热加工工艺杂志

热加工工艺杂志2026年第1期

• 外加能场辅助快速沉积高熵合金的研究进展

  刘淑琨, 孙瑞, 王晓岗, 乔宇航, 高德宝, 高斌超,

  近年来，以多组元近等比混溶为特点的高熵合金在工业生产、资源开发及航空航天等多个领域展现出较大的应用潜力。基于快速沉积技术在常规金属零部件表面制备高熵合金涂层可有效提高零部件表面服役性能。然而，快速沉积过程中热输入高、急热骤冷等特性导致成形高熵合金的微观组织缺陷及残余应力大的问题仍需进一步解决。在快速沉积过程中引入磁场、电场等外能场，改善成形过程中熔池流动、温度梯度等，可有效提高成形高熵合金的性能。介绍了磁场、超声场及电场等不同外加能场辅助的高熵合金快速沉积制备技术的工作原理，着重分析了能场辅助下快速沉积制备的高熵合金微观组织及性能，并阐述了外加能场对高熵合金组织状态和性能的调控机理，最后对外加能场辅助快速沉积制备高熵合金的研究趋势进行了展望。

• 不同保护气氛的GTAW焊接现状及发展

  雷家璇, 林雨浩, 李丽坤, 黎振龙, 牛犇, 蔡漫霞,

  保护气体作为钨极气体保护焊（gas tungsten drc welding,GTAW）焊接过程中的关键因素，其选择直接影响电弧形态和电弧热效率，进一步对焊缝成形质量及焊接效率产生深远影响。从介绍不同气体在GTAW焊接中的影响机制出发，发现单一保护气氛存在一定局限性，进而提出混合保护气氛的优势，分类综述二元、三元保护气氛的GTAW焊接数值模拟和实验研究。阐明不同气氛保护对电弧物理性能、接头质量性能、焊缝微观组织的影响规律，并探讨电弧的物理性能影响熔池成形机理。提出综合全面对比电弧性能优劣势，优化保护气氛配比，以提高焊接质量和效率。最后，对未来GTAW混合气体的研究方向进行了展望，并强调开发低成本、高性能的新型三元保护气体的重要性，以适应更广泛的焊接需求和应用场景。

• 碳纤维增强铜钨电触头材料：现状分析及展望

  陈极升, 吕金壮, 崔得锋, 蒋原, 雷展, 覃言,

  电触头是断路器等开关设备的核心部件，现役高压开关触头以Cu-W合金材料为主。断路器在开断故障电流或在无功补偿投切时会产生强烈的电弧，导致触头熔焊甚至过早失效，电触头材料的性能直接影响电力系统运行的稳定性与安全性，对其进行改性增强十分必要。合金元素、化合物颗粒等传统增强方式存在增强相与基体相容性差、界面结合强度弱等缺陷；碳纳米管增强使触头材料在极端环境下的性能优异，但制备难度大。而采用高强度、高硬度以及良好自润滑性的碳纤维来增强铜钨电触头材料具有明显的优势。在上述背景下，从Cu-W电触头材料的增强需求与常用方法出发，分析了碳纤维增强Cu-W电触头材料的机理与优势，介绍了碳纤维增强Cu-W电触头材料的制备方法，总结了制备碳纤维增强Cu-W电触头材料的难点并展望了解决措施。

• 高锰耐磨钢的研究进展与展望

  李妍, 毕彦,

  高锰耐磨钢一直是高冲击载荷磨损条件下首选的钢铁耐磨材料，对高锰钢国内外研究的现状与进展情况进行梳理总结十分必要。在介绍高锰钢的典型化学成分、微观组织的基础上，对当前国内外高锰钢的研究成果进行总结，对高锰钢的强化机制理论与强化工艺的研究成果进行介绍，最后从深化研究高锰钢强化机制理论、开发性能优良的新型高锰钢产品、解决高锰钢生产中的共性难题等方面对高锰钢研究进行展望。

• 电解铜箔用阴极辊纯钛组织调控研究进展

  侯振国, 刘海涛, 宋克兴, 鲁龙龙, 冯庆, 操齐高,

  随着电子通讯的换代升级和新能源汽车的发展，印制电路板与锂离子电池对电解铜箔的综合性能提出了更加严苛的要求。阴极辊是生产电解铜箔的关键设备，阴极辊钛筒表面的晶体结构特征对电解铜箔的形核和生长起着决定性作用。围绕电解铜箔用阴极辊纯钛组织调控这一关键问题，综述了熔铸工艺、热加工工艺、稀土微合金化以及组织与性能的关系，并对阴极辊钛材与电解铜箔的组织遗传关系等进行了展望，以期为组织性能优良的钛材和电解铜箔调控提供借鉴。

