热加工工艺杂志

热加工工艺杂志2025年第9期

• Sn-Bi系低温钎料的研究现状与展望

  牛诚超, 王凤芹, 宋卓斐,

  Sn-Bi系低温钎料合金由于低的熔化温度、较好的润湿性能和较高的抗拉强度，在低温钎焊领域有着较好的前景，是Sb-Pb系钎料合金代替品的有利竞争者。但由于Sn-Bi系钎料合金中Bi相带来的脆性及焊接过程的枝晶偏析和晶粒粗化导致性能下降，很大程度上限制了其使用场景。综述了近年来Sn-Bi钎料的发展动态，阐述了Ag、Cu、Zn、Sb、Ni等5个元素对Sn-Bi钎料的熔化特征、组织结构、力学性能、润湿性以及金属间化合物等方面的影响，指出了不同成分的钎料在目前研究中存在的问题，并展望了今后的研究方向。

• 缆式焊丝电弧物理特性研究现状

  佘阳, 李海新, 李奥, 吕文泉, 杨振林,

  缆式焊丝具有焊丝成分可调、电弧连续旋转、电弧能量可控、沉积速率高、能耗少等特征，为我国船舶、海工、能源装备等领域的焊接开辟了新的技术途径。缆式焊丝独特的绞股结构，决定了其具有特殊的电弧物理特性。深入研究缆式焊丝的焊接电弧物理特性对优化焊接工艺、调控焊接接头质量及预测焊缝形貌具有重要作用。阐述了近年来国内外在缆式焊丝熔化极焊接电弧特性、熔滴过渡特性、电弧传热机理等方面的研究进展，详细分析了缆式焊丝电弧间特有的电弧旋转力对电弧物理特性的影响规律，并就缆式焊丝未来的研究及发展方向进行了思考与展望。

• 固溶温度对Cu-Ni-Si-Co合金组织及性能的影响

  龚留奎, 张延松, 冯宏伟, 曹立军, 翟宇鑫, 邓立勋, 黄伟,

  通过真空熔炼制备φ100 mm的Cu-Ni-Si-Co合金铸锭，采用不同温度对合金进行固溶处理，使用布氏硬度计、涡流导电仪器、金相显微镜、扫描电子显微镜对合金的微观组织和性能进行分析。结果表明：铸态Cu-2.25Ni-0.6Si-0.3Co合金第二相为Ni2Si化合物，尺寸为1～2μm，并且长径比相对较小，提高Ni、Si、Co的含量使得合金第二相的尺寸和长径比都有所增加，形成为（Ni,Co）2Si化合物，尺寸为3～5μm；随固溶温度的升高，合金硬度呈现先下降后上升再下降的趋势，导电率则先大幅度下降后趋于平缓，合金经950℃保温1 h水淬后的固溶效果较好，两种合金试样的硬度和导电率分别为90.13 HB、20.79%IACS和121.67 HB、17.74%IACS，晶粒尺寸分别为（3.0±1.05）mm和（3.22±1.42） mm。

• 循环热处理对ZTA15合金组织和冲击性能的影响

  袁钧御, 贾志伟, 张健辉, 南海,

  ZTA15合金试样经热等静压处理后，在VDF2025型立式真空热处理炉中，进行（920℃±10）℃保温3 h，随炉冷却至250℃的真空循环热处理，循环热处理1～5次。研究了α+β两相区真空循环热处理对热等静压后的ZTA15合金显微组织及室温和400℃冲击性能的影响，并对冲击断口形貌进行分析。结果表明：随着循环次数的增加，晶粒尺寸稍有增大，晶内α相片层变短变粗，组织形貌逐步从魏氏体集束向网篮组织转变；1～3次循环后室温冲击吸收功无明显变化，4～5次循环后冲击吸收功明显增大；400℃下的冲击性能较热等静压状态有明显增强，且随循环次数的增加总体呈上升趋势。室温及400℃冲击断口均呈现韧-脆混合型断裂特征，但400℃下断口具有更明显的韧性特征。

