热加工工艺杂志

热加工工艺杂志2026年第2期

• 电沉积镍基复合镀层及其性能的研究进展

  王文鑫, 阚洪敏,

  镍基复合镀层由于其工艺成熟、成本较低常被作为金属零件的表面保护材料，用于增强金属基体的硬度、耐磨性等。系统综述了近年来制备高硬度及耐磨镍基复合镀层工艺上的优化方法，并重点介绍几种常用的第二相颗粒对镀层硬度及耐磨性的影响。最后，对高硬度及耐磨镍基复合镀层的发展进行展望。

• 高温承压设备用钢蠕变寿命评估方法研究

  张皓琦, 孔凡玉, 沈正祥, 王强, 王杜, 黄焕东, 陈虎,

  在锅炉等高温承压设备的运行过程中，高温蠕变是导致其关键构件失效的主要原因之一，而对各类高温承压设备用钢进行蠕变检测，并实现蠕变剩余寿命评估与预测，是保障设备安全、长期运行的有效方法。介绍了蠕变试验推断法、微观分析法、超声检测法、磁性检测法以及磁-声结合检测法共5类常用的蠕变寿命评估方法，为高温承压设备用钢的蠕变损伤状态判定及剩余寿命评估提供了理论基础。指出了高温承压设备常用钢种蠕变评价未来的发展方向。

• 镍基合金离子渗氮研究进展

  张春华, 曹驰,

  离子渗氮是强化金属表面性能的热处理工艺。简述了镍基合金离子渗氮的动力学，重点介绍了几种离子渗氮工艺以及氮化层的性能，最后展望了镍基合金离子渗氮的研究方向。

• 定向凝固高熵合金研究进展

  徐义库, 张经纬, 常锦睿, 田天啸, 赵秦阳, 陈永楠,

  综述了国内外定向凝固高熵合金的研究现状。基于不同的高熵合金体系，描述了定向凝固高熵合金的微观结构和元素偏析，并着重分析了定向凝固高熵合金的力学性能和强化机理。最后，展望了其今后的发展趋势，为进一步优化高熵合金的力学性能奠定思路。

• 冷处理技术的研究现状及进展

  詹衡, 李坤曌, 靳海, 唐亮, 闫献国,

  深冷处理被认为是热处理中淬火工艺的延续，采用深冷处理工艺来改善材料微观组织是研究的一个热点。对深冷处理的研究现状进行了系统性的综述，给出了相关工艺参数的选取范围，总结了深冷处理对材料质量特性的影响，重点分析了深冷处理对微观组织的影响，得出了深冷处理工艺的强化机理。基于对现有研究现状的分析，得出了深冷处理存在的主要问题和未来的发展趋势。

• 铁素体不锈钢表面制备Cu-Mn尖晶石涂层的研究进展

  李云逸, 童伟, 宋建丽, 孔全存,

  回顾了固体氧化物燃料电池（SOFC）阴极活性区域使用铁素体不锈钢（FSS）连接体相关问题的解决方案，综述了FSS表面制备Cu-Mn尖晶石涂层的主要方法、特点及涂层性能等方面的研究进展，并对该领域未来的发展趋势进行了展望。

• 高压断路器操动机构用弹簧的研究进展

  杨明昆, 杨文昊, 胡广富, 邱鹏锋, 杨坤, 和晓辉, 彭兆裕, 周仿荣, 张云, 罗杰, 赵学童,

  弹簧作为储能机械部件被广泛应用于高压断路器的操动机构中，尤其是操动机构中的分合闸弹簧承受负载大、运行时间长、工作环境恶劣，易发生应力松弛与疲劳断裂，严重影响高压断路器分合闸工作的稳定性与安全性。近年来，国内外众多学者针对高压断路器操动机构弹簧的失效开展了大量的研究工作，取得了诸多成效。基于弹簧操动机构的发展与工作原理，首先综述了操动机构弹簧的主要失效形式及影响因素，然后从材料选择与制造工艺角度对操动机构用弹簧的性能提升方法进行了总结，并对其状态监测方法进行了介绍，旨在为今后高压断路器操动机构用弹簧的研究和应用提供参考与借鉴。

