热加工工艺杂志

热加工工艺杂志2025年第6期

• 超高强Al-Zn-Mg-Cu合金的形变热处理研究进展

  范才河, 李济, 胡泽艺, 武帅, 阳建君,

  通过形变热处理提升Al-Zn-Mg-Cu合金的性能，是超高强Al-Zn-Mg-Cu合金的研究重点之一。为了得到超高强Al-Zn-Mg-Cu合金，国内外学者对形变方法、热处理和形变热处理工艺进行了深入研究，取得了良好的科研成果，推动了超高强铝合金的发展和应用。综述了典型的形变方法、热处理工艺和形变热处理工艺，通过对比分析形变热处理特点，阐明了形变热处理对超高强Al-Zn-Mg-Cu合金微观组织、力学性能、腐蚀行为及断裂韧性的影响机理，展望了形变热处理研究方向和发展前景，旨在为超高强Al-Zn-Mg-Cu合金的成分设计、制备技术及性能进一步改善提供参考。

• 纳米碳增强铝基复合材料制备工艺及性能研究进展

  雷洋, 陈芳芳, 程法嵩, 田文明,

  铝基复合材料因其出色的比强度、耐蚀性及较低的成本被广泛用于航空航天产业，而近年来纳米碳增强铝基复合材料凭借其优秀的力学及物理性能逐渐成为了研究热点。综述了为改善纳米碳增强体分散性及Al-C界面浸润性所采用的球磨及增强体涂镀层等前处理工艺的研究进展，概述了纳米碳增强铝基复材的成型工艺及力学性能，展望了进一步提升铝碳复合材料力学性能的发展方向。

• 表面织构技术的研究进展

  宋德琨, 章健, 刘敬, 王廷宣,

  在材料表面加工特定形状、尺寸和分布的微观结构，可达到减摩、减阻、润滑、降噪的目的。总结了表面织构技术在减摩、减阻和降噪方面的研究成果以及在机械加工、医学等领域的应用，综述了织构的关键设计参数对材料表面性能的影响，介绍了激光加工技术在表面织构制备中的应用，探讨了激光加工工艺参数对表面织构的几何特征和表面硬度的影响。最后展望了表面织构技术的发展方向。

• SmB6添加量对SmB6-316L中子屏蔽材料微观组织及力学性能的影响

  宗烨, 黄群英, 翟玉涛, 李桃生,

  为了获得一种具有较优力学性能的新型中子屏蔽材料，通过机械合金化与放电等离子体烧结（SPS）制备了添加量为0.5wt%～4.0wt%SmB6的SmB6-316L中子屏蔽材料，使用SEM和EBSD分析样品的微观组织。通过EPMA研究了样品中析出相的元素分布，并探究了SmB6添加量对样品拉伸性能的影响。结果表明：SmB6-316L样品中析出相主要分布在晶界与三叉晶界处，其主要成分为Sm、Si的氧化物和Cr-B化合物等。随着SmB6添加量的增加，样品的晶粒尺寸减小，析出相含量增加且尺寸增大。不同SmB6含量的SmB6-316L样品均呈现韧性断裂。随着SmB6添加量的增加，样品的强度增加但伸长率下降，这是因为SmB6的过量添加会增大析出相的含量和尺寸，导致样品的伸长率大幅降低。当SmB6添加量为1.0wt%～2.0wt%时，可获得综合力学性能较优的SmB6-316L材料。

• Ti2AlNb电热拉伸行为及组织演变

  李阳, 陈素明, 蒋少松, 彭鹏, 张晋源, 杨尚, 黄敏杰,

  在脉冲电流为50、53、57、60 A时，分别得到700、800、900、1000℃的平衡初始温度，配合不同的应变速率对Ti2AlNb进行了电热拉伸试验，对比分析了Ti2AlNb在原始状态与不同电流状态下材料的力学性能及组织特征。结果表明，随电流的增大、应变速率的减小，Ti2AlNb力学性能逐渐减小。初始电流为50、53、57 A时试样的断裂形式为塑性断裂，呈现微孔聚集型；其他加载电流（初始温度）和应变速率下破坏方式为熔断。加载电流（初始温度）提高，O相和α2相急剧减少，α2相的减少致使其对B2/β相的钉扎作用不断减弱，B2/β相不断长大。应变速率降低同样伴随着O相和α2相的含量减少和B2/β相长大，本质在于温度影响。

