进行验证，模型预测值与实测温度最大温差为13.34℃，模型计算的平均相对误差为0.92%。结果表明，该模型能够用来预测钢板的温度场，对实际生产有一定指导作用。

• 310S不锈钢在熔融氯盐中的腐蚀行为研究

  孟倩, 饶万, 李东阳, 刘天增, 喇培清,

  研究了不同晶粒尺寸、微量元素含量对310S不锈钢在惰性环境、800℃熔融氯盐Na Cl-KCl-MgCl2中的腐蚀行为影响。利用失重法测试合金的腐蚀速率，并绘制腐蚀动力学曲线，采用XRD、SEM及EDS对腐蚀产物表面及截面形貌进行表征。结果表明：随着腐蚀时间增加，合金腐蚀速率明显降低。腐蚀500 h后，晶粒度5级和7级的合金腐蚀速率分别为622.80μm/a和952.26μm/a。310S钢中Cr、Si被选择性溶解，与杂质和熔盐反应生成MgO、CrCl2、MgCr2O4和MgSiO3等腐蚀产物。腐蚀更易发生在晶界交汇处，合金的腐蚀速率主要受基体中Cr扩散速率的控制。晶界是Cr的快速扩散通道，7级晶粒度钢的晶粒尺寸更小，晶界面积更大，Cr扩散速率更快，腐蚀速率也更大。

• 碳纳米管增强空心微点阵材料的制备及其压缩性能

  吕新颖, 刘龙权, 施健行,

  结合聚合物投影微立体光刻增材制造技术、碳纳米管镍磷纳米化学镀复合镀层制备工艺以及化学刻蚀法制备了一种碳纳米管碳纳米管增强空心微点阵材料，开展了原位压缩试验，并对其力学性能进行了分析。通过对空心微点阵材料开展原位压缩试验发现，在镀层中加入3.08wt%的碳纳米管，可使空心微点阵材料的弹性模量提高2.4～2.6倍、压缩强度提高2.0～2.9倍。应用剪切滞后模型和Halpin-Tsai模型，对碳纳米管的强化效应进行了细观力学分析，发现碳纳米管对材料的力学强化效应主要是由碳纳米管和镍磷非晶相的相互作用引起的剪切滞后效应和剪切带阻滞效应。研究方法和成果对于提高空心微点阵材料的力学性能强化乃至其工程应用，具有重要的现实意义。

• 钨极电弧熔覆FeCrMnCuNiSi1高熵粉芯焊丝涂层的组织与性能

  单星海, 丛孟启, 雷卫宁,

  采用粉芯焊丝成型设备拉拔高熵成分的粉芯焊丝，通过钨极电弧熔覆制备了FeCrMnCuNiSi1高熵合金。研究了微观组织、力学性能和电化学腐蚀性能。结果表明，FeCrMnCuNiSi1表现出等轴晶和细化柱状晶混合态，其物相主要为BCC（面心立方）和FCC（体心立方）。显微硬度可达518.88 HV，平均显微硬度为基材的3倍以上；磨损率仅为3.80×10-6mm3/（N·mm），不足基材磨损率的1/4。涂层的自腐蚀电位明显大于基材的自腐蚀电位，自腐蚀电流约为基材的60%，具备良好的耐腐蚀性能。实验使用的粉芯焊丝是通过常规粉芯焊丝成型设备生产的，生产价格接近常规焊丝，且性能优越，因此该方法有利于为实用性的高熵涂层开发、制备和应用提供重要依据。

• 2A12铝合金交流ASMT工艺熔滴过渡及焊缝成形研究

  李朋, 王世路, 李志勇, 王学礼, 张汉博, 杨立军,

  搭建由交流动态送丝过渡（active super motion transfer,ASMT）焊接系统、高速摄像、同步波形信息采集系统、红外热像仪组成的试验系统，研究了不同EP/EN周期下2A12铝合金交流ASMT焊接熔滴过渡、温度场及焊缝成形的影响规律。结果表明，不同EP/EN周期下，焊接过程稳定无飞溅，EP阶段电弧半包熔滴，呈“钟罩”型；EN阶段电弧斑点沿焊丝“上爬”，加速焊丝熔化，大熔滴过渡造成熔池震荡，对熔池有搅拌作用。此外，直流EN焊缝温度相比EP焊缝温度降低约50%，实现了焊接电流和焊缝温度的解耦。交流ASMT EP/EN=3∶3时获得外观成形良好的焊缝，焊缝余高为3.15 mm、熔宽为5.04 mm，介于直流EP和直流EN之间。

