热加工工艺杂志

热加工工艺杂志2026年第4期

• 采煤机滑靴材料表面改性技术研究现状与展望

  成跃, 燕超, 曾群锋, 仝哲, 王一钢,

  概述了我国西北以及西南矿区井下水的水质特征以及采煤机工作时的工况环境，归纳了滑靴的腐蚀与磨损失效行为，并分析了失效关联机制。在此基础上，综述了以基体表面淬火、堆焊耐磨材料以及熔覆耐磨涂层为代表的表面改性技术研究进展，归纳了中频、高频淬火以及堆焊耐磨材料的技术特点，分析了其存在的问题以及应用的局限性。详述了近年来采煤机滑靴防护用铁基、镍基以及陶瓷复合涂层的最新研究成果，分别从涂层厚度、界面结合强度、微观结构与抗磨损性能等方面对3种涂层的优缺点进行了评价，并探讨了现有研究中存在的不足，以期为采煤机滑靴表面防护技术的发展提供参考。

• 减阻涂层的减阻机制与性能测试研究综述

  雷明, 王倩, 张镜斌, 高磊, 张佳, 杨振雷, 吴明欣, 曹宇娟,

  面对能源危机与船舶减排需求，水下减阻涂层技术成为提升航行效率、降低摩擦阻力的重要途径。综述了减阻涂层的分类与减阻机制，包括超疏水、超亲水、仿生及纳米复合涂层的表面能调控、形貌设计与润滑界面原理。详细分析了旋转流变仪、水洞测试、水下亲水性测试等实验室方法及平板阻力测试、拖曳水池等现场测试方法的原理、优缺点与适用性。总结了当前涂层在空气层稳定性、机械耐久性与环境适应性等方面的挑战。展望了多功能集成、智能化自适应及环境友好型涂层的发展方向，为船舶表面减阻涂层的设计与性能评估提供理论参考。

• 1800 MPa热成形钢的轻量化应用研究

  王轲, 姚再起, 刘永锋, 朱铁军, 李根, 袁超, 郭秋彦,

  针对吉利某车型设计了不同的热成形车门防撞梁，以期实现1800 MPa热成形钢的轻量化方案。在1500MPa门防撞梁量产线上，以相同的热成形工艺参数完成零件试制，通过静态与动态三点弯曲的仿真模拟与实际试验，比较了不同方案车门防撞梁的弯曲性能。通过整车侧碰仿真分析，评估了1800 MPa热成形车门防撞梁轻量化设计方案的安全性。结果表明：在减薄后零件性能与基础方案基本一致的情况下，1800 MPa热成形钢用于车门防撞梁可减重14.3%，可满足车身轻量化要求。

• Ce和Mn对Al-Cu合金显微组织与力学性能的影响

  谭纬文, 林冲, 王彦伟, 李杰, 吕书林, 吴树森,

  采用OM、XRD、SEM、EDS等手段，研究了Al-5Cu-0.6Mn-xCe（x=0.1,0.3,0.5,0.7,0.9）和Al-5Cu-0.3CeyMn（y=0,0.6,0.9）合金的显微组织与力学性能。结果表明，Al-5Cu-0.6Mn-xCe合金组织主要由α（Al）、θ（Al2Cu）、Al8Cu4Ce和T(Al12CuMn2)相组成。T5热处理后，Al8Cu4Ce相形貌和尺寸基本不变，细小不规则块状T(Al12CuMn2)相边缘钝化。随着Ce含量增加，Cu的扩散系数下降，T5热处理后尚未固溶的θ（Al2Cu）相数量增加，Al-5Cu-0.6Mn-xCe合金的力学性能先增大后减小，抗拉强度、屈服强度和伸长率在Ce含量为0.3%时达到最大值，T5态各值分别为306MPa、124MPa和7%，与铸态相比分别提高了54.5%、40.9%和40%。随着Mn含量增加，Al-5Cu-0.3Ce-yMn合金中T(Al12CuMn2)相数量增加，铸态合金的抗拉强度与屈服强度先增大后减小，T5态合金各项力学性能均随着Mn含量增加而减小。

• 增材制造TC4钛合金的力学性能及耐腐蚀性能研究

  蒋佩佩, 李颖, 陈维, 周立波, 李聪, 胡茜, 谭松波, 彭国文,

  采用选区激光熔化技术制备TC4钛合金试样，系统探究了激光功率（175～250 W）与扫描速度（900、1100mm/s）对材料致密度、微观组织、织构演化及综合性能的影响。结果表明，采用175 W、1100 mm/s工艺参数在实现高致密度（>99.8%）的同时，通过平衡熔池热输入与凝固过程，诱导形成细小均匀的α+β双相组织与弱各向异性织构。其α相0001基面织构强度适中，且1010与1120取向分布弥散，协同细晶强化与应力均匀化机制，使材料展现出优异的力学性能与耐腐蚀性。相比之下，高功率、低扫描速度组合（250 W,900 mm/s）因热输入过量导致α相强基面织构、晶粒粗化及微裂纹形成，致使其力学性能与高温抗氧化性显著劣化。工艺参数通过调控熔池凝固行为与β→α相变路径，直接影响织构强度与取向分布，进而决定材料的性能匹配。本研究为选区激光熔化成形高强高耐蚀TC4钛合金的工艺设计提供了理论与技术依据。