• 小口径管内壁电爆喷涂马氏体不锈钢涂层技术研究

  王杰, 朱亮, 周辉, 彭凯, 陈伟鹏,

  针对小口径管道内壁防护难的问题，自主研制一套管内壁带载丝电爆喷涂装置，并在内径为φ62 mm的碳钢管内表面进行全管喷涂试验，制备2Cr13马氏体不锈钢涂层。采用SEM、EDS、XRD、硬度测试、摩擦磨损测试、电化学测试对管内壁涂层的宏观、微观形貌、物相组成和性能进行分析。结果表明：自主研制的管内壁喷涂装置运行稳定；涂层和基体之间形成冶金结合界面；涂层为典型的纳米晶结构；涂层硬度较高，并且具有良好的耐磨性能和抗腐蚀性能。

• 热处理态X80钢韧性不均匀问题分析

  牛靖, 周海斌, 魏可嘉, 程俊, 王鹏, 黄铎, 刘迎来,

  为了解决热处理态X80管线钢韧性不均匀问题，选择典型冲击试样进行了断口分析、微观组织及背散射电子衍射分析。结果表明，微观组织不均匀性，存在大块状准多边形铁素体，导致大角度晶界含量低，有效晶粒尺寸大且均匀性差，是热处理态X80钢部分冲击试样发生解理脆断的根本原因。设法获得细小的准多边形铁素体可以提高X80中的大角度晶界含量，细化有效晶粒尺寸，可以兼顾热处理态X80钢的强韧性。

• 丝电爆制备超细Cu粉粒径分布与能量密度的关系

  汪重光, 朱亮, 张爱华, 史梦凡, 王杰, 王富刚,

  研制了一套连续丝电爆制粉设备。对丝径分别为φ0.3、φ0.4和φ0.5 mm的铜丝在9、11和13 kV的充电电压下进行电爆试验，对制备超细Cu粉的粉体微观形貌、粒径分布和电信号波形及能量进行分析。结果表明：丝电爆制备的超细Cu粉在微观形貌上均呈球形或类球形，粒径尺寸近似正态分布；随输入Cu丝能量密度的增加，即增大充电电压或减小铜丝丝径，粉体粒径从微米级向纳米级转变。因此，可以通过调节输入铜丝的能量密度去控制粉体粒径的分布。

• Fe掺杂Ti-Si系多孔膜材料的制备及表征

  苏毅, 刘忠军, 雷娟, 焦燕妮, 敖庆波,

  以Fe粉、Ti粉、Si粉为原料，结合模压和真空烧结工艺，制备了以多孔钛为基体、Fe掺杂Ti-Si金属间化合物为多孔膜层的复合多孔材料。通过SEM、XRD、XPS和孔径分析仪等手段，系统地研究了Fe掺杂量对多孔膜层微观结构、物相组成和孔隙性能的影响规律。结果表明：所制备的Fe掺杂Ti-Si多孔膜层除主相Ti5Si3以外，还有少量新相TiFeSi和TiFeSi2生成；同时，随着Fe掺杂量的增加，多孔膜层表面Ti5Si3含量逐渐降低，而新相TiFeSi和TiFeSi2含量逐渐增加。最后，随着Fe掺杂量的增加，多孔膜层生成的Ti5Si3颗粒尺寸逐渐变大，膜层致密度逐渐增加，导致所制备材料的相对透气系数和最大冒泡孔径逐渐降低。