• 焊后热处理温度对L360管道环焊接头残余应力及性能的影响

  魏可嘉, 宋卫臣, 邢金涛, 程俊, 宏岩, 宋之皓, 王鹏, 牛靖,

  采用钻孔应变法测试了不同焊后热处理状态下L360管道环焊接头的残余应力，并对各状态下环焊接头进行了拉伸试验、硬度测试试验及微观组织分析。结果表明：550～670℃范围内的热处理可以显著改善环焊接头的残余应力，当热处理温度为610℃时，轴向及环向应力明显下降，环向残余拉应力相比焊态降低74.5%；热处理后L360环焊接头显微硬度相比焊态虽略有下降，但硬度分布更加均匀，且热影响区的软化问题得到改善；热处理会使得L360环焊接头抗拉强度有小幅下降，但不会影响原有接头的强度匹配关系。

• 不同加热温度对海洋工程用钢显微组织及性能的影响

  王恒霖, 陈瑞洋, 柴锋, 裘欣, 罗小兵, 丁汉林,

  通过SEM、EBSD等方法，研究了不同加热温度对海洋工程用钢显微组织及力学性能的影响。结果表明，经不同加热温度轧制的钢板显微组织均为铁素体+贝氏体的混合组织，实验钢的室温拉伸性能相近，-84℃的低温冲击功最大差值近120 J。随着加热温度的升高，钢板的平均晶粒尺寸增大，低温冲击功下降，心部出现带状组织且小角度晶界占比上升，铁素体形态由准多边形铁素体（QF）转变为多边形铁素体（PF）。当加热温度为1150℃时，钢板具有最佳的综合力学性能。

• 粉末热等静压制备TC11合金的性能一致性研究

  尤振宇, 李艳红, 卢正冠,

  采用无坩埚感应熔炼超声气体雾化法制备了TC11预合金粉末，通过粉末冶金热等静压成型了φ132 mm的圆柱形TC11合金，将合金分为心部、中部、边缘3个区域进行显微组织观察和力学性能分析。实验结果表明：热等静压态TC11合金经过热处理后，β相中析出大量针状二次α相（αs）形成β转变组织（βT）。心部、中部和边缘各区域的初生α相和二次α相的体积分数基本相同，晶粒取向较均匀并无择优取向，平均晶粒尺寸为4.5～5.0μm。圆柱形TC11合金各区域的平均显微硬度接近，室温及500℃拉伸强度偏差小于5%且塑性良好，室温U口冲击功为38.0～43.0 J，粉末冶金成型TC11合金具有较好的性能一致性。

• 基于新特征函数的混合射流强化表面残余应力场预测模型

  徐广涛, 赵金涛, 胡阔, 刘兰荣, 郭明龙,

  探究混合射流强化工艺对18CrNiMo7-6渗碳钢表面残余应力场的影响，获得工艺参数与表面残余应力场的预测模型。基于特征参数和余弦函数提出了一种新的表面残余应力场的表征形式，特征参数包括表面残余应力、最大残余应力、最大残余应力层深和残余应力层深；进而通过Box-Behnken Design(BBD)实验设计，研究了丸粒直径、压力和移速这3个工艺参数对表面残余应力场的4个特征参数的影响，使用Design-Expert软件对数值进行拟合，建立特征参数的回归方程，实现表面残余应力场的预测。实验表明，预测值与实验值之间决定系数大于0.95，平均相对误差均小于10%，验证了该预测模型的准确性。

• 20Cr2Ni4A齿轮钢热变形行为及组织演变

  范英琦, 吴晓东, 周少荣, 王忠英,

  采用等温压缩实验研究了20Cr2Ni4A钢在变形温度为900～1100℃、应变速率为0.01～10 s-1、真应变为0.8条件下的热变形行为和显微组织演变。真应力-应变曲线表明，流变应力随应变速率的增大和变形温度的降低而增大。在950～1100℃、0.01～0.10 s-1变形条件下，流变曲线有明显峰值，软化效果明显。根据峰值应力建立了20Cr2Ni4A钢的本构方程，计算出变形激活能为489.24 kJ/mol。基于动态材料模型，构建0.8真应变下热加工图并结合显微组织得出：高应变率和低变形温度更容易导致流变不稳定。在低温和高应变速率下变形的组织主要是伸长的变形晶粒，在975～1030℃、0.07～0.20 s-1变形条件下，动态再结晶完全，组织细小且均匀，有效改善了原始晶粒大小不均匀的现象。