• 热处理工艺对55CrSi线材微观组织和性能均匀性的影响

  谢美龙, 付雪松, 陈国清,

  55CrSi线材被广泛应用于汽车发动机活塞环的制造中，在生产过程中易存在线材截面硬度不均匀的现象。研究了热处理工艺对线材组织和性能均匀性的影响。采用扫描电镜、金相显微镜、能谱仪、维氏硬度计研究了材料的组织、成分与性能。试验结果显示，热处理中奥氏体化状态对后续的组织和性能有重要影响。当奥氏体化温度较低或时间较短时，金相组织中出现较大尺寸白色块体，该块体为软相，导致硬度低。当奥氏体化程度高时，金相组织中白色块体尺寸较小，组织和性能均匀性提高。奥氏体化过程不充分时，EDS检测发现材料碳分布不均匀，低硬度区碳含量低，为0.2%左右，高硬度区碳含量高，为0.43%左右。奥氏体化程度高，有利于碳元素分布均匀性，以及淬火回火后的性能均匀性。

• 热处理对石墨烯增强Ti-6Al-4V合金显微组织和硬度的影响

  蔡沛沛, 蔡耿生, 林业伟, 胡泽宇, 蔡志红, 杨冠恒, 刘福平,

  采用石墨烯为增强相，通过放电等离子烧结技术制备了石墨烯增强Ti-6Al-4V合金，研究了不同退火处理、不同温度固溶+时效和固溶+不同温度时效对该合金显微组织和硬度的影响。结果表明：石墨烯增强Ti-6Al-4V合金经750℃保温1 h空冷至室温的退火处理，有少量分散的第二相粒子，β相分解出少量α'相，相比烧结态，合金硬度下降2.95%。经过930℃保温1 h，空冷至550℃保温4 h的双重退火，合金可得到更加均匀的α+α'双态组织，有少量的由α'相分解的α+β组织及零星分散的第二相粒子，其硬度相比烧结态略有增加。不同温度固溶时效过程中，主要发生α相等轴组织向α+α'双态组织转变，以及部分α'相分解为α+β相，弥散分布在β相边界，起沉淀硬化作用。随固溶温度升高，更多的α′相发生分解。当固溶温度为930℃时，合金硬度达到最大，达到542.6 HV，相比烧结态提高约6.32%。当合金在930℃固溶，不同温度下时效时，随时效温度增大，合金硬度先增大后减小。当时效温度从500℃增加到550℃时，α'相分解生成弥散的α+β组织，产生沉淀硬化效果，合金硬度提高约1.19%。当时效温度由550℃升高到650℃时，α'相分解的驱动力增大，α'相合并长大为板状或片状，β相合并长大，分布不均，削弱了α+β混合组织的弥散沉淀硬化效果，合金硬度明显降低。

• 热处理对粉末冶金Ti-45Al-7Nb-0.3W-0.1B合金显微组织和高温拉伸性能的影响

  陈飞虎, 梁霄鹏, 李慧中,

  采用金相显微镜和透射电镜研究了热处理工艺对粉末冶金工艺制备的Ti-45Al-7Nb-0.3W-01B(at%)合金显微组织的影响，并测试了不同组织合金在750℃和800℃条件下的高温拉伸性能。结果表明：合金热处理后的拉伸性能与层片晶团的大小、残余γ晶粒的含量以及层片间距有关，残余γ晶粒含量越高，合金越容易发生断裂，层片晶团尺寸和层片间距过大，合金的抗拉强度较低。经1380℃/30 min热处理后，合金具有优秀的综合力学性能，其在750℃和800℃条件下的抗拉强度分别为450 MPa和435 MPa，屈服强度分别为315 MPa和300 MPa，伸长率分别为1.5%和6.1%。

• 热处理对Mg-7Zn-0.3La合金组织和力学性能的影响

  黄晓锋, 张展裕, 杨凡, 张胜,

  通过金属型铸造制备Mg-7Zn-0.3La镁合金，利用光镜、扫描电镜和力学性能研究热处理对Mg-7Zn-0.3La合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：合金经335℃固溶24 h后获得较理想的显微组织，此时合金的抗拉强度、伸长率及显微硬度分别为234 MPa、6.15%和69.8 HV。在此基础上，合金在160℃时效25 h时达到峰时效，其晶界上析出短棒状和粒状沉淀相，晶粒内部析出细小粒状相。此时合金的抗拉强度、伸长率及显微硬度分别为277MPa、4.13%和93.5 HV。