• GH3128表面喷涂复合涂层的性能研究

  赵晋超, 杨来侠, 高伟, 高扬,

  针对武器装备在高温环境中的兼容隐身需求，在GH3128上依次喷涂了粘结层、热障陶瓷层、匹配层、损耗层等6层陶瓷涂层，利用XRD、 SEM、 EDS对涂层的微观组织和物相进行分析；通过自主搭建的石英灯平板加热系统测试了涂层1050℃下的隔热性能；采用红外发射率测试系统测试了900℃下的红外发射率；利用有限元软件HFSS对涂层周期结构的吸波性能进行了仿真分析。结果表明：涂层各层之间结合良好，没有明显裂纹；涂层与基体整体隔热效果在250℃左右；涂层在900℃时，3～5μm红外发射率为0.446,8～14μm红外发射率为0.583；三维周期单元的边长、高度及基底的高度对吸波性能有显著影响。以上结论可以为耐高温红外雷达兼容隐身涂层的设计和改进提供参考。

• 高能球磨工艺对SmFeN合金粉末组织结构和电磁损耗性能的影响

  董宇航, 刘春忠, 邹兵林, 卢天倪, 朱明伟, 刘兴民,

  研究了球磨3、6、9 h后，SmFeN合金粉末的形貌和相结构及其在2～18 GHz电磁波频率范围内的电磁参数（ε', ε'，μ'，μ'）和电磁反射率RL值，进而分析了其电磁损耗机理。结果表明，球磨对粉末的相组成没有影响，粉末的粒径随球磨时间的延长而减小；球磨能够影响SmFeN的光频介电参数，导致介电实部下降，进而增大阻抗值。随着球磨的进行，介电参数实部回升，阻抗值降低，在13～15 GHz处存在介电参数实部下降而磁导率实部上升的介电性能向磁性能的转换，使得阻抗数值在该频宽下降。球磨前，SmFeN粉末的电磁损耗机制为介电驰豫极化损耗和较弱的自然共振损耗；球磨后，两种损耗机制得到增强，并改变了损耗频率，仍然以介电损耗为主。球磨使样品在12～15 GHz改善了电磁匹配，使球磨9 h样品在频率为13.3 GHz下，实现最佳的反射率19.04 dB。

• 7075-T6铝合金厚度截面组织和晶间腐蚀性能不均匀性的研究

  徐效栋, 王芝秀, 顾晓彤,

  采用晶间腐蚀实验、光学显微镜、扫描电镜、透射电镜等方法，研究了7075-T6铝合金纵截面组织和耐晶间腐蚀性能的不均匀性。结果表明：合金表层与中心层的组织和耐晶间腐蚀性能存在明显差异。表层再结晶分数约为89%，再结晶晶粒长宽比约为6，时效析出相尺寸约为3 nm，再结晶晶粒腐蚀敏感性低，为均匀腐蚀特征；中心层再结晶分数约为50%，存在大量平均尺寸约为3μm的亚晶粒，再结晶晶粒长宽比约为11，时效析出相尺寸约为6 nm，再结晶晶粒腐蚀敏感性高，亚晶界由于是小角度晶界，间接切断了向亚晶界的腐蚀通道，使得腐蚀沿着再结晶晶粒扩展，表现为局部腐蚀特征。相比表层，中心层再结晶晶粒的长宽比和晶内时效析出相尺寸更大，导致其晶间腐蚀敏感性更高。

• 稀土Gd对Sn-43.5Bi-27Pb合金组织与性能的影响

  王凤芹, 牛诚超, 宋卓斐,

  利用扫描电镜（SEM）、差示热分析仪（DTA）、X射线衍射（XRD）等对添加不同Gd含量的Sn-43.5Bi-27Pb合金的微观组织、熔化性能以及力学性能进行了研究。结果表明：Sn-43.5Bi-27Pb合金包含三相，分别为Sn相、Bi相以及Pb7Bi3中间相，其熔点为96.5℃，抗拉强度为55 MPa、伸长率为52.1%。Sn-43.5Bi-27Pb-xGd（x=0.2、0.5、1.0和4.0）合金的抗拉强度都略低于Sn-43.5Bi-27Pb低熔点合金，x=0.2时合金与Sn-43.5Bi-27Pb合金的相组成相同，x=0.5和x=1.0时合金多了Gd相，x=4.0时合金多了Gd和Bi3Gd5相。随着Gd含量增加，熔化区间逐渐缩小，当Gd含量为1.0wt%时，合金的组织与性能最好，其熔化区间最小，为12.72℃，相比于Sn-43.5Bi-27Pb合金降低了2.48℃，其抗拉强度、伸长率和显微硬度分别为49 MPa、47.5%和29.35 HV。进行先冷轧后时效后，当Gd含量为0.5wt%时，合金组织与性能最优，伸长率相比未先冷轧后时效的提高了50.1%。