• 温度对W球/Zr基非晶合金复合材料压缩性能的影响

  王倩, 陈磊, 赵鹏, 李琪, 张昊, 齐天宇, 张波,

  采用渗流铸造法制备了W球/Zr基非晶合金复合材料，应用变温压缩试验对复合材料进行压缩性能测试，温度分别为25、300、350、380、400、460、500和650℃，研究了温度对W球/Zr基非晶复合材料压缩力学性能以及变形行为的影响。结果表明：随着温度的升高，复合材料的屈服强度逐渐减小，塑性应变逐渐增大，原因主要是因为随着温度的升高，基体合金发生了软化和晶化现象。非晶复合材料在不同温度范围内的断裂方式也有所不同，在低温下，W球/Zr基非晶复合材料可以被压断，其断裂方式表现为剪切断裂；温度大于350℃时，复合材料的塑性应变大于30%，压缩载荷下复合材料不会发生整体破坏。

• 工艺参数时变扰动与铸件缩松缺陷关联关系

  肖伊洲, 常玎凯, 纪艳卿, 汪东红, 王博, 黄震, 焦自翔, 郑行, 雷四雄,

  在熔模精密铸造实际过程中，型壳温度作为关键工艺参数在型壳转运过程中存在一定的时变扰动性，直接影响铸件的充型、凝固以及铸件的力学性能。以出口管为研究对象，探讨型壳转运时间对型壳温度、金属液凝固过程的影响以及与铸件缩松缺陷的关联关系。结果表明，型壳转运时间从0 s增加至720 s的过程中，主要缩松缺陷所在区域外的型壳表面温度从预热的950℃降至524℃，缩松缺陷总数量增加5倍，总体积增大284.3%。转运过程中型壳温度下降，不同壁厚处内外侧温差增大，温度分布不均匀，导致在浇注过程中型壳与金属液之间的温差增大，铸件凝固时间缩短，内部补缩不足，使得缩松缺陷的体积和数量均增加。

• 热处理对原位镁基复合材料组织与力学性能的影响

  杨翠翠, 董奕雪, 高义民, 肖鹏,

  研究了热处理对原位纳米TiB2/AZ91复合材料微观组织与力学性能的影响。结果表明，相比AZ91合金，铸态TiB2/AZ91复合材料的晶粒显著细化；热处理过程中TiB2颗粒能够促进时效析出行为，使复合材料中Mg17Al12相的数量更多、尺寸更细。热处理后复合材料具有优异的综合力学性能，其硬度、抗拉强度和伸长率分别为102.5 HBW、323 MPa、5.1%，相比AZ91合金分别提高18.4%、48.2%与64.5%，这主要是由于细晶强化、热错配强化、Orowan强化以及细小Mg17Al12相对位错的钉扎效应。拉伸断口观察表明：两种材料的拉伸断口均由裂纹、撕裂棱、解离台阶和少量的韧窝组成，以脆性断裂为主；复合材料塑性的提升来源于晶粒细化。

• 固溶处理对含Er超高强7055合金薄板成形性能的影响

  黄婷, 林高用, 郑英, 王嘉森,

  采用EBSD、拉伸性能测试、杯突实验等方法，研究了固溶时间和固溶温度对含Er超高强7055铝合金薄板成形性能与组织的影响。结果表明：随着固溶温度的升高、固溶时间的延长，薄板试样的杯突值先增大后减小；合金薄板的较佳固溶处理制度为475℃×1 h，在该固溶热处理条件下，薄板试样经水淬后的屈强比、伸长率、应变硬化指数和杯突值分别为0.670、27.3%、0.210和8.99 mm；薄板试样横截面的平均晶粒尺寸、再结晶比例和小角度晶界比例分别为15.5μm、84.7%和27.8%。

• 纳米TiC颗粒增强316L不锈钢强度与塑性同步提升研究

  徐原野, 谢德巧, 吕非, 周凯, 沈理达, 田宗军,

  316L不锈钢在各个工业领域应用广泛，但是其强度较低，因此提升其强度成为研究热点。将2wt%、4wt%纳米TiC颗粒添加至316L中，采用球磨工艺制备复合粉末，应用SLM成形复合样件。通过调控球磨和SLM成形工艺参数，获得TiC分布均匀、与基体结合牢固、近全致密的复合样件。结果发现，随着TiC的加入，晶粒平均尺寸显著减小，晶粒细化；随着TiC的加入，强度、硬度以及耐磨性能均有较大提高。SLM成形2wt%TiC/316L成形样件的抗拉强度为948 MPa，伸长率达到36.01%，相比于SLM成形316L样件分别提升42.6%和79.7%，表明2wt%TiC/316L样件能实现强度与塑性的同步提升，研究结果可为SLM成形颗粒增强金属基复合材料实现强度与塑性同步提升提供方法。