• 深远海勘探平台异形构件的腐蚀行为研究

  孙淼军, 朱喜涛, 朱海超, 尤德财, 谢飞,

  由于深远海勘探平台异形构件（地脚螺栓）长期暴露于复杂的海洋环境中，异形构件的表面和内部结构不断受到腐蚀作用的侵蚀，使其失去了原有的强度和稳定性，严重危及海上设施的安全运行。采用COMSOL多物理场耦合技术，研究分别在盐雾与干湿交替环境下力学与电化学的机电耦合效应对异形构件腐蚀行为的影响。通过实验测定Q345钢的力学性能和不同环境下的电化学腐蚀行为，将实验数据输入到仿真模型中。模拟结果表明，机电耦合效应下的异形构件腐蚀电位会比未受力状态更负，腐蚀电流密度也更高，更容易发生腐蚀失效。在同等力学作用下，干湿交替环境下腐蚀坑的面积大且数量多，腐蚀程度高于盐雾环境。地脚螺栓的易腐蚀位置主要在螺杆与弯头连接处。

• 7075-T6铝合金B柱高效热冲压成形性能研究

  李欢欢, 戴威, 严威, 吴若麟, 王当,

  高效热冲压是一种解决高强铝合金热冲压工艺周期长等问题的全新工艺。为研究高效热冲压工艺下7075-T6铝合金的热变形行为，通过Gleeble热模拟机对7075-T6铝合金进行不同变形温度（200℃～350℃）、应变速率(0.01 s-1～1 s-1)的热拉伸实验。铝合金流变应力总体上随应变速率的增大与变形温度的降低而显著增大。建立了能准确预测7075-T6铝合金热变形行为的本构关系模型。对汽车B柱的高效热冲压成形过程进行数值模拟，研究冲压速度、板料初始温度及摩擦系数对B柱成形性能的影响。结果表明，冲压速度、板料初始温度及摩擦系数与板料最大减薄率基本上呈正相关关系。适当增大冲压速度和减小板料初始温度可提高B柱成形性能，过小或过大的摩擦系数易引起局部起皱或拉裂等缺陷。

• 长期服役15Cr1Mo1V钢补焊热影响区组织及力学性能研究

  王艳松, 刘福广, 米紫昊, 杨二娟, 韩天鹏, 李霄, 张磊, 陈亚攀,

  以某电厂运行约1.3×105 h的15Cr1Mo1V再热蒸汽管道为研究对象，通过焊接热模拟试验制备了焊条电弧焊补焊热影响区试样，焊接热循环的峰值温度分别为720、820、890、1300℃，分别对应接头的回火区、不完全相变区、完全相变区、粗晶区，并对其微观组织、硬度、冲击韧性进行了分析。结果表明：服役1.3×105 h的15Cr1Mo1V钢的母材微观组织为粒状贝氏体+少量多边形铁素体，晶内、晶界存在颗粒状碳化物。经焊接热循环后，回火区的组织与母材基本一致，不完全相变区出现珠光体转变，完全相变区组织为珠光体+铁素体+晶界碳化物，粗晶区为粗大的板条贝氏体。服役1.3×105 h的15Cr1Mo1V钢母材、回火区、不完全相变区的硬度低于DL/T 438-2016的规定值，而粗晶区的硬度高于规定值。服役1.3×105 h对15Cr1Mo1V钢冲击韧性影响不明显，回火区、粗晶区的冲击韧性高于供货态母材，但不完全相变区、完全相变区的韧性显著低于供货态母材。

• Q345B钢表面超音速电弧喷涂沉积TiN-TiO2层状硬质涂层研究

  巫林, 张德寿, 郑宝超, 于振涛,

  为提高Q345B结构钢的表面硬度和强度，采用超音速双丝电弧喷涂在其表面合成沉积TiN-TiO2层状涂层。通过XRD、XPS、SEM及EDS，分析了涂层的物相和元素组成、表面形貌和涂层-基底界面处的元素扩散行为。使用纳米压痕仪测试涂层的杨氏模量和硬度。结果表明，涂层由TiN、TiO2、TiN0.3三种不同相组成，涂层结构致密，孔隙率较低，界面处存在一定厚度的冶金结合区。同时涂层表现出极高的硬度和较高的杨氏模量，分别为26.3 GPa和251.3GPa，硬度约是Q345B结构钢基体的10倍。