• G20Cr2Ni4A轴承座圈超声滚压处理的工艺优化

  朱晓彤, 潘金芝, 刘鹏涛, 程志, 任瑞铭,

  选用G20Cr2Ni4A渗碳轴承钢，研究了表面超声滚压处理（SURP）对表面形貌、表面组织、滚动接触疲劳（RCF）性能的影响。结果表明：影响表面粗糙度和表面硬度的主要因素是静压力，电流次之，进给量最小；影响表面残余应力的主导因素是进给量，电流次之，静压力最小。表面粗糙度、硬度、表面残余应力的响应曲面预测模型的相关系数较高，采用二阶响应曲面预测模型对超声滚压加工工艺进行优化设定，优化的工艺参数为进给量0.05 mm/r，电流1.5 A，静压力200 kg。采用优化的工艺参数进行SURP后，试样的疲劳寿命提高至7.3倍。在RCF试验中，未SURP试样表面形成片状剥落，逐渐失效；SURP试样疲劳剥落坑出现在SURP塑性变形区，而后逐渐发展为舌尖状剥落坑，舌尖指向滚动的方向，导致疲劳失效。

• TC11钛合金的高温拉伸组织与性能研究

  张明玉, 张天蔚, 岳旭,

  对TC11钛合金进行不同温度的拉伸性能测试，通过光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等仪器，分析拉伸温度对该合金组织与性能的影响。结果表明：在高温拉伸试验中，合金强度总体较低，塑性较高，且随着拉伸温度升高，合金的强度不断降低，但塑性增加。相比于原始锻态组织，高温拉伸断口位置初生α相晶粒的尺寸明显粗化；随拉伸温度升高，组织仍以长条状初生α相为主，但细小的等轴状α相含量增加。不同温度拉伸后的断口形貌类似，均由大量韧窝组成。

• 层厚比对Al2O3-ZrB2/Al2O3-TiCN层状陶瓷微观组织和力学性能的影响

  孟维其, 高姣姣, 刘家宝, 胡士恒, 王瑶, 宋金鹏,

  以Al2O3为各层的基体相，Y2O3为各层的烧结助剂，Zr B2、Ti C0.7N0.3分别为AZ层和AT层的添加相，利用粉末旋转铺层法和真空热压烧结技术，在1650℃下制备了具有不同层厚比的Al2O3-Zr B2/Al2O3-Ti CN层状陶瓷，研究了层厚比对其微观组织和力学性能的影响。结果表明：随着层厚比的增大，层状陶瓷的相对密度、维氏硬度、抗弯强度均呈现先增大后减小的趋势，而其断裂韧性逐渐增大。层厚比为4∶1时，材料的致密度较高，晶粒相对较小且分布均匀，获得了较好的综合力学性能，其分别为表层维氏硬度（19.28±0.25）GPa、抗弯强度（637.68±20）MPa、表层断裂韧性（7.81±0.35） MPa·m1/2。

• 聚酰亚胺与铝合金FSSW接头的组织与拉剪性能

  朱善清, 魏艺涵, 雷驰宇, 韩梦洁, 高吉成,

  聚合物/金属复合结构在工程轻量化中有着广泛应用，但是二者通过焊接直接进行连接有着巨大的挑战。通过激光预处理在AA6061铝合金表面制备织构沟槽，之后通过搅拌摩擦点焊实现了聚酰亚胺与铝合金的连接，研究了下压量对接头微观组织与拉剪性能的影响。结果表明，最佳的下压量为0.4 mm，所得焊接接头的拉伸剪切载荷为4553 N。聚酰亚胺/AA6061铝合金复合结构的连接机理主要是界面处的机械互锁。