• 高强钢中残余奥氏体调控及其对力学性能的影响

  李植慎, 万欣, 耿伟, 宋新莉,

  高强钢被广泛应用于汽车与工程机械等领域，要求其具有高的强度和塑韧性。采用淬火与配分工艺调控马氏体高强钢中残余奥氏体体积分数，利用残余奥氏体的相变诱导塑性效应，以期获得高强韧性能的高强钢。采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和透射电镜（TEM）分析不同配分时间实验钢的微观结构与残余奥氏体含量，采用万能拉伸实验机测试实验钢的力学性能。结果表明，实验钢淬火后在350℃配分60～3600 s，显微组织主要由板条马氏体、块状马氏体和残余奥氏体组成，残余奥氏体主要以块状或薄膜状分布在马氏体板条间，宽度约为100 nm。随配分时间增加，残余奥氏体体积分数先增加后减少。当配分时间为600 s时，实验钢的残余奥氏体体积分数最高，为19.7%，在拉伸过程残余奥氏体发生诱导马氏体相变，获得最佳强塑性，其屈服强度为958 MPa，抗拉强度为1482 MPa，伸长率达到最大值15.5%。

• 5083铝合金超声振动辅助MIG焊工艺探究

  谢泽豪, 张聪毅, 徐宁, 李喜晨, 王鹏云,

  采用超声振动辅助MIG焊接方法，对4 mm厚5083铝合金板材进行仿真分析及工艺研究。针对该工艺方法，利用ANSYS Workbench有限元分析软件，构建超声辅助焊接模型和振动分析模型，对施加超声振动后的焊接熔池流动情况及母材受到超声振动作用后的谐振响应情况进行了仿真模拟分析。结果表明，施加振动后的熔池液固界面更为光滑和平坦，较大的液面范围也有利于气体的逸出。同时对超声振动辅助MIG焊进行了工艺探究，对接头宏观形貌、显微组织及拉伸性能进行分析。结果表明，施加了超声振动的接头气孔率及焊缝中心晶粒度相较于未施加振动的接头有明显的下降，抗拉强度能基本稳定在290 MPa以上，相较于指标要求有15 MPa的提高；断口由细小且密集的韧窝构成，具有良好的塑性特征；超声振动辅助焊缝性能得到强化的原因主要是由于晶粒的细化以及气孔率的下降。

• 金属塑性成形粘塑性数值流形法的研究

  李真卓, 章争荣,

  数值流形方法（NMM）是近代提出的一种新型数值计算方法，将包含有限覆盖系统的数值流形方法应用于粘塑性金属塑性成形过程模拟中，使用四节点矩形网格作为数学覆盖网格，分别取常量覆盖位移函数和完全一阶近似覆盖位移函数，采用罚函数法引入体积不变条件。推导出粘塑性数值流形方法基本求解公式，并分析了初始速度场的求解和摩擦边界条件的施加。最后使用MATLAB软件进行编程，并利用具体数值算例进行模拟，结果体现了数值流形法在金属塑性加工领域有着良好的应用前景。

• 电化学充氢时间和拉伸速率对L245钢氢脆敏感性的影响

  程俊, 宋卫臣, 邢金涛, 魏可嘉, 宏岩, 宋之皓, 何小东, 牛靖,

  通过不同拉伸速率下（2、0.02 mm/min）的电化学充氢拉伸试验，对比研究了L245管线钢的氢脆敏感性。采用了金相显微镜及扫描电镜（SEM）对L245管线钢微观组织和拉伸断口形貌进行了表征分析。结果表明：两种拉伸速率下，随着充氢时间的延长，充氢拉伸试样强度变化趋势相近，在断口上同样观察到了类似的形貌，所得氢敏感性指数相差较小。随着充氢时间的延长，2 mm/min拉伸速率下L245管线钢的氢敏感性呈上升趋势；在实验充氢电流密度15m A/cm2及24 h的充氢时间下，用2 mm/min拉伸速率来评价L245钢的氢脆敏感性具有一定的可行性。

• 钢在气相充氢条件下的氢致裂纹行为

  苏晨曦, 厉英, 李博,

  氢会使钢材产生白点、裂纹等氢致缺陷，严重降低材料的力学性质。采用气相充氢方法，在200～900℃温度下，分别对钢样保温1 h进行气相充氢实验，以试样表面首次出现氢致裂纹为条件，探究了3种不同成分钢样裂纹产生的临界温度，确定了其临界温度下的氢含量分别为1.98×10-6、2.34×10-6和2.65×10-6g·g-1，研究结果为现场钢材的质量控制及缓冷脱氢工艺制定提供理论支持。