• 多孔阻尼镁合金制备及性能的研究进展

  谈发帮, 王一轩, 盛浩楠, 韩国梁, 魏康,

  多孔金属是一种新型轻质的结构-功能材料，其内部连通或不连通的孔隙结构，使其具有优良的阻尼性能、热物理性能、电磁学性能等，被广泛应运在航空航天、轨道交通、生物医学、散热器等领域。基于此，以多孔镁为出发点，简述了多孔镁几种常用的制备方法，概述了多孔镁阻尼性能、力学性能和耐腐蚀性能等方面的研究现状。分析了提高其力学性能和耐腐蚀性能的强化措施，并对多孔金属未来的研究方向进行了展望，以期为制备工艺成熟、性能优良的多孔镁合金提供参考。

• 激光熔覆增材制造Al-11Si-5Cu-5Ni-xMn合金的耐磨性和耐腐蚀性能研究

  张路雨, 王守仁, 肖振, 王英姿, 李沛凝, 姜远茂,

  由于汽车发动机零部件工作条件恶劣，对于高性能铝合金材料的开发是一个重大挑战。本文提出一种新的铝合金成分设计，并采用激光熔覆工艺制备Al-11Si-5Cu-5Ni-x Mn（x=0,2）合金。通过光学显微镜（OM）、SEM、XRD、滑动摩擦磨损实验机、电化学工作站等检测技术对熔覆层的微观结构、元素分布、相组成、耐磨性和腐蚀性进行研究分析。经过分析可知，合金主要由Al3Ni、Al2Cu、Al7Cu4Ni、Al3CuNi、Al15Mn3Si2和Al4Ni3等多种金属间相组成。通过对基体的组织性能对比，激光熔覆工艺制备的两种合金组织紧密，可以归因于激光熔覆快速融化凝固优势；同时具备更多的第二相强化导致合金具有更高的显微硬度，表现出优异的耐磨性。对合金进行电化学分析，通过开路电压，极化曲线以及交流阻抗分析可得出，由于元素的添加使得合金的耐腐蚀性能有所下降。综合分析合金的实验结果，发现Al-11Si-5Cu-5Ni-2Mn合金的综合性能最优。该合金的主要性能为：维氏硬度为120.7 HV、滑动摩擦系数为0.303、摩擦磨损率为5.58mm3/（N·m）、电化学腐蚀开路电位为-0.616 V、腐蚀电位为-0.9979 V、腐蚀电流密度为1.3234×10-5 A/mm2。

• 激光熔覆CoCrFeNiTi高熵合金涂层工艺优化及组织性能的表征

  张团, 孙文磊, 邹利, 王德安, 周庆松, 黎勇, 卢裕儿, 赵鑫,

  为了提高304不锈钢零部件在化工管网中使用年限，利用激光熔覆技术在304不锈钢基材表面制备高熵合金涂层；利用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪分别对熔覆层物相组成、微观形貌和元素分布进行分析，通过显微硬度仪、摩擦磨损仪、电化学工作站分别对硬度分布、摩擦学性能和电化学性能进行研究。结果表明：熔覆层成形质量最优工艺参数为：激光功率600 W、送粉率7.5 g·min-1、扫描速度2.0 mm·s-1。基材摩擦系数0.76左右，高于熔覆层摩擦系数0.46；熔覆层的磨损量4.25 mg，约为基体磨损量2.75 mg的61%，表明固溶相能增强涂层的抗变形能力。电化学腐蚀实验后，熔覆层自腐蚀电流密度约为1.21×10-7 A·cm-2，相比基体减少9.2×10-8 A·cm-2，熔覆层自腐蚀电位约为-0.64 V，较基体相比增大0.11 V，熔覆层熔抗弧半径明显大于基体；在中频区（100～102）下熔覆层阻抗值均大于基体，表明涂层腐蚀倾向显著降低。CoCrFeNiTi高熵合金涂层能显著改善涂层的摩擦学稳定性和电化学性能。