• 2A12铝合金在超深井环境下的腐蚀行为

  吴欣袁, 黄扬, 李秀兰, 田晓勇, 蒋本强,

  为了解固井附件（球座、浮箍）在超深井环境作业时发生的腐蚀失效问题，使用高温高压反应釜模拟超深井环境（220℃、30%NaCl、pH值14），采用失重法、扫描（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和能谱仪（EDS）等测试方法，研究了2A12铝合金在超深井环境下的腐蚀行为。结果表明：2A12铝合金的腐蚀产物主要有Al2O3、Al（OH）3、Na Al O2和NaAl5O8（β''-Al2O3）等物质，随着腐蚀反应的进行，腐蚀产物变化；其腐蚀过程是从局部的碱性点蚀开始，逐渐发展为晶间腐蚀，最后演变为应力腐蚀，并出现腐蚀开裂的现象。且随着腐蚀时间的延长，2A12铝合金表面微裂纹逐渐增多、变宽。可通过在2A12铝合金基体制备防腐膜层的方式，提高2A12铝合金在超深井环境中的耐腐蚀能力。

• SA516GR70/SA240TP304复合材料焊接试验研究及应用

  陈叙江, 余红旭, 杨林杰,

  300MW亚临界电站锅炉高压除氧器采用SA516GR70/SA240TP304复合钢板材料制造。分别采用埋弧自动焊（SAW）+手工电弧焊（SMAW）和SMAW+CO2焊接工艺对复合板焊接过程中，均出现晶间腐蚀的现象，并造成在除氧气器工作时传热恶化的重要问题。针对该不锈钢复合材料的焊接性，分析其焊接的技术要点，制定钨极惰性气体电弧焊（GTAW）+SMAW焊接工艺方案，采用309-16奥氏体不锈钢焊材为过渡层，以合理的焊接坡口和工艺参数控制焊接线能量，降低焊缝合金元素的稀释与烧损。对焊缝进行RT无损检验、力学拉伸试验，采用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）和蓝点试验进行焊缝显微组织、元素扩散以及晶间腐蚀分析。结果表明：复合材料焊缝的力学性能优良，抗拉强度为727 MPa、屈服强度为321 MPa、断后伸长率为57.6%，异种金属熔合界面的化学成分及合金元素分布均匀,焊缝晶体结构之间具有良好的熔合性和耐晶间腐蚀性能，解决了因复合板焊接晶间腐蚀导致的传热恶化技术难题。

• ZTA陶瓷增强高铬铸铁复合材料的磨损性能研究

  胡剑, 鲁宁斌, 张宗祥, 齐霞, 汪勇,

  采用铸渗工艺在重力作用下制备了ZTA陶瓷颗粒增强高铬铸铁复合材料。采用三体磨料磨损试验和冲刷腐蚀磨损试验，系统研究了该复合材料的磨损性能和磨损机制，并与高铬铸铁进行对比。结果表明：三体磨料磨损试验中，复合材料的耐磨性能是高铬铸铁基体的3.8～4.7倍，磨损前期主要表现为磨料微观切削高铬铸铁基体造成的磨损，基体表面有明显的切削和犁沟痕迹。磨损后期主要是磨料微观切削陶瓷颗粒的磨损。在4 m/s冲蚀速率下，冲蚀磨损以氧化腐蚀为主，磨损为辅。

• 基于固有应变的钢桥面板焊接变形数值预测

  田亮, 刘磊, 赵健, 樊立龙, 徐正,

  正交异性钢桥面板由盖板、纵肋以及横隔板等构件焊接而成，由于结构复杂，空间焊缝众多，焊接过程中钢桥面板的焊接残余应力及变形分布十分复杂，降低了结构的尺寸精度和疲劳耐久性。以钢桥面板中的U肋-盖板-横隔板接头（rib-deck-floor beam,RDF接头）为研究对象，对其开展焊接热弹塑性有限元分析得到接头附近的固有应变。将固有应变作为初始荷载施加于钢桥面板对应的焊缝，采用自主开发的焊接变形仿真软件Perfect-Welding计算钢桥面板的整体焊接变形，并分析了不同焊接顺序下的焊接变形分布。结果表明，钢桥面板的焊接变形分布不均匀，最大横向变形出现在两道横隔板之间的盖板边缘；纵向收缩变形在钢桥面板两端部较明显，靠近结构中部则逐渐减小，且纵向变形整体上小于横向变形；不同焊接顺序对焊接变形有一定影响，通过合理规划焊接顺序可以有效控制钢桥面板的焊接变形。