• 球团矿生产用节Ni低成本耐热篦板的失效分析

  高志喆, 李宗胜, 王兴锋, 李跃, 潘晓坤, 张朝磊,

  通过断口形貌观察、显微组织和力学性能分析对球团矿生产用节Ni低成本耐热铸钢篦板在服役过程中的蠕变断裂、热疲劳开裂失效进行了研究。结果表明：服役过程中发生了δ→γ+σ转变，铁素体比例由65%降低至10%，奥氏体比例由30%增长至85%，大量析出σ有害相导致屈服强度大幅降低106.3 MPa，从而导致篦板失效。

• 基于广义三维有限元模型的钴基合金激光熔覆层磨损表面演化数值预测方法

  葛梦辉, 辛绍杰, 郭彦兵, 刘吉成,

  在核反应堆堆内构件的钴基合金激光熔覆层耐磨性研究中，了解磨损表面的演化尤为重要。为了提高研究效率、加强对演化机理的分析，采用了基于广义三维有限元模型的数值预测方法，并制备3组试样对模型进行验证。结果表明，在微米级摩擦深度的情况下，有限元仿真结果与试验结果基本一致，磨损深度仿真误差为6.1%，磨损深度预测最大误差为5.7%，磨损宽度预测最大误差为9.3%，磨痕截面轮廓基本保持一致。分析了16组仿真数据，磨损深度受硬度H和摩擦系数μ交互影响，整体呈现随H增大、μ减小而减小的趋势。

• Mg-2.5Zn-1.0Ca-xSn合金的微观组织与力学性能

  李东阳, 李艳霞,

  采用OM、SEM、XRD分析、硬度测试和拉伸试验等手段，研究了铸态Mg-2.5Zn-1.0Ca-xSn（x=0.1～2.0）合金的微观组织与力学性能。结果表明：Mg-2.5Zn-1.0Ca-xSn合金组织主要由α-Mg、Mg2Ca、Ca2Mg6Zn3和Mg2Sn相组成。随着Sn含量的增加，合金的平均晶粒尺寸逐渐减小，晶界处的Mg2Sn相数量逐渐增加，尺寸不断增大。随着Sn含量的增加，合金的硬度逐渐升高，抗拉强度和伸长率先升高后降低，Mg-2.5Zn-1.0Ca-1.0Sn合金的抗拉强度和伸长率均达到最高，分别为145.3 MPa和4.6%。

• 均匀化处理对7050铝合金ECAP的成形性影响机制

  贾东昇, 何涛, 杜向阳, 霍元明,

  针对7XXX系铝合金在等通道转角挤压（ECAP）性能提升过程中存在的载荷数值高、变形不均匀等问题，通过DEFORM-3D有限元软件模拟了铸态、465℃/24 h-炉冷、465℃/24 h-水冷、465℃/24 h+475℃/4 h-炉冷以及465℃/24 h+475℃/4 h-水冷5种不同制度处理后7050铝合金的ECAP成形过程，分析了不同状态铝合金在ECAP过程中载荷的数值及变化规律、等效应变的分布规律，解释了均匀化处理对7050铝合金ECAP成形性的影响机制。结果表明：与其他均匀化制度相比，双级均匀化水冷处理后的挤压峰值载荷最高，为9.2 t，归因于细小弥散相颗粒对位错的钉扎作用；双级均匀化炉冷处理后的挤压峰值载荷最低，为6.6 t，原因是细小弥散相颗粒发生粗化；双级均匀化炉冷处理后材料的应变均匀性最好，内角与中间位置的最大应变差为0.025，比其他状态下降了50%～60%。