• SiC粒度对树脂基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

  车明超, 李利, 赵典典, 张京, 郭小敏, 刘联军,

  采用不同粒度的SiC制备了多种树脂基摩擦材料试样。在AG-100 KN万能材料试验机和电子扫描显微镜（SEM）上分别表征试样的力学性能和微观形貌，利用MM-3000型摩擦磨损性能试验台研究了摩擦磨损性能。研究结果表明，SiC粒度越小越利于提高树脂基摩擦材料的密度和抗拉强度。在粒度为+60目时，平均摩擦系数在不同工况条件下性能最佳，且摩擦后试样表面也较为平整。

• 基于CLAHE和改进YOLOv8的焊缝冷阴极X光缺陷检测

  兰天宇, 高延峰, 孙艺瑕,

  核电站建设对焊缝质量要求非常严格，使用智能手段替代人工射线评片具有重要意义。然而核电现场拍摄的X光片图像成像质量较低，导致焊缝缺陷智能检测精度低。针对冷阴极X光片图像，将CT值映射为灰度值，然后通过灰度取补以及CLAHE算法优化图像对比度，从而将X光片数据处理成较为清晰的图像。针对焊缝缺陷检测问题，对YOLOv8n模型进行改进，增加小目标检测层、将边界损失函数更换为Wise-IoU以及增加GAM注意力机制来提高网络特征提取能力。实验表明：经过对图像以及模型的两阶段优化处理，改进后的缺陷检测模型相对原始模型将mAP@0.5∶0.95提高了29.8%。在精度与复杂模型YOLOv5x接近的情况下，参数量和浮点运算量仅为后者的4%和6%，且模型大小不到7 MB，利于工业场景中便携式低性能设备的部署使用。

• 辊子错位对板坯鼓肚变形的影响分析

  何育民, 杨伟东, 严伟奇, 韩莹, 张贤松,

  由于连铸机辊列中的辊子在加工和安装时无法避免地产生误差，或者在长期运行后发生的变形与磨损，导致其偏离原位置而产生错位，这对板坯鼓肚变形产生较大影响。首先，建立板坯凝固传热模型，以得到板坯冷却过程中坯壳的生长。其次，基于高温蠕变原理建立了板坯与辊子间的三维热-力耦合模型，以研究辊子错位对板坯鼓肚变形的具体影响。此外，在考虑辊子错位情况下研究辊间距对板坯鼓肚变形的影响。结果表明：辊子错位对板坯鼓肚变形产生较大影响，错位量越大，板坯鼓肚变形量越大。而且随着辊间距的减小，辊子错位对板坯鼓肚变形的影响不断增加。

• 热作模具钢高温磨损行为及氮化处理对其耐磨性的影响

  杜勇, 郭鲤, 叶志飞,

  在UMT-3高温摩擦磨损试验机上对4Cr5MoSiV和H13这2种热作模具钢的高温摩擦磨损特征进行了研究，通过X射线衍射仪（XRD）、三维光学轮廓仪、扫描电子显微镜（SEM）和金相显微镜等手段对磨损表面和截面的形貌特征及物相进行分析。结果表明：与传统H13钢相比，4Cr5MoSiV的摩擦系数低，润滑性好，耐磨性好。4Cr5MoSiV和H13这2种热作模具钢经氮化处理后的摩擦系数小于未氮化处理的，分别降低7.7%和5.9%，耐磨性分别提高了10.2%和23.0%；氮化处理后的金相组织比未氮化处理的金相组织晶界更清晰，晶粒更粗化，显微硬度更高，4Cr5MoSiV和H13钢氮化处理比未氮化处理分别提高了108%和105%。未氮化处理2种热作模具钢，疲劳与严重氧化磨损为其主要磨损机制；氮化处理的4Cr5MoSiV在试验温度区间发生轻微氧化磨损及微小磨粒为其主要磨损机制，氮化处理的H13钢主要磨损机制为氧化磨损与磨粒磨损。