• 1.2 mm厚304L不锈钢薄板脉冲等离子弧搭接角焊的动态过程研究

  卢静怡, 何建萍, 李芳,

  为了研究不同焊接参数对MARKIII型液化天然气船围护系统中304L不锈钢薄板搭接接头熔池动态变化的影响，建立了脉冲等离子弧搭接角焊温度场与流场的耦合模型，采用了倾斜的双椭球移动热源，并综合考虑了电磁力、电弧压力、浮力、表面张力对熔池的作用，分析了峰值电流和焊接速度对搭接接头熔池特征形貌的影响。结果表明：在倾斜热源作用下搭接接头熔池温度呈非对称分布，熔池流场产生非对称涡流。当占空比和基值电流不变时，峰值电流和热输入成正比，熔池的熔宽、底板熔宽和底板熔深随峰值电流增大而增大；焊接速度和热输入成反比，熔池的熔宽、底板熔宽和底板熔深随焊接速度增大而减小。模拟结果与试验结果较吻合，该模拟过程准确合理，为得到良好质量的焊缝成形提供了依据。

• 不锈钢石化管道氩弧焊机器人自适应智能焊接技术研究

  樊云博, 严文荣, 徐艳红, 张新明, 鲍亮亮,

  开发了一种不锈钢石化管道变间隙、错边焊口的自适应智能氩弧焊机器人焊接方法。该方法以低负载氩弧焊工业机器人为载体，采用人工示教的方式建立了焊接工艺知识数据库；利用激光视觉焊缝跟踪系统及自主研发基于模型驱动的离线编程焊接系统，搭建了氩弧焊机器人自适应智能焊接单元。通过焊接工艺试验分析了焊枪姿态、激光扫描对焊缝质量的影响。与常规恒定参数焊接方法相比，不锈钢石化管道氩弧焊机器人自适应智能焊接技术更可靠、更先进，值得在行业内推广应用。

• 304奥氏体不锈钢管不同热加工工艺的表面质量和性能对比

  王海瑞, 王锦永, 费志伟,

  304奥体体不锈钢无缝钢管成形工艺有斜轧穿孔和热挤压两种工艺，在实际应用中都存在不足。介绍了Accu-Roll斜轧穿孔工艺和63MN热挤压成形工艺，对比了不同成形工艺下管子的表面质量，分析了缺陷产生原因；对两组管子进行了1050℃固溶热处理，对比了组织和性能。结果显示：两种工艺生产的304管子在性能方面都满足标准要求；斜轧穿孔管初始晶粒度6.5级，挤压管初始晶粒度8.0级；斜轧穿孔管表面存在深度0.3～0.6 mm的斜向裂纹，表面质量差；挤压管表面有轻微划伤缺陷，挤压成形工艺更加适合高端领域用管材的生产。

• 铝合金超声辅助钎焊修复接头的组织研究

  任寿伟, 温泉, 吴雪猛, 李政玮, 闫华伟,

  采用超声辅助钎焊方法开展了凹槽缺陷修复研究，阐明了超声波参数对焊缝成形性的影响规律，研究了焊缝的组织和力学性能。结果表明，在超声功率为300 W的情况下，当超声时间为1 s时，钎料毛细填缝作用较弱，焊缝底部存在未焊透缺陷；随着超声时间增加至3 s，声空化效应促使钎料的毛细填充能力增强，焊缝未焊透缺陷、气孔缺陷尺寸和数量均减少。当超声功率从100 W增加到300 W，声空化效应增强，焊缝内气孔尺寸和数量均减少。焊缝区由灰色相-Al和分散块状的白色相-Al2Cu组成，且白色相-Al2Cu的显微硬度高于灰色相-Al。焊缝内的显微硬度呈非均匀分布，平均显微硬度为1.75 GPa，高于母材区的0.75 GPa。