• 激光熔覆高端截齿耐磨层组织和性能研究分析

  肖志玲, 李晓峰, 何天运, 张玉浩, 余黎明, 何文斌,

  耐磨层组织性能的优良直接影响工程旋挖和矿产开采领域用截齿刀具的使用寿命。为研制高端耐磨截齿，采用CO2堆焊高铬合金和激光熔覆TiC钢结硬质合金两种方式在截齿基体（42CrMo钢）表面熔覆2 mm左右耐磨层，对比分析不同熔覆工艺对耐磨层的显微组织和硬度的影响。结果表明：堆焊熔覆耐磨层出现较明显的宏观裂纹，且有明显的的熔合线，在一定区域内耐磨层组织形成胞状晶和枝状晶。而激光熔覆耐磨层没有明显的熔合线，出现过渡区，在过渡区TiC与基材润湿性较好，产生良好的冶金结合。激光熔覆耐磨层的平均显微硬度为1384.4 HV，且过渡区硬度值梯度变化显著。

• BaF对2507超级双相不锈钢电弧增材制造组织和力学性能的影响

  谈珂威, 缪康, 郭春富,

  采用直径为1.2 mm的ER2594超级双相不锈钢焊丝进行了多层单道墙体电弧增材试验，并在增材过程中以涂覆的方式引入了BaF作为活性剂，对增材件在构筑方向和沉积方向的显微组织及力学性能进行了分析。结果表明：通过在电弧增材过程中添加BaF活性剂，可消除微观组织中的柱状晶，从而降低构筑方向和沉积方向上组织分布的差异性，实现了电弧增材超级双相不锈钢微观组织的均匀化。该方法还显著降低了材料硬度和拉伸性能的各向异性。

• Ce变质对4Cr5MoSiV1Sr1W1新型热作模具钢组织及力学性能的影响

  王凤娟,

  对4Cr5MoSiV1Sr1W1模具钢进行了Ce变质处理，采用显微组织观察、硬度测试、拉伸试验等研究了不同Ce添加量对4Cr5MoSiV1Sr1W1模具钢铸态组织与力学性能的影响。结果表明：未变质的4Cr5MoSiV1Sr1W1钢铸态组织粗大，晶界处的碳化物及夹杂物呈网状聚集，组织偏析严重。Ce元素对4Cr5MoSiV1Sr1W1钢具有良好的变质效果，Ce添加量为0.04wt%的试验钢组织细化效果最好，偏析改善最为明显。随着Ce元素添加量的增加，试验钢的硬度和抗拉强度先升高后降低，伸长率先降低后升高再降低。Ce添加量为0.04wt%的4Cr5MoSiV1Sr1W1钢硬度、抗拉强度均达到最高，塑性也在较高水平，综合力学性能最佳。

• 1800 MPa热冲压用钢的连续冷却相变组织和性能研究

  刘浩, 谭宁, 金鑫焱,

  在传统1500 MPa热冲压用钢22MnB5基础上，通过成分优化开展1800 MPa热冲压用钢研发与样件组织性能评估研究。采用热膨胀仪测量1800 MPa实验钢不同冷却速率下温度-膨胀量曲线，结合扫描电镜微观组织和显微维氏硬度，获得不同冷却速率下实验钢冷却相变规律，并绘制成CCT曲线。结果表明：当冷却速率低于1℃/s时，组织中包含铁素体与珠光体；当冷却速率增加至2℃/s时，组织中出现部分贝氏体；当冷却速率高于10℃/s，组织全部转变为马氏体，同时实验钢基板硬度增加至500 HV以上，且后续不再发生显著变化。根据上述连续冷却相变规律开展保险杠样件热冲压试制与评估，实验钢热冲压零件抗拉强度达到1851 MPa，相对于22MnB5的1525 MPa提升21.3%，其伸长率和弯曲性能良好，热冲压保险杠最大变形量相对于22MnB5零件减少32%，其最大载荷提升20%。