• 激光扫描速度对AZ31镁合金FSW接头组织与性能的影响研究

  刘刚, 雷浩杰, 张拯凯, 张玺, 解芳, 梁汉优,

  采用不同的激光扫描速度（1200～1800 mm/min）对AZ31镁合金FSW接头表面进行激光熔凝处理，借助光学显微镜、万能试验机、电化学工作站和扫描电镜等来探究激光扫描速度对AZ31镁合金接头组织、抗拉强度和耐腐蚀性能的影响。结果表明：随着激光扫描速度的增大，熔凝层的深度降低，熔凝层与热影响区的晶粒细化，β-Mg17Al12相的含量增大。经激光熔凝处理后，接头的抗拉强度均高于FSW试样，随激光扫描速度增大，抗拉强度增大；激光熔凝处理后接头的耐腐蚀性能均好于FSW试样，当扫描速度为1200 mm/min时，试样腐蚀电流密度最小，耐腐蚀性能最好。

• 复合板压力容器贴板修复工艺鼓包问题的有限元仿真分析

  陈庆国, 王赤宇, 常泽亮, 陈子晗, 李轩鹏, 苏航, 袁军涛, 付安庆,

  压力容器贴板修复工艺利用耐蚀合金管材衬里进行防腐改性，可有效解决高腐蚀性气田地面管道的腐蚀问题。然而，压力容器贴板修复后内衬板的焊接失效和鼓包等问题影响了该工艺在油气储运行业的应用。围绕复合板压力容器贴板修复工艺的鼓包问题，通过ANSYS有限元仿真的方法，建立了内衬板不同初始鼓包高度和焊点直径下的焊点等效分析模型，对内衬板受压变形过程中不同鼓包高度、不同焊点直径对焊点受力的影响规律进行了系统分析。结果表明，当对内衬板施加11.5 MPa压强时，随着鼓包高度的增加（1～5 mm），鼓包中心焊点平均拉应力以及与中心焊点距离最近的焊点剪切应力逐渐增加，中心焊点失效形式为拉脱，与中心焊点距离最近的焊点失效形式为剪切失效，并且与中心焊点距离最近的焊点失效风险更大。随着焊点直径的增加（8～12 mm），与中心焊点距离最近的焊点结合面处平均剪应力逐渐降低，说明增加焊点直径可降低焊点失效风险。

• Ti2AlNb电流辅助柔性介质成形及模具设计

  李阳, 张骞文, 蒋少松, 彭鹏, 张晋源, 杨尚, 黄敏杰,

  难变形材料Ti2AlNb电流辅助成形是近年来发展的一种成形方式。对电流辅助柔性介质成形模具进行了设计，采用陶瓷分瓣凹模，金属部分采用304不锈钢。利用模具对Ti2AlNb盒型件进行了成形实验。辅助脉冲直流电源占空比为75%，分步加载电流，最终的加载电流为300 A、加载电压为3.12 V。结果表明：随冲头的下降，柔性介质先充填压实，然后Ti2AlNb板材中部开始自由胀形。随成形力的持续增加，底部逐渐贴膜，侧壁及圆角最终成型，成形件质量良好。本研究可为电流辅助柔性介质成形提供工艺参考。

• Al掺杂调控SiGe合金的热电性能研究

  程展旗, 李杰, 段兴凯,

  SiGe合金是一种拥有巨大潜力的高温区热电材料。在硅锗合金体系中，p型SiGe合金系列热电材料的热电性能相对较低。为了提升p型SiGe合金的热电性能，最有效的手段是通过引入合适的第二相原子进行掺杂。将Al掺杂到Si0.85Ge0.15当中，采取电弧熔炼结合热压制备了Si0.85-xAlxGe0.15（x=0,0.015,0.020,0.025,0.030）块体样品，探究了主元素掺杂对材料热电性能的影响。结果表明，Al部分替代Si后，明显提高了载流子浓度，改善了材料的热电性能。其中样品Si0.85-xAlxGe0.15（x=0.015）在900 K时，功率因子提升至0.9×10-3W·m-1·K-2，相比于没有掺杂的样品，提高了约8倍。合金样品的热电优值ZT值随着Al的掺杂也均有了一定提升，并且在900 K时，Si0.85-xAlxGe0.15（x=0.015）的ZT值提升至最大，为0.18。