• 不同磁控溅射工艺对SLM成型Inconel 718合金性能的影响

  雷永亮, 陈浩, 吴伟, 李元晓, 吕哲, 周艳文, 王洋,

  通过利用不同氮气流量的等离子体增强磁控溅射技术在SLM成型Inconel 718基体上沉积CrNx薄膜，利用XRD、SEM、纳米压痕仪、摩擦磨损仪和电化学工作站等技术表征试样的物相组成、截面形貌、力学性能及在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能。讨论不同磁控溅射工艺对SLM成型Inconel 718合金表面力学性能和耐蚀性能的影响，为SLM成型零部件表面的性能改善提供工艺参考。结果表明：经55 mL/min氮气流量处理后，试样的表面硬度为20.50GPa，弹性模量为292.30 GPa，磨损量为4.69×10-4 mm3，摩擦系数为0.12。与未处理试样相比，高氮气流量处理后试样展现出优良的力学性能和耐磨性能。在3.5wt%NaCl溶液中，经40 m L/min氮气处理的试样腐蚀电位为-23.8 mV，经55mL/min氮气处理的试样腐蚀电位为-32.8 mV，均高于未处理试样低的腐蚀电位为-411.5 mV。利用不同氮气流量可显著改善SLM制备Inconel 718合金的表面性能，更好满足服役性能要求。

• 固溶时效处理对铬钼钒合金化球墨铸铁碳化物形态及高温压缩强度的影响

  杜宝帅, 闫芝成, 杨超, 蒋百灵, 王子诚, 杨岳清,

  基于热作模具钢与高温合金的成分设计和热处理原理，采用水平连铸技术制备了含Mo、Cr、V等元素的合金化球墨铸铁，并对其进行了固溶-时效热处理。通过光学显微镜（OM）和X射线衍射（XRD）等方法对样品的微观结构进行分析，并通过洛氏硬度测试和500℃高温压缩实验评估其力学性能，探索合金元素和碳原子对铬钼钒合金化球墨铸铁强度与硬度的影响机制。结果表明，部分一次碳化物即使在升高固溶温度和延长固溶时间后仍未能完全分解；在固溶温度为1050℃、固溶时间为1 h下，获得的微观组织最有利于后续的时效处理；在固溶温度1050℃、固溶时间1 h、时效温度500℃时，铬钼钒合金化球墨铸铁表现出最佳的力学性能，洛氏硬度达55.9 HRC，高温压缩强度为2144.6MPa；随着摩擦载荷的增加，该合金的摩擦系数逐渐减小。

• 基于ANOVA的激光熔覆单道Ni45涂层工艺参数优化和多响应预测研究

  邱亚杰, 李云峰, 赵亓, 姜广君,

  采用5 kW CO2激光器在42CrMoA钢表面制备Ni45熔覆层，研究不同工艺参数对Ni45熔覆层质量的影响。采用正交试验方法对单道激光熔覆工艺参数进行优化。正交试验结果表明：对稀释率影响最大的是扫描速度和送粉量，而对熔高和熔宽影响最大的分别是扫描速度和激光功率。通过前期预试验获得了Ni45熔覆层未开裂参数，即最大熔高为1.6 mm、最大熔宽是5 mm。通过方差分析方法与响应模型预测得到最优参数，即在600 L/h的载粉气流量条件下，激光功率为2100 W，扫描速度为300 mm/min，送粉率为8.87 g/min。采用上述参数进行单道优化试验，熔覆层尺寸响应模型的预测误差均在±5.1%范围，证明激光功率、扫描速度与送粉量的参数优化有显著效果。

• 基于风场的GMAW焊接电弧与熔池行为数值模拟研究

  周子昂, 范秋月, 肖子华, 李铭涛, 魏世轩,

  为揭示风场环境对熔化极气体保护焊（GMAW）焊接过程中电弧与熔池行为的影响机理，考虑标准k-ε湍流模型，建立电弧与熔池耦合的三维瞬态模型，对比分析垂直于焊接方向的侧向风场强度大小对电弧形态以及熔池形貌的影响规律。结果表明：侧向风场环境下，电弧等离子体的运动轨迹和速度发生变化，过大的侧向风场还削弱保护气体的保护效能，提高焊缝中气孔缺陷的形成风险；风场强度的提高使电弧弧长增加、散热速率加快，导致其对工件的热输入量降低，熔池形状尺寸变小。通过对比仿真结果与焊接实验拍摄的电弧形态和熔池形貌，验证了模型的可靠性。