• GH4586合金在不同温度下的疲劳行为研究

  郎旭光, 周根树, 陈雨, 刘昕杰, 张枝梅, 张权明,

  GH4586合金是我国自主研发替代GH4169合金的新一代镍基高温合金，用作液体火箭发动机关键部件，其疲劳特性对于服役性能有重要影响。探索几个典型温度（-196℃、室温、400℃）下GH4586合金的疲劳特性。通过金相显微镜对GH4586合金原始组织进行分析和表征，使用电子拉伸实验机和高频疲劳实验机测试GH4586合金进行不同温度下的拉伸和疲劳性能，利用扫描电镜观察并分析不同温度下疲劳断口的形貌。结果表明：晶界处有细小且连续分布的碳化物以及Ti N颗粒；根据应力升降图计算后，得出-196℃、室温、400℃的平均疲劳极限分别为634、440、342.5 MPa；通过对较高应力水平拟合，得出了不同温度下循环周次和最大疲劳断裂应力之间的线性关系；疲劳断口在-196℃为解理断裂，在室温下为穿晶断裂，400℃为穿晶断裂和沿晶断裂。

• 工艺参数对1060铝合金带法兰筒形件铲旋成形质量的影响规律

  冷俊锟, 李子轩, 于亮, 金泓杰, 徐海洁, 束学道,

  针对铝合金带法兰底座筒形件，采用铲旋成形工艺对筒体成形质量及模具力能参数开展研究。通过选取起旋量、进给速度及主轴转速等关键工艺参数，分析了旋轮圆角处的应变大小、筒壁平均应变以及成形过程中的成形载荷特性。结果表明：各工艺参数对成形质量具有显著影响。起旋量超过坯料厚度的30%时，工艺难以完成；旋轮圆角处的应变随进给速度和主轴转速的增大呈现先增后减的趋势；成形载荷随进给速度的变化呈现先减小后增大的规律，并随主轴转速和起旋量的增大而显著增大。通过模拟与实验对比验证了参数优化的有效性，并进一步开展不同起旋量条件下的实验分析，为带法兰筒形件的高质量成形工艺优化提供参考。

• 铝合金筒体铸件热处理防变形控制研究

  闫亮亮, 杨振雷, 刘佳敏, 王倩, 薛帅, 夏岽尊, 张海亮, 张蓬涛, 韩璇,

  针对某筒体因在热处理环节的变形导致内腔型值不满足技术要求的问题，为实现铝合金筒体类铸件精确成形，聚焦“工艺-结构”协同优化。通过优化热处理工艺，增设轴向、径向加强筋来控制变形，开展研究。结果表明，仅优化热处理工艺作用微小；优化工艺并增设轴向加强筋有一定防变形效果，但仍不满足要求；在两者基础上增设径向拉筋，结合热时效去除残余应力，防变形作用显著，产品内腔型值尺寸满足技术要求。最终采用整体打印型芯、优化热处理工艺参数、设置轴向、径向拉筋等措施，结合热时效处理，实现了筒体精确成形。

• 原位微锻激光定向能量沉积工艺中的温度场在线预测模型

  唐嘉豪, 杨勇, 汤菡纯, 徐礼明, 梁军强,

  在金属材料激光增材制造过程中，预测出热历史的变化，可有效地提高成形质量，确保成形零件的尺寸高精度。采用网格激活和边界调整的有限差分方法，建立了能在线预测激光定向能量沉积（laser directed energy deposition,LDED）温度场随时间和空间变化的三维瞬态数学模型。预测出熔池中心温度和熔池中心后方不同处的温度。最后通过沉积实验对模型计算出的温度进行了验证，模拟耗时仅为实际加工时间的83.5%。

• Al-Mn/A356双熔体混熔铸造铝合金的组织与性能研究

  原紫云, 方晓刚, 逯丁炜, 李庆, 张迪,

  在铝合金中加入Mn可以形成Al6Mn等强化相，但常规铸造法制备的铝合金中，Al6Mn相往往粗大且分布不均匀，难以充分发挥其增强效果。采用了双熔体混熔法，将Al-Mn合金和A356铝合金熔体进行不同比例混合，以制备高强度、高耐磨的铸造铝合金材料。结果表明：Al-Mn/A356双熔体混熔后，铝合金中形成了Al-Mn-Si三元强化相。随着两种熔体混熔比例由1∶6逐渐减小至1:10,Al-Mn-Si相的分布由初始的富集状态转变为均匀分散，同时α-Al晶粒的平均尺寸和共晶Si的平均尺寸也呈先减小后增大的趋势。此外，随着混熔比例的减小，铝合金的抗拉强度先增后减，而伸长率及磨损率则先减后增。特别是当混熔比例为1∶8时，所制备的铸造铝合金具有优异的性能，其铸态抗拉强度达到218.54 MPa，伸长率为2.18%，磨损率为1.17×10-3mm3·N-1·m-1。与铸态A356铝合金相比，其抗拉强度提升了34.02%，伸长率提升了4.81%，磨损率减少了74.45%。