• 光斑直径与退火对SLM成形TC4合金组织与性能影响

  龚海军, 李欢, 孙鹏飞, 钟厉, 张继祥,

  为研究光斑直径对选区激光熔化（SLM）Ti-6Al-4V(TC4)合金成形的影响，采用9组50～210μm光斑直径成形试样，并对试样的致密度、表面粗糙度及退火处理前后的组织与性能进行分析。结果发现，随着光斑直径的增加，试样的表面粗糙度增大，致密度明显降低，强度随着致密度下降显著降低。光斑直径70μm成形的试样，其致密度与表面粗糙度达到最优，分别为97.58%和12.6μm，抗拉强度达到1201.7 MPa。对试样进行850℃/2 h随炉冷却的退火处理后，试样不稳定的α'马氏体组织分解为稳定的（α+β）组织，β相增多，α相长大。热处理后，试样的表面硬度下降4～7HRC，抗拉强度最高降低22.7%，断面收缩率增加6.9%。结果表明退火可使70μm光斑直径SLM成形TC4钛合金获得较佳的强度与塑性。

• 冷却系统在冷却液中的腐蚀性研究

  巩奥, 吴琪露, 周梦悦,

  研究了冷却系统中铝合金和不锈钢材料在冷却液中的腐蚀相容性。通过搭建实验室模拟液冷系统观察冷却液对冷却系统中铝合金和不锈钢材料的腐蚀情况，采用EDS分析模拟液冷系统产生的腐蚀产物，采用离子色谱仪对冷却液中的阴离子含量进行检测分析，对多种表面处理后的铝合金和不锈钢材料在冷却液中进行电化学性能测试。结果表明：阴离子含量较高的冷却液会对铝合金等材料产生较为严重的腐蚀。经过阳极氧化处理的5A05铝合金和酸洗钝化后的022Cr17Ni12Mo2不锈钢在冷却液中具有较好的耐腐蚀性能。阳极氧化处理的5A05铝合金的腐蚀电流密度为3.00×10-7A·cm-2，酸洗钝化后的022Cr17Ni12Mo2不锈钢的腐蚀电流密度为2.21×10-7A·cm-2。

• MgO包覆软磁复合材料的制备及磁性能研究

  吴深, 李杰超, 管英杰, 刘洪坤, 刘建秀, 樊江磊,

  采用机械搅拌法制备了以酚醛树脂为粘接剂、MgO绝缘包覆还原铁粉的软磁复合材料，研究了包覆剂含量以及热处理温度对软磁复合材料的包覆效果和磁性能的影响。研究表明：2wt%MgO绝缘材料被均匀地包覆在铁粉表面；过高的温度会导致绝缘包覆层破坏，造成磁损耗的急剧增加；随着包覆剂含量的增加，磁性能得到改善，当MgO含量为2wt%时，磁导率随着频率升高而稳定在90，磁损耗为62.34 kW/m3（50 m T,50 kHz）；损耗分离结果显示，热处理温度为170℃时，2wt%MgO包覆的软磁复合材料具有相对较低的涡流损耗因子。

• 316L(N)-IG锻件Arc TIG焊接接头的组织和力学性能研究

  王开松, 许昌军, 胡庆生, 彭学兵, 胡晓月, 赵君煜, 姜娟, 任伟,

  诊断屏蔽模块是国际热核聚变实验反应堆（ITER）诊断窗口插件的核心部件，其水循环回路盖板采用能一次焊透7 mm且焊缝背面无飞溅的自动Arc TIG进行焊接，其与传统TIG焊接相比，焊接电流较大。为了研究大电流对Arc TIG焊接接头显微组织和力学性能的影响，从而为产品生产提供可靠的焊接参数，采用7 mm厚316L(N)-IG (IG是ITER Grade的简写)奥氏体不锈钢锻件作为研究对象，进行Arc TIG焊接试验。结果表明，焊缝为单一的奥氏体相，并未发现裂纹缺陷；焊接接头室温和高温条件下的抗拉强度均大于316L(N)-IG锻件最低设计值，试样被弯曲180°后，焊缝表面未出现任何裂纹；室温下焊缝和热影响区冲击吸收功均大于60 J，断口呈现韧性断裂模式，且SEM分析发现断口处具有细小的韧窝，表现出良好的冲击韧性。