• TiC-TiB2/Al-xSi-4.5Cu复合材料的制备与性能

  梁艳峰, 刘逍恂, 夏峰, 郭巧琴,

  根据TiB2与TiC原位粒子的形成温区，设计粒子的原位反应路径，在铸造Al-xSi-4.5Cu（x=7,2,18,wt%）合金熔体内成功制备TiB2与TiC双相粒子。借助OM、SEM、EDS等方法观察所制备的复合材料微观组织，并测试其维氏硬度，探究基体合金中Si含量对原位TiB2与TiC粒子分布及复合材料硬度的影响。结果表明：3种Si含量的复合材料均可以通过原位自生法获得微纳米尺度的TiB2与TiC双相粒子，但随着Si含量增加，原位粒子在Si相附近团聚加剧；当Si含量为12wt%时，复合材料硬度达到极值，为173.56 HV；当Si含量增加到18wt%时，TiC粒子发生失稳分解，导致了复合材料硬度下降。

• Fe-36% Ni因瓦合金粗大柱状晶的高温氧化行为研究

  何承渝, 蔡晨, 谷宇, 李静媛,

  采用恒温氧化增重法，研究了Fe-36%Ni粗大柱状晶在1000℃和1100℃保温不同时间的高温氧化行为。利用激光共聚焦显微镜（LSCM）、扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）等手段对氧化层结构、元素分布和物相组成进行了分析。结果表明：Fe-36%Ni因瓦合金在1000℃和1100℃的氧化动力学曲线均符合抛物线规律。在1000℃和1100℃的氧化层结构分为外氧化层、晶内氧化层和晶间氧化层3部分，其中外氧化层以Fe和O元素为主，晶内氧化层中Fe元素较基体含量降低而Ni元素升高，岛状区域富集氧元素，而其余位置Ni元素富集。1100℃时外氧化层又分为三部分，最外层为Fe2O3。因瓦合金在1100℃氧化1 h的氧化增重以及氧化层厚度都超过了在1000℃氧化5 h的情况，因此需要合理制定加热制度。

• 累积多道次连续挤压对纯铜组织和力学性能的影响

  张俊腾, 李冰, 王家霖, 王长峰, 祁伟, 管仁国,

  采用累积多道次连续挤压工艺，以连续进料的方式对纯铜进行多道次连续挤压，利用光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、电子万能材料试验机观察纯铜杆料的微观组织演变，测试力学性能。探讨挤压道次对纯铜杆料微观组织和力学性能的影响。结果表明：经过一道次连续挤压，纯铜杆料抗拉强度由178.21 MPa提升至239.61 MPa，伸长率由41.72%提升至52.43%。随着挤压道次的增加，纯铜杆料的抗拉强度和伸长率先升高后降低，经过二道次连续挤压，纯铜杆料的抗拉强度和伸长率达到最大值，分别为248.03 MPa和56.51%。随着挤压道次的增加，纯铜杆料平均晶粒尺寸先减小后逐渐增大。经过二道次连续挤压后纯铜杆料平均晶粒尺寸最小，拉伸断口韧窝最深且分布均匀，综合力学性能最优。

• 原位纳米ZrB2颗粒与稀土Sc协同增强7N01铝合金的微观组织与拉伸性能

  怯喜周, 陈锐崐, 彭艳杰, 赵玉涛,

  在7N01铝合金中同时引入原位纳米ZrB2颗粒和稀土元素Sc，通过原位纳米颗粒和稀土元素的协同作用来提高材料的强塑性。研究表明，向铝合金中单独引入原位纳米ZrB2颗粒的含量超过3wt%后，其团聚现象较严重，不利于复合材料性能的提高。在此基础上引入稀土Sc后，原位ZrB2纳米颗粒的团聚现象得到显著改善。同时，Sc的加入还可有效改善粗大的含铁析出相，细化基体晶粒；原位纳米ZrB2颗粒和稀土Sc的协同引入使复合材料的强度和塑性较7N01基体的性能大幅提高，当ZrB2和Sc的引入量分别为3wt%和0.2wt%时，复合材料的屈服强度、抗拉强度和伸长率匹配最优，分别为447 MPa、481 MPa和9.6%，相比7N01铝合金基体的性能分别提高16.1%、11.3%和29.7%。