• PCB组件的热风回流焊工艺数字化建模与传热机理研究

  许庆, 苏煜, 金梓谦, 周春燕, 孟瑛泽, 亓婷, 张朋,

  热风回流焊工艺的数字化建模研究对于获得印制电路板（PCB）组件的温度分布，揭示PCB组件焊接过程中的传热机理，以及推动热风回流焊工艺数字化发展具有重要意义。提出了一种对热风回流焊工艺过程的数字化建模方法，利用动网格方法实现了对PCB组件经由传送带输送过程的模拟，并建立了全工艺的自动化仿真流程。结果表明，热风回流炉主要通过对流传热的方式实现对PCB组件的焊接，在PCB组件上的器件分布密度和位置会影响PCB板的传热效率。通过对焊球、引脚等器件连接结构温度变化的分析发现，球栅阵列封装形式的器件在热风回流焊接过程中更易出现焊接温度不达标的工艺问题。

• 热循环对Cu/In-Sn-20Cu颗粒复合钎料/Cu焊点显微组织与剪切性能的影响

  焦玺轩, 刘政, 杨耀, 吴皓东, 杨岳璋,

  采用Cu颗粒复合钎料In-Sn-20Cu制备了Cu/In-Sn-20Cu/Cu焊点，研究了-20～120 ℃热循环对Cu/In-Sn-20Cu/Cu焊点显微组织和剪切性能的影响。分析了热循环过程中焊点界面反应区金属间化合物（Intermetallic compound，IMC）的生长、原位反应区IMC的演化以及剪切性能的变化，阐述了焊点断口的形貌特征。结果表明：随热循环周次的增加，焊点界面IMC厚度持续增长，界面反应区的主要成分为Cu3（In，Sn）相。在200～400次热循环中，焊点原位反应区灰色岛屿状Cu3（In，Sn）相数量增多，同时原位反应区出现孔洞。600次热循环后，Cu3（In，Sn）相体积增大，孔洞增多。800次和1000次热循环后，出现Cu3（In，Sn）相剥落和大规模孔洞。随着热循环周次的增加，Cu/In-Sn-20Cu/Cu焊点的剪切性能逐渐下降。未经热循环试验的焊点剪切强度为28.8 MPa，经400次热循环后下降了23.2%，至22.1 MPa。1000次热循环后，剪切强度最低，为12.4 MPa，相比初始值下降了56.9%。焊点断裂模式由韧性断裂转变为脆性断裂。

• 基于正交试验的高压等离子切割工艺研究

  王晓珂, 高辉, 佟浩东, 周灿丰,

  等离子弧切割作为一种常用的热切割方法被广泛应用于航天航海等诸多领域。通过对等离子弧切割机的优化升级，搭建了高压等离子弧切割系统，最终采用非高频引弧技术实现了环境压力为0.1～0.7 MPa的稳定引弧，为解决高压环境下不起弧和引弧难的问题提出了新思路。根据综合评分法衡量切割质量，通过设计正交试验得到环境压力为0.1、0.4、0.7 MPa下的最优切割工艺参数。结果表明：在环境压力为0.1 MPa下切割电流和切割速度对切割质量影响较大；在环境压力为0.4 MPa和0.7 MPa下送气压力成为影响切割质量的主要因素。

• X80M管线钢DP-TIG焊接接头的显微组织和力学性能

  李勇齐, 薛瑞雷, 吴伟, 夏磊, 刘宏胜,

  为优化X80M管线钢在深熔氩弧焊接方法（deep penetration tungsten inert gas welding,DP-TIG）工艺下的焊接参数，采用平板对接（母材自熔）方式对DP-TIG焊接工艺过程中的焊接电流与焊接速度参数进行正交试验，分析DP-TIG焊接工艺对管线钢接头正反面成型效果、显微组织、力学性能的影响，从而获得最优的焊接工艺参数。结果表明：在DP-TIG焊接工艺下，获得无缺陷、成型良好的焊接接头。由于热输入较高，且冷却梯度较大，所以焊缝熔合线清晰可见，接头组织主要由铁素体和贝氏体组成，焊缝区、粗晶区和细晶区的平均晶粒尺寸分别为7.6、13.6和8.1μm。该接头的抗拉强度、屈服强度分别为697、627 MPa，拉伸试件断口位于母材位置。焊缝与热影响区冲击吸收能量为184 J和203 J。