• 夹杂物演化对AH36钢大线能量焊接热影响区韧性影响研究

  赵立冬, 赵和明, 李维娟, 于浩, 王堤鹤, 白瑞, 庞启航,

  采用原位观察和OTS分析，分析了焊接过程不同热输入下AH36钢焊接热影响区夹杂物形成、形貌及元素分布规律，揭示了夹杂物演化对针状铁素体形核，以及焊接热影响区韧性的影响机制。结果表明：随着热输入的增加，试验钢冲击功先增大后减小，热输入为550 kJ/cm时，冲击功数值较高，韧性较好。试验钢焊接热影响区显微组织主要由针状铁素体（IAF）和块状铁素体（PF）构成。试验钢的奥氏体晶粒尺寸为85～200μm，能够促进针状铁素体形核，晶内针状铁素体相较于晶界针状铁素体对提高热影响区韧性的贡献更大。基于贫锰区理论与惰性界面机理共同作用，试验钢热影响区晶内夹杂物诱发针状铁素体形核是热影响区韧性良好的原因。试验钢夹杂物可以分为两类：一类是尺寸为1.5～2.5μm夹杂物数量较多；另一类是尺寸为2～4μm的复合物夹杂物（Al、Mg、Ti、Ca、Si）-O或（Al、Mg、Ti）-O。二者共存时易发生夹杂物诱导晶内针状铁素体形核，与多边形铁素体均匀分布，这是550 kJ/cm试验钢焊接热影响区韧性良好的原因。

• 基于连铸大压下坯低压缩比轧制的高韧性特厚板研究

  魏运飞, 康永林, 谢翠红, 王东柱, 沈开照, 徐海卫, 狄国标, 马国金,

  采用连铸坯直轧工艺替代模铸或复合叠焊工艺生产高品质特厚板，能大幅度提高生产效率、成材率，降低生产成本及能耗。研究了常规工艺生产的特厚板内部缺陷的形成机理，揭示了连铸过程中最后凝固点在宽度方向的两侧位置，导致铸坯距离两侧边350～600 mm的区域产生了密集性疏松、缩孔，后续轧制时未能压合，导致探伤及z向性能不合格。为此，首次应用一种全新的大辊径大压下专利技术，在连铸线上利用凝固末端或刚完全凝固后形成的>400℃的大梯度温度场实施大直径辊大压下，可以显著改善宽厚板坯中心缺陷。基于连铸大压下板坯，开发了低速、低控温厚度、大粗轧压下的高渗透性轧制工艺技术，并设计了表征轧制渗透性的铸坯钻孔轧制试验。采用上述技术，结合冶炼、热处理技术，在380 mm厚大压下连铸板坯上成功实现了200 mm厚度Q355EZ35保探伤、保性能的高品质特厚板产品的开发。

• DOE在改善核级铸铁合金力学性能中的应用

  张超,

  为提高核级铸铁合金的力学性能，在六西格玛DMAIC质量改善流程框架内，将化学成分配比识别为影响铸铁合金力学性能的关键因素。借助Minitab分析软件，运用实验设计方法，确定了科学的化学成分配比方案。结果表明：通过模型挑选制定的成分配比方案，有效提高了铸铁合金的材料力学性能，制造出了符合用户要求的铸铁合金产品，达到了预期的改善目标。

• 直接淬火+回火及Cr含量对Cu沉淀强化钢的影响研究

  钱江, 李彤, 刘健, 魏兴豪,

  研究了轧后直接淬火+回火（DQ&T）与传统轧后离线淬火+回火（ST&T）工艺对Cu沉淀强化超高强度钢力学性能和显微结构的影响，揭示了Cr含量（0.6wt%和1.6wt%）对该Cu沉淀强化钢强韧性的影响机制。结果表明：DQ&T工艺在不损失韧性的情况下显著提升了该钢的强度和加工硬化能力，这主要是由于热轧后淬火保留的高密度位错提高了抗拉强度，同时促进了Cu沉淀相的弥散析出。在相同DQ&T工艺下，高Cr钢（1.6wt%Cr）的屈服强度较低Cr钢（0.6wt%Cr）提高50～70 MPa，且-20℃冲击功也显著提升。这主要是由于Cr元素提高了淬透性获得了更多的板条马氏体组织，同时促进了Cr/Mo的M2C碳化物析出，增强二次硬化能力，提高了韧性。