• 304不锈钢换热器钎焊接头失效机理分析

  刘兵, 邢亚伟, 李勋, 李冲, 徐永航, 敖三三,

  针对翅片管式结构的304不锈钢换热器在服役过程中出现因管壁钎焊接头处开裂导致水泄漏失效的现象，对开裂部位进行取样与深入分析，探明镍基钎料钎焊304不锈钢换热管钎焊接头的失效机理。结合渗透检测、金相分析及SEM观察，揭示了脆性磷化合物的非均匀分布降低了局部韧性。在应力作用下，焊缝沿晶断裂并产生微裂纹。这些微裂纹作为裂纹源，萌生裂纹并扩展，进而发生韧性断裂。在钎料中添加少量Cu元素可促进焊缝中韧性镍基固溶体的生成，减少脆性金属间化合物的产生，在一定程度上提高了钎焊接头的强度，有效避免了微裂纹产生，从而提高换热管的服役可靠性。该研究可为提高304不锈钢钎焊接头质量提供理论支撑。

• 退火温度对超深冲IF钢性能及织构的影响

  高鹏飞, 董廷亮, 张志建, 陈明毅, 陈刚, 赵征志,

  为了研究超深冲IF钢组织织构及性能随连续退火温度的演变规律，利用工业生产的IF钢冷轧板在800～860℃退火温度下开展模拟连续退火试验，并分析试验钢的组织织构及力学性能。结果表明，退火温度的提升增加了试验钢再结晶的程度，同时强化了有利织构111<110>；有利织构强度与材料成形性能正相关，当退火温度高于820℃时，r值随退火温度升高呈增加趋势，且△r值变化不显著。研究结果揭示了IF钢退火温度、组织织构及力学性能的相关性，对指导企业制定退火制度以获得性能优异的产品具有积极作用。

• 激光能量对Zr基金属玻璃复合材料腐蚀性能和组织结构的影响

  张玉, 张媛媛, 苏晓磊,

  采用选区激光熔化技术制备了(Zr55Cu30Al10Ni5)99Nb1非晶复合材料，研究了激光能量对(Zr55Cu30Al10Ni5)99Nb1非晶合金的腐蚀性能的影响。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、温度场模拟分析了(Zr55Cu30Al10Ni5)99Nb1非晶复合材料的微观结构，利用电化学测试实验系统研究了熔覆层的腐蚀行为。结果表明：熔覆层组织呈现梯度分布，由枝状共晶、纳米晶、非晶相这3部分组成。Nb元素的添加降低Zr55Cu30Al10Ni5非晶合金玻璃形成能力，在非晶基体上以未熔相形式析出，周围组织呈现梯度分布。109 J能量制备的(Zr55Cu30Al10Ni5)99Nb1腐蚀性能最好，腐蚀电位-0.43 V，腐蚀电流密度6.25×10-5A/cm2。

• 不同铝合金连接金具的组织与性能研究

  丁仁杰, 邵星海, 王泽禹, 吴姣娇, 杨达, 宋宏剑, 曹磊,

  为了改善电力线路Q235碳钢连接金具的产品笨重、大气腐蚀和磁损耗问题，选择Al-Si、Al-Cu和Al-Mg这3种体系的铝合金材料制备碗头挂板样件，研究不同材料的显微组织和力学性能，并分析替代传统碳钢金具的可行性。结果表明，3种铝合金金具表面光洁，无内部缺陷，密度降低了65%以上，电导率23.6～29.0 MS/m，具备铝材的导电良好、耐蚀、轻质和无磁损耗优势；在力学性能方面，与Q235相比，Al-Si和Al-Mg系合金的强度、硬度、屈服强度、断后伸长率和冲击韧性均显著降低，适合承载要求较低的金具产品；Al-Cu系合金的组织由α（Al）固溶体等轴晶粒和大量弥散分布的Al2Cu相组成，抗拉强度和最大破坏载荷超过Q235金具，有希望用于高承载要求金具的产品升级。