• AZ91D镁合金激光熔覆Al与Al-Si涂层的组织与性能研究

  顾云鹏, 方思懿,

  为提高镁合金表面的力学性能与耐腐蚀性能，采用激光熔覆技术在AZ91D镁合金表面分别制备了Al和Al-Si涂层。结果表明：Al熔覆涂层中含有α-Mg、Mg17Al12、Al3Mg2和Al相，Al-Si熔覆涂层中除了前面的4种相以外还出现了Mg2Si相。相较于原始样品，Al与Al-Si涂层的显微硬度分别提高至215、220 HV，腐蚀电流密度分别下降到4.5×10-4、7.466×10-5A·cm2,Al-Si涂层的耐腐蚀性能更优。此外，不同于Al熔覆涂层，Al-Si熔覆涂层还提升了样品的表面耐磨性。

• NiTi合金脉冲电流退火组织及性能研究

  朱国栋, 张宝, 祖宇飞, 陈国清, 付雪松, 周文龙,

  对冷轧后的NiTi合金分别采用脉冲电流及马弗炉在不同温度下进行退火，研究了脉冲电流退火处理对合金微观结构及相变行为的影响。结果表明，采用脉冲电流退火时，450和550℃退火后合金中分别析出粒状及椭圆薄片状Ti3Ni4析出相，显微组织由冷轧态的相变马氏体孪晶向等轴状奥氏体转变，650℃退火后可完成再结晶。随脉冲电流退火温度升高，退火后合金的相变行为发生改变，在DSC相变行为测试过程中，该合金冷却时的相变类型由B2→B19'型向B2→R→B19'型转变（其中B2：奥氏体相A;B19'：马氏体相M），马氏体转变及奥氏体转变的峰值转变温度Mp、Ap逐渐降低，且650℃退火后的峰值转变温度Mp=-53.81℃、Ap=-45.15℃。随退火温度升高，NiTi合金硬度总体上呈降低趋势，但在550℃退火时析出的Ti3Ni4相作为弥散夹杂颗粒，提高了基体强度，导致出现硬度增加的异常现象；在650℃退火后再结晶完成，硬度下降至252HV0.2。与马弗炉退火试样对相比，脉冲电流处理退火使NiTi合金再结晶温度降低100℃，降低了Ti3Ni4析出相的析出温度，随脉冲电流退火温度增加合金硬度下降更快。

• 激光熔覆镍基WC复合涂层工艺优化及组织性能研究

  效益, 孙文磊, 肖猛, 刘东涛, 吕非,

  为在42CrMo上制备出成型质量及力学性能优异的镍基WC复合涂层，使用田口设计实验方法，以激光功率、送粉速率和扫描速度为影响因子，以稀释率、显微硬度为响应指标，探究了工艺参数对镍基WC复合涂层性能的影响。结果表明：激光功率对复合涂层稀释率及显微硬度影响最大，送粉速率次之，扫描速度最小。当激光功率为2000 W、扫描速度为10 mm·s-1、送粉速率为1.4 r·min-1时，涂层微观组织均匀致密，晶间出现W、C、Nb元素偏析现象，WC颗粒附近大量析出W元素。WC、W2C、NbC等其他硬质相碳化物的生成，使得复合涂层显微硬度约为基体的1.7倍，其磨损机理由粘着磨损演变为磨粒磨损，摩擦系数相比基体约下降了0.12，明显改善了42CrMo的力学性能。

• PVD涂层对DD6单晶抗氧化及界面组织演变机制的影响

  庄欢, 祁圣英, 王玉锋, 曹伟, 杨岩, 刘红斌, 孙佳渭,

  为了满足航空发动机用DD6单晶叶片对热障涂层高温热防护的技术需求，采用多弧离子镀技术在DD6单晶基体上制备NiCoCrAlY金属粘结层，采用电子束物理气相沉积技术制备单层及双陶瓷面层，研究了涂层对DD6单晶抗氧化及界面组织演变机制的影响。结果表明：在1100℃静态抗氧化条件下，DD6单晶涂覆涂层后，粘结层表面均形成了组织致密、连续的热生长氧化物（thermal growth oxide,TGO）层，涂层表现出优异的抗高温氧化性能；未涂覆涂层的DD6单晶表面形成了20～40μm的含Ni、Co、O尖晶石相非致密氧化膜，表面氧化膜存在局部剥落现象。双陶瓷涂层的TGO层厚度较单陶瓷层的TGO层厚度薄，主要原因是双陶瓷具有更低的热导率，能够缩短TGO层界面处于高温条件下的时间，从而引起TGO层生长变得更为缓慢；TGO层主要由Al2O3组成，内部有少量富Hf O2相的析出，在单陶瓷层界面处出现了少量Cr元素；而涂覆低热导率陶瓷层后，由于其具有更低的热导率，延缓了TGO层的生长，TGO层中未出现Cr元素，说明Al元素未出现贫化现象，低热导率陶瓷层的应用可进一步延长热障涂层的使用寿命，为低热导率新型热障涂层的应用提供了技术支撑。