• 铝镁系微叠层复合材料一体化制备与性能研究

  耿立国, 孟令刚, 景栋, 郭倩, 孙兆霞, 亚斌, 张兴国,

  以纯铝片、AZ31镁合金和铜箔为原材料，探究铝镁微叠层复合材料一体化制备技术，研究不同层厚比对材料组织和性能的影响。利用金相显微镜、场发射电子探针、X射线衍射仪和扫描电子显微镜对复合材料的组织结构、元素分布、裂纹扩展等方面进行分析。结果表明，采用真空热压烧结技术制备的复合材料界面结合良好，随着铝/镁层厚比增大力学性能呈先上升后下降的趋势，且当铝镁层厚比为1∶3时材料综合性能最佳，其抗弯强度为365.58 MPa，弯曲比强度为149.2×103 N·m/kg，抗拉强度为210.24 MPa。

• 晶界淬火析出行为对7099铝合金晶间腐蚀的影响

  吴锡坤, 李承波, 肖博, 邓运来,

  采用晶间腐蚀试验结合扫描和透射电镜分析，研究晶界淬火析出行为对7099铝合金热轧厚板晶间腐蚀的影响。结果表明：随着晶界析出相的尺寸和相间距、晶界PFZ宽度和晶界析出相的Zn和Mg含量增加，晶间腐蚀等级和腐蚀深度增加。当晶界淬火析出相的尺寸及PFZ宽度分别从24.8 nm和21.5 nm增加至136.4 nm和121.6 nm，同时Zn和Mg含量分别从5.3%和3.6%增加至21.6%和17.4%，导致晶间腐蚀等级从3级增加至4级、最大腐蚀深度和平均腐蚀深度分别从96μm和65μm增加至247μm和186μm。

• Fe-3.2% Si-0.055% Nb取向硅钢热轧与常化过程中组织与织构演变

  王黎光, 高超稳, 王书桓, 冯运莉,

  采用OM和EBSD研究了常化处理对含0.055%Nb的Fe-3.2%Si-0.055%Nb低温取向硅钢抑制剂、组织、织构和晶界特征的影响。结果表明：热轧板组织沿厚度方向呈条带状分布并且梯度性明显，在常化后组织的不均匀性变缓和，显微组织以铁素体为主，并在晶界处存在含量较少的渗碳体；常化工艺极大地改善了取向硅钢热轧板中抑制剂的数量及分布情况，使得抑制剂更加弥散且细小的析出；热轧板和常化板织构的类型和织构的取向密度有很大的区别，与热轧板相比常化板γ线织构的强度较弱，而且旋转立方织构的强度也较弱，常化板织构的分布比较散漫；热轧板晶界类型以小角度晶界为主，高能晶界和大角度晶界的含量较少，而热轧板常化后，试样晶界类型则主要以高能晶界为主，并且晶界能和迁移率较高的Σ9和Σ13b晶界在常化后含量大幅增加。热轧板经常化处理后更有利于后续高温退火中Goss晶粒的异常长大。

• 马氏体时效钢激光熔覆增材制造的温度场模拟与试验研究

  李卫民, 杨泽宇, 付松松, 刁家宇,

  为探究马氏体时效钢的激光熔覆增材制造性能，选择了18Ni300同种粉末与基材进行仿真分析，研究了不同工艺参数对增材制造过程温度场的影响，进行了试验验证与分析。结果表明：在不同工艺参数下的最大温度曲线趋势相同，为急剧升高，在某一时间保持稳定，激光功率影响更显著；熔覆层随激光移动成型，其前端在激光未达到时有成型趋势，相对于末端温度梯度更大，熔池形状为勺形。扫描方向的温度由慢到快依次达到峰值，且后到达的点的温度大于前点；竖直方向的温度在同一时间全部达到峰值，功率越大，温度梯度越大。仿真与试验得到的熔覆层截面形貌基本一致，结合凝固参数对熔覆层截面气孔形成原因分析，获得了最优试验参数。节省了试验时间和成本，对试验的分析与结果选择有着指导作用。