• 电流密度对超临界纳米复合镀层微观结构与性能的影响

  李志贤, 雷卫宁, 李雅寒, 单星海, 蹇文轩,

  以具有独特性能的石墨烯量子点作为第二相添加物，采用超临界脉冲电沉积技术制备Ni基纳米复合镀层，探究超临界条件下电流密度对镀层的微观结构、耐腐蚀性和力学性能的影响。结果表明:电流密度为6 A·dm-2时，所制备镀层的微观结构呈均匀化和致密化，且呈现出更好的球状度。拉曼光谱检测显示，超临界脉冲电沉积可以提高石墨烯量子点的质量。当电流密度为6 A·dm-2时，所制备镀层的耐腐蚀性和力学性能更为优异，其容抗弧半径最大，容抗模量最大，腐蚀电流密度最小，腐蚀电流密度仅为3、4.5和9 A·dm-2时所制备镀层的52%、62%和29%；其显微硬度最高，达837.6 HV0.2，摩擦系数和磨痕截面积均最小，展现出最为优异的耐磨性。

• 合金基体激光熔覆Ni/YSZ复合热障涂层工艺与微观组织研究

  龚继宝, 何玲, 马军, 孙卫民, 侯显, 董其铮,

  激光熔覆钇稳定氧化锆（YSZ）陶瓷涂层容易脱落是影响热障涂层应用的难点问题。采用激光熔覆技术在310S合金基体上制备了Ni/YSZ复合热障涂层（TBC），通过在YSZ陶瓷粉末中添加Ni粉末，改善YSZ陶瓷粉末的物理性能。激光熔覆工艺参数的正交实验研究结果显示：激光功率对Ni/YSZ复合材料TBC质量的影响最为显著，而光束直径的影响最小。激光熔覆Ni/YSZ复合陶瓷涂层的最佳工艺参数为：激光功率800 W，激光扫描速度8 mm·s-1，光束直径4.5 mm，搭接率32.4%，进给速度6.1 g·min-1。采用SEM、EDS、XRD等手段对其微观组织、元素分布和相组成进行了表征，结果表明：激光熔覆Ni/YSZ复合陶瓷涂层的显微组织致密，Ni粉末附着在YSZ陶瓷粉末上形成Ni/YSZ复合陶瓷粉末，使YSZ陶瓷粉末的表面自由能增加，YSZ陶瓷材料对金属基体的润湿性提高。Ni的添加量为15wt%时，复合热障涂层的结合性能最好，孔隙率为0.031%。

• AZ31B镁合金力学熔点测试及仿真验证

  蔡宜成, 胡玉杰, 杨廷志, 李若愚, 孙晓红, 徐济进,

  采用Gleeble 3800热模拟试验机模拟AZ31B镁合金不同峰值温度下的焊接热循环过程，获得残余应力与峰值温度的关系，建立AZ31B镁合金力学熔点测试方法。采用热电耦合数值模拟方法计算热模拟试验的热循环过程，获得距离热模拟试样中心不同位置处的热循环曲线；将热循环曲线作为热源模型，采用热弹塑性有限元法计算热模拟试验过程，设置不同的力学熔点值，分析力学熔点对残余应力的影响，验证AZ31B镁合金力学熔点测试结果的准确性。结果表明，AZ31B镁合金的力学熔点起始温度为459℃，结束温度为526℃。在数值模拟中，力学熔点越高，计算获得的残余应力越大，采用起始温度或结束温度作为AZ31B镁合金的力学熔点计算出来的应力值与实测值接近。

• 基于标准试样的裂纹扩展分析方法对比研究

  姜昊, 杨荣, 邹鹏, 冯浩凌,

  裂纹扩展分析是损伤容限分析的重要内容，对飞机结构安全有重要的意义。研究了Paris、Forman、Walker和NASGRO等4种不同裂纹扩展分析方法，并给出了适用性说明。通过研究不同裂纹扩展速率模型，分别采用文献数据和材料试验拟合数据，利用快速积分法进行理论裂纹扩展分析，并与标准试样裂纹扩展试验结果进行对比。结果表明：Paris、Forman、Walker模型分析结果不保守，Walker为最小偏离模型，NASGRO裂纹扩展分析模型有一定的保守性。该结论对裂纹扩展分析方法的选用、材料数据的拟合具有指导意义。