• 2205双相不锈钢高氮焊材焊接接头组织与性能分析

  任军, 宋广军, 伍光风, 陈晨,

  采用高氮焊条电弧焊焊接20 mm厚2205双相不锈钢板，分析接头的组织及力学性能。结果表明，接头强度、低温冲击韧性均达到标准要求，焊缝的强度高于母材的，冲击韧性以母材最好，热影响区次之，焊缝最差。焊缝组织主要由铁素体相和奥氏体相组成，奥氏体以块状、长条状等多种形态分布于铁素体基体上，在熔合线附近的焊缝中，奥氏体主要以短棒状和条状分布；在焊缝底部，出现了粗大的奥氏体晶粒；在焊缝底部热影响区的铁素体基体中心析出了二次奥氏体相。与焊态相比，固溶处理后焊缝中奥氏体含量增大，且随着固溶温度升高焊缝中奥氏体相比例升高。接头的硬度从焊缝中心到母材呈逐步降低的梯度分布。

• 不同服役温度下X80管线钢焊接接头力学性能研究

  陈小康, 王月杰, 王浩博, 周建平, 姜宏, 汪兵兵,

  针对X80管线钢在酷暑、严寒等恶劣环境中焊缝区和热影响区（HAZ）出现脆性起裂问题，探讨了不同服役温度（-30℃、25℃和60℃）对X80管线钢熔化极气体保护电弧焊（gas metal arc welding,GMAW）接头力学性能的影响。模拟了X80管线钢服役工况的实际温度，对焊接接头进行了冷热处理，并进行了显微组织分析、显微硬度和断裂韧性等力学性能测试。研究表明：服役温度对X80管线钢的断裂韧性有一定的影响，-30℃下X80管线钢的断裂韧性比25℃下降低15.62%,60℃下X80管线钢的断裂韧性比25℃下上升6.23%；服役温度对X80管线钢的显微硬度影响较小，不同温度环境下的显微硬度差异在10%以内；焊缝中心处显微组织均为铁素体和贝氏体的双相混合组织，不同服役温度下晶粒尺寸变化不大；随着服役温度的升高，断口形貌中韧窝尺寸不断增大且致密，韧性逐渐增强。

• 316LN不锈钢厚板多层多道焊接热源模型的开发与测试

  凌唯一, 蔡洪能, 张之政, 王浩丞,

  在大型结构件的多层多道焊接模拟仿真中，焊接热源模型的计算效率与计算精度是工程上主要考虑的问题。本研究基于ABAQUS有限元计算平台，利用316LN不锈钢厚板模型，通过Fortran语言子程序以及Python语言的二次开发分别实现3种焊接热源模型的加载，分别为双椭球热源模型（DEHS）、瞬间热源模型（IHS）和移动单元体热源模型（MBHS），从温度分布、焊接残余应力场和焊接变形的角度分析各个热源模型的准确性，并结合计算所花费的时间综合判断热源模型的优缺点。仿真结果表明：IHS模型虽然计算效率极高，但计算精度较差，难以单独应用在多层多道焊仿真计算中；MBHS模型与DEHS模型相比，其温度场、残余应力场差别很小，焊接变形的差异在数值上为7.2%，但MBHS模型所花费的计算时间仅为DEHS模型的37.5%。因此，MBHS模型的计算效率更高，在解决工程问题时是一种可以较好取代DEHS模型的热源模型。

• SnAgCu无铅焊膏用活性剂的优选研究

  李旭, 付翀, 王金龙, 李学峰, 牧云松,

  开发了一种新型SnAgCu无铅焊锡膏用助焊剂，研究助焊剂中活性剂成分及含量对焊锡膏润湿性和焊点腐蚀性的影响。根据焊点形貌及铺展率，对9种有机酸活性剂进行初步优选，并进一步以铺展率、焊点形貌、焊后残留物以及焊点腐蚀作为主要评价指标，研究优选的3种有机酸含量与铺展率、焊点形貌及腐蚀关系的内在联系。设计正交试验，选取合适的因素水平，进一步对优选的有机酸进行复配，结合极差分析确定助焊剂中活性剂的最佳配比。结果表明：有机酸复配不仅提高焊点铺展率、改善焊点回缩，还能减轻焊点腐蚀，当助焊剂中A酸、己二酸和丁二酸的质量比为2.5∶4.0∶2.5时，配制的Sn3.0Ag0.5Cu(SAC305)无铅焊膏具有优良的润湿性，焊锡膏铺展率达到85.13%，焊点无回缩，焊后残留物少，焊点腐蚀小。