• 稀土Ce对铝用TiC细化剂细化效果的影响

  代卫丽, 刘慧, 宋月红, 刘彦峰, 张美丽, 韩茜,

  以工业纯铝和5μm的TiC粉末及稀土Ce为原料，采用金属型模具浇注并通过调控TiC和Ce的含量制备了铝铸锭。采用OM、SEM进行组织观察，并进行致密度、电导率、显微硬度的测试。结果表明：当TiC的加入量为0.1%、0.2%、0.3%和0.4%时，Ce的最佳添加量分别为0.4%、0.4%、0.3%和0.3%，所制备铸锭的晶粒尺寸较原始样品分别降低1.71、1.50、1.26和1.31倍；所制备样品的致密度和显微硬度均得到了提高，致密度达99%以上，显微硬度高达144.6 HV，较原始样品分别提高了16%和44.3%，而电导率无明显下降；TiC和Ce的最佳添加量分别为0.1%和0.4%，此时稀土形成了稀土化合物，促进了TiC的细化效果。

• 锆锭的电子束熔炼提纯研究

  郭拴全, 袁瑞, 雷东平, 杨小龙, 刘晓宁, 贾宇航, 邢相栋,

  研究了锆的电子束熔炼提纯，对锆中非间隙杂质和间隙杂质的电子束熔炼提纯效果进行了分析。结果表明：电子束熔炼锆可以有效地提纯Fe、Cr、Al，在原料杂质含量水平下经过两次电子束熔炼，Fe、Cr、Al去除率分别约为69.3%、71.4%、61.5%；电子束熔炼锆时O元素在一次熔炼会增加，二次熔炼锭（EB2）比一次熔炼锭（EB1）降低约4.2×10-5，但电子束熔炼对原料中氧提纯作用微弱；电子束熔炼锆时，C元素不可提纯，反而会升高。

• 双金属液复合锤头侧注式浇注工艺模拟及对其组织与性能的影响

  缪燕平, 张轩睿, 梁云昊, 蔡冬根, 吴孝泉, 张伟强, 王艳林,

  锤式破碎机结构简单、使用方便，被广泛应用于冶金、矿山等行业。锤头包括锤柄及锤端，在使用过程中要求锤柄具备一定韧性，锤端具有高耐磨性。为使锤头不同部位具备不同性能，采用侧注式浇注方式生产双液双金属复合锤头，利用Procast软件模拟铸造双液双金属复合锤头的充型情况及凝固过程中的温度场情况，并对锤头进行热处理，运用XRD、SEM、TEM、显微硬度仪等对复合锤头显微组织、元素的扩散行为以及硬度进行系统研究。结果表明：侧注式浇冒系统铸件在凝固过程中，温度变化均匀，充型平稳；合理匹配浇注工艺和热处理工艺参数，可有效改善铸造缺陷；锤端高铬合金为马氏体，分布着呈骨架状的渗碳体和（Fe,Mn）3C合金渗碳体，锤柄碳钢组织主要为贝氏体和细小的回火屈氏体。锤端高铬部位的硬度达到57.65 HRC、碳钢锤柄的硬度为26.74 HRC。

• 镁合金板退火过程中剪切带和孪晶再结晶的竞争关系

  邓嘉飞, 田静, 马荣, 梁伟,

  以压下量为30%的AZ31镁合金轧态板为研究对象，通过原位SEM和EBSD试验观察试样变形组织的静态再结晶过程，研究了AZ31镁合金板在退火过程中剪切带和孪晶再结晶的竞争关系。结果表明：退火过程中剪切带和孪晶再结晶优先形核的竞争关系是由两者的能量关系决定的，并且主要取决于剪切带的疏密程度。当剪切带较密集时，可先于1011-1012二次孪晶形核；当剪切带较稀薄时，1011-1012二次孪晶可作为再结晶优先形核位点。

• Fe3Al含量对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响

  刘建秀, 王铭鑫, 尼炯, 李疑, 张鹏程, 樊江磊,

  采用粉末冶金工艺制备铜基摩擦材料，在烧结过程中分为不加压与施加0.5 MPa压力两组实验，研究Fe3Al含量对铜基粉末冶金摩擦材料摩擦磨损性能的影响。结果表明：烧结过程施加0.5MPa压力可以有效提高材料的密度和硬度，材料的摩擦系数在制动速度为200 km/h时最高，此时Fe3Al含量为6wt%，烧结过程中未加压的材料，Fe3Al含量为8wt%。随着Fe3Al含量增加，材料的质量磨损先升高后降低再升高，当Fe3Al含量为10wt%时，质量磨损最高。与未添加Fe3Al的材料相比，Fe3Al的添加可以降低材料的硬度，提高材料的摩擦系数，降低磨损。