• 热处理对超高速激光熔覆Al0.2CrNbTiV难熔高熵合金涂层组织及性能的影响

  简立刚, 刘修成, 刘伊, 王伟, 陈田慧, 李成新,

  采用超高速激光熔覆技术在钛合金基体上制备了轻质Al0.2CrNbTiV难熔高熵合金涂层，研究了热处理温度对该涂层组织结构、硬度和耐磨性能的影响。结果显示，不同工艺参数制备的涂层均保持单一的BCC固溶体结构，厚度约为250μm，质量良好。650℃热处理后，涂层相结构未发生变化，结构稳定性良好。受到晶格缺陷消除及固溶强化效应增强的影响，涂层显微硬度及耐磨性均得到了提升，低热输入涂层耐磨性能最好。而850℃热处理后，涂层析出C14 Laves相。低热输入涂层中Laves相细小弥散分布，硬度提升明显，平均显微硬度可达633.2 HV0.2，高热输入涂层则由于涂层元素不均及Ti含量高，Laves相组织粗大、分布不均。但Laves相在摩擦过程中产生的剥落磨屑加剧磨损，使磨损体积升高。

• 铜/钢双金属扩散连接接头微观组织与力学性能分析

  陆亚运, 嵇书伟, 杜鹏, 武永, 王荣祥, 卢岳良,

  鉴于航空用高压柱塞泵转子件制造难题，采用真空扩散连接方法实现了25Cr3MoA结构钢和ZQSn10-2-3锡青铜的连接。开展了基于不同扩散温度-压力-时间组合的工艺参数试验，探究扩散温度、扩散压力、扩散时间对扩散连接效果的影响。测试其扩散后的抗拉强度，分析观察扩散连接接头的形貌、微观组织和元素分布情况。结果表明：在830℃-5.5 MPa工艺所得扩散连接接头质量总体较好，830℃-5.5 MPa-0.5 h所得接头抗拉强度最高达295 MPa。随着扩散时间延长，形成扩散层的厚度也会增加，并在扩散层弥散形成了等轴状析出物。但继续增加压力，则会导致扩散效果变差，甚至扩散失败。但当扩散温度上升至860℃，在9.7 MPa高压下进行真空扩散会发生材料压溃和熔化现象。此时发生的固液瞬态熔融过程使得第二相发生长大，占据整个中间扩散层。

• 天然气输送弯管开裂失效分析

  董志强, 简正豪, 杨勇, 张建勋,

  采用金相组织分析、裂纹扩展情况分析、断口分析以及力学性能检测等方法对已服役多年的天然气输送弯管的突发失效原因进行进行分析。结果表明：弯管在热煨工艺过程中受热不均，失效部位加热温度过高，在较高冷却速度下产生了板条马氏体和魏氏组织，导致该部位强硬度增加，塑性和抗疲劳性能降低，在长期交变应力作用下，发生疲劳破坏。

• 车用发动机钛铝合金增压器涡轮超速飞散失效分析

  杨虎, 李宝华,

  围绕车用涡轮增压器关键部件——钛铝合金涡轮，探讨其在超速试验飞散失效后的微观组织因素和力学特性。选用Ti-47.5Al-2.5V-1.0Cr(at%)钛铝合金，通过离心铸造工艺制备涡轮样品，并在特定转速条件下进行超速试验，从涡轮心部取样进行拉伸性能测试和显微组织观察。结果表明，涡轮在超速试验中提前发生飞散失效，心部径向抗拉强度的平均值为392 MPa，仅达材料本征强度的73%，这是失效的主要宏观原因。裂纹起源处层片组织与轮背面夹角在30°～60°，导致材料局部强度降低。结合Griffith断裂理论和PST晶体理论，当外载荷与层片取向夹角处于30°～60°时，TiAl合金材料的PST晶体表现出最低强度，导致涡轮的超速飞散失效。