• 异种金属铝/镍片微连接及接头可靠性分析

  郑亚杰, 吴集思, 叶钫, 王文华, 杨成刚, 杨平,

  采用微电阻点焊方法实现厚度均为0.1 mm的铝片和镍片的连接，研究了焊接电流对焊缝显微组织、力学性能及电性能的影响，最后采用加速通电试验对接头的可靠性进行了测试。采用扫描电镜、X射线衍射、四探针检测和拉伸试验等方法，研究了接头的微观结构、相组成、电性能和力学性能。结果表明，随着微电阻点焊电流在1.20～1.40k A范围内增加，焊缝晶粒尺寸逐渐减小，接头电阻率增加。因焊缝区与环境间温差较大，更易形核，晶粒细小；这加剧了电子在晶界处的散射，导致电阻率升高。在可靠性测试中，随通电时间增加，焊缝晶粒尺寸减小，接头电阻率增大，而接头拉剪力减小。这是由于连续电流焦耳热效应和接头组织的差异，导致每个区域的热失配，加快了微裂纹的萌生，并沿晶界扩展。

• 海洋环境对超低碳贝氏体钢腐蚀行为的影响

  杨颖, 邓陶为, 徐宏亮, 王玉博, 武会宾,

  基于试验研究了超低碳贝氏体桥梁用钢海洋环境下的腐蚀特征。通过力学性能测试、盐雾腐蚀试验、锈层形貌和腐蚀产物物相分析来探究海洋桥梁钢的力学性能和腐蚀行为。结果表明，超低碳贝氏体桥梁用钢经TMCP+回火后可以形成由多边形铁素体块（QPF）和粒状贝氏体（GB）的双相组织，在强韧性匹配的同时，Cu元素的富集阻碍Cl-的进入，降低腐蚀速率，促进致密性锈层的形成。

• AM60B合金半固态压铸成型的组织及性能演变

  陈宇城, 郑碎勇, 李冰, 杨昇源, 徐泽晖, 李姝, 王明伟, 管仁国,

  针对常规压铸产品中组织易粗大等问题，采用新型半固态压铸工艺对AM60B合金进行压铸试验，并对半固态压铸与常规压铸产品的微观组织和力学性能进行分析。结果表明：采用半固态压铸产品的维氏硬度从常规压铸的58.87 HV提高到62.94 HV，增幅约为6.9%；抗拉强度从159.42 MPa提高到196.87 MPa，伸长率从4.03%提高到6.59%；断裂类型为具有大量韧窝的韧性断裂。采用半固态压铸可使产品中Mg17Al12强化相的含量从0.114%提升到0.674%，且分布更加均匀。半固态压铸产品的平均晶粒尺寸从常规压铸的19.7μm减小到12.9μm。

• B对Zr等合金元素在Ni Σ5001(210)晶界偏析的行为及性能影响研究

  党瑞东, 薛红涛, 石彦彦, 张志军, 汤富领,

  采用第一性原理计算的方法研究金属溶质元素X(X=Zr、Hf、Ti、Ta、Nb和W)和非金属溶质元素B在Ni Σ5001(210)晶界的单元素偏析行为，并进一步研究B-X元素的共偏析及对晶界性能的影响。计算结果表明，合金元素X在纯Ni晶界的偏析能力均比B的弱。与单元素X的晶界偏析相比，含B晶界上元素X具有更低的偏析能，由于Zr和Hf以及Ta和Nb的原子性质相似，因此在含B晶界具有相近的偏析能和晶界能。W在纯Ni晶界不偏析，但在预置B的晶界上会产生偏析。在稳定Ni晶界方面，B-X共偏析表现出协同作用，但在强化Ni晶界方面，B-X共偏析表现出拮抗作用。B-W共偏析具有最显著的晶界强化能力，这是由于W原子在Ni晶界上失去的电子最少（仅为0.73个电子）。本研究可为纳米晶Ni合金的设计提供理论参考。