• 热处理工艺对45钢魏氏组织形成的影响

  武淑艳, 吴明忠, 何欣, 邸可新, 黄志求,

  对45钢采取不同加热温度及冷却方式的热处理试验，研究奥氏体化温度及冷却速度对45钢魏氏组织形成的影响。结果表明，加热温度在860～1000℃，保温1 h，随炉冷却获得的组织中均无魏氏组织形成。在相同加热温度下，室内冷却比石棉冷却试样魏氏组织等级高，但冷速提高至风冷时，魏氏组织等级有所下降或不再增高。在冷却速度相同时，加热温度从860℃升高至1000℃，所得魏氏组织等级均呈增高趋势。

• Nb微合金化对中碳耐磨钢组织及耐磨性能的影响

  李豪, 柳翊, 安俊超, 郝俊辉, 张伟,

  研究了盾构机盘形滚刀刀圈材料合金成分设计和热处理工艺优化，采用光学显微镜（OM）和扫描电镜（SEM）分析了刀圈的铸态、热处理态组织及摩擦磨损形貌，利用摩擦磨损设备进行了耐磨性能实验。结果表明：随着Nb元素的添加，铸态组织凝固偏析减少，组织明显细化；热处理后组织晶粒细化均匀，偏析现象基本消除；不含Nb的试样摩擦磨损形貌以犁沟磨损为主；含0.01wt%～0.02wt%Nb的试样摩擦磨损形貌以粘着磨损为主；含0.04wt%～0.05wt%Nb的试样摩擦磨损形貌既有犁沟磨损，又存在粘着磨损，其摩擦磨损后磨损量和深度尺寸变化均最少，其耐磨性能相对较好。

• 飞机复合材料结构损伤分析与修理工艺探究

  余磊, 安鲁陵, 王风华, 朱闪闪, 郑莹莹, 倪清兰,

  先进复合材料因具有比强度高、比模量高、疲劳性好、可设计性强等诸多优点，在现代飞机中的应用占比越来越高。飞机复合材料零部件在生产制造和飞机服役过程中会由于工艺控制不当、自然环境影响和遭遇外来物撞击等情况导致各类缺陷和损伤。随着复合材料在现代飞机中的应用大幅提升，开展飞机复合材料结构修理技术研究有助于飞机复合材料维修向高质量、高效率、低成本方向提升。对飞机复合材料结构常见损伤进行了剖析，同时针对复合材料层合板铺层修理工艺进行了探究，对试验中存在的问题进行了分析总结，这对飞机复合材料结构件损伤修复具有实践意义。

• TA5钛合金激光与电子束焊接组织及性能对比研究

  雷小伟, 廖志谦, 吕逸帆, 高福洋, 刘希林, 吴浩然, 李渤渤, 马照伟, 郝健, 袁飞,

  采用10 mm厚TA5钛合金，进行大功率光纤激光“匙孔”焊接及高压电子束焊接工艺研究。结果表明，激光和电子束焊接均可得到成型优良的“匙孔”接头，电子束焊接线能量密度更高。两种工艺均可实现焊缝正面光滑成型，但焊缝背部成型激光焊接更优。两种工艺均实现了深宽比>2∶1的高能束形貌焊缝截面，电子束深宽比更大。激光焊焊缝区形貌为典型的“束腰”形，而电子束焊缝区为典型的“I”形貌。通过ABAQUS仿真，印证了两种焊接方法焊缝截面形态的差异。两种焊缝区柱状晶区明显，各原始β柱状晶区为典型的的竞争生长模式，焊缝区主要为典型α型钛合金焊缝形貌，即锯齿状α混合点状β。两种工艺焊接焊缝的射线检测和渗透检测均满足无损检测标准要求。激光焊接和电子束焊接头强度分别达到800、700 MPa以上，两种工艺弯曲测试能够满足标准。硬度检测显示，焊缝区硬度略有升高，但完全能够满足钛合金焊接接头硬度变化范围的标准要求。