• 镦拔变形对100Cr6钢显微组织与硬度的影响

  马帅, 陈克飞, 李建文, 贺乐君, 杨立军,

  对100Cr6钢进行了镦拔变形，研究了镦拔道次对晶粒细化和硬度的影响，分析了水淬后钢的组织变化。结果表明：随镦拔道次从一镦一拔增加到三镦三拔，试样中心晶粒大小从122.1μm减小到24.1μm，减少了80.3%；试样边缘晶粒大小从93.0μm减小到22.1μm，减少了76.2%。试样加热淬火后组织为粗大的奥氏体，镦拔淬火后，微观组织为淬火针状马氏体+少量团块状淬火屈氏体。镦拔淬火后试样的中心硬度为54.2～56.2 HRC，边缘的硬度为54.8～57.8 HRC。

• 预紧力衰减对CF/PEEK复合材料与铝合金螺栓连接结构力学性能的影响

  李旭健, 石大鹏, 周玉宝, 王立俊, 李皓, 刘畅,

  以CF/PEEK复合材料与铝合金螺栓连接结构为研究对象，分析静载条件下预紧力衰减对连接结构力学性能的影响，揭示接头的失效形式及失效机理，利用数字图像相关技术分析拉伸过程中的应变场变化。结果表明，随着预紧力的增加，连接结构的极限载荷呈现出先增大后减小的趋势，适当增加预紧力有助于提升极限载荷，而过高的预紧力则可能导致其下降。预紧力衰减使接头处的接触压力降低，导致极限载荷降低。CF/PEEK接头失效形式表现为纤维断裂、层间开裂及表层脱粘，而铝合金则表现为弯曲变形和挤压破坏。最大负应变的变化趋势与极限载荷对预紧力的依赖性相一致。预紧力的衰减不会改变应变分布特征，但会导致最大正应变和最大负应变的增加。

• 基于点云数据和改进幂律变换函数的对接焊缝图像增强

  黄山松, 刘畅, 高延峰, 张华,

  针对核工业大型金属构件焊缝图像对比度低的问题，提出一种基于点云数据和改进幂律变换函数的图像增强算法。首先，通过线结构光相机扫描获取焊缝三维点云图像，采用改进的分段幂律变换函数对点云图像进行非线性增强，使高于和低于母材表面的缺陷都得到显著增强。随后，利用min-max标准化方法将点云z坐标标准化到0,255范围，并将其转换为深度图像。最后，运用对比度受限直方图均衡化方法对深度图像进行二次增强，平衡亮度的同时提升图像对比度。结果表明：该算法能有效减轻环境光源不均对图像的影响，在保持图像亮度平衡的同时，仍能突显图像细节特征并提高图像对比度。相较于直方图均衡化、拉普拉斯变换、伽马变换和对比度受限直方图均衡化算法，本文算法在边缘强度、像素均值和信息熵等方面表现更为优越。

• 电辅助轧制Q235碳钢/316L不锈钢复合板界面的动态再结晶行为研究

  张健民, 阮金华, 余归城, 郭万富,

  采用有限元法研究了电辅助轧制Q235碳钢/316L不锈钢复合板界面动态再结晶体积分数在不同电流密度、压下量、轧制速度下的变化规律。结果表明：随着压下量的增大，等效应变和动态再结晶体积分数增大，动态再结晶体积分数分布与等效应变分布基本一致。随着轧制速度增大，板材表面以及中心处应变速率增大，动态再结晶体积分数减小。随着电流密度增大，材料的温度增大，动态再结晶体积分数增加。

• 电子束大角度高速偏转束流品质调控技术研究

  黄俊媛, 张伟, 张宇琦, 陈静云,

  电子束选区熔化制造技术是利用电子束高速偏转扫描进行基体预热、粉末预热以及熔化粉末，实现复杂结构零部件近净成形的增材制造技术。然而，大角度偏转会导致电子束行程增加，电子束束斑会出现像差，影响零件的热输入，导致成形质量差。建立了电子束选区熔化设备1∶1三维模型，利用CST电磁仿真粒子工作室对整个束流产生过程进行模拟。针对大角度偏转后电子束焦点束斑形貌变差的问题，设计了电子束高速偏转、动态聚焦和消像散线圈，实现了同步调节束斑的束流品质。束流品质仿真与实际加工验证相结合，证明本次同步调节改善了成形零件的质量。