• 7075铝合金MIG/FSW复合焊接头性能研究

  华杲, 刘骁, 李小平, 朱彬,

  采用MIG/FSW复合焊，使用ER5356焊丝进行3 mm厚7075铝合金对接焊，再对接头进行T6热处理（480℃/1 h+水淬+120℃/24 h）。通过光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）与能谱仪（EDS），结合室温拉伸、显微硬度，分析接头组织与力学性能。结果表明：MIG/FSW复合焊后，焊缝组织为细小的等轴晶，粗大、连续分布的晶界析出相由于搅动作用转变为细小、弥散分布，显微硬度升高，但由于搅拌摩擦焊后在MIG焊原母材位置产生新的搅拌摩擦焊热影响区，导致接头整体强度较MIG焊并没有明显提升。热处理后，热影响区大部分析出相溶入基体，达到固溶强化+时效强化效果，区域软化问题得到改善，接头抗拉强度可达345 MPa，断后伸长率为11.5%。

• 脉冲磁致振荡对SWRH82B硬线钢方坯及其盘条质量的影响

  汪浪, 黄雁, 潘祥飞, 范石伟, 徐智帅, 刘海宁, 李仁兴, 翟启杰,

  SWRH82B硬线钢在连铸生产过程中易产生严重的中心偏析并遗传至热轧盘条，形成心部马氏体，进而导致拉拔断裂。为改善铸坯中心偏析、提高产品质量，利用脉冲磁致振荡（简称PMO）技术对SWRH82B硬线钢连铸方坯进行均质化处理，提升了其铸坯及热轧盘条的微观组织均匀性。结果表明，经PMO处理后，SWRH82B铸坯中心等轴晶率由19.7%提升至26.0%，中心缩孔由1级降为0.5级，中心碳偏析指数由1.20降低至1.10，中心区域Cr、Mn元素偏析现象基本消除，盘条心部马氏体异常组织明显减小，由2.0～2.5级降为0～0.5级，有利于降低盘条断裂倾向。

• 300M钢表面激光制备Ni45/Cr3C2/MoS2耐磨自润滑涂层性能研究

  陈杰, 王鹏, 庞铭,

  通过激光熔覆技术在300M钢表面制备了两种不同Cr3C2含量的Ni45/Cr3C2/镍包MoS2复合熔覆层。结果表明：随着Cr3C2含量的增加，熔覆层中的晶间CrxCy组织由细小球状棒状颗粒转变为长条状结构。由于硬质相颗粒的上浮、晶粒细化及晶间二次相CrxCy的生成，6%Cr3C2熔覆层的表层硬度为511 HV0.5，平均硬度为520.43 HV0.5;9%Cr3C2熔覆层的表层硬度为633 HV0.5，平均硬度为599.42 HV0.5。与300M钢基体相比，两种复合熔覆层的硬度均提高了370 HV0.5以上。由于Mo S2、CrxSy、Ni S等硫化物与部分分解的Cr3C2颗粒及二次生成的CrxCy硬质相颗粒的协同作用，6%Cr3C2熔覆层的平均摩擦系数为0.39736,9%Cr3C2熔覆层的平均摩擦系数为0.34104。在室温条件下，6%Cr3C2熔覆层的磨损率为1.41388×10-5mm3/（N·m），略高于9%Cr3C2熔覆层的磨损率1.19249×10-5mm3/（N·m）。两种熔覆层的主要磨损机制为轻微的磨粒磨损和氧化磨损。

• 超音速火焰喷涂CuNiIn涂层的工艺优化及性能研究

  华程, 易吉豪, 帅仕祥, 刘瑾怡, 杨屹, 刘洪, 廖文龙, 雷勇,

  为了实现超音速火焰喷涂CuNiIn涂层的工艺参数的优化，在TC21钛合金表面制备性能优异的CuNiIn涂层。采用四因素三水平正交试验系统，全面地研究了氧气流量、煤油流量、送粉转速以及喷涂距离对喷涂温度、涂层硬度、喷涂残余应力以及涂层结合强度的影响，分析得出了基于喷涂温度、喷涂残余应力以及涂层结合强度的最优的工艺参数。同时对涂层界面污染物及铜镍铟（CuNiIn）涂层抗磨擦磨损性能进行了测试与研究。结果表明：这些关键参数通过改变粉末的喷涂温度以及喷涂速度，影响粉末的沉积质量以及涂层的应力状态，进而影响涂层最终性能。其中，煤油流量为影响涂层温度的主要因素；送粉量为影响涂层残余应力的主要因素；氧气流量、送粉转速以及喷涂距离为影响涂层结合强度的主要影响因素。涂层界面污染物主要来源于吹砂过程中砂粒破碎嵌入基体所形成的残留物，同喷涂过程无直接关系。相同试验条件下，喷涂有CuNiIn涂层的TC21试样的磨损率仅为未喷涂的1/1000。采用优化的参数（氧气流量：1850SCFH；煤油流量：6.0GPH；送粉转速：4.5r/min；喷涂距离：330mm）制备的CuNiIn涂层表现出优良的性能：涂层组织致密，涂层界面几乎无污染，具有同基体结合良好、抗微动磨损性能优良的特点。

• 45钢表面激光熔覆Ni60高温合金涂层的无裂纹工艺研究

  韩飞燕, 康关军, 冯娟, 和永岗, 刘丽兰, 朱梓萌, 豆卫涛,

  为了探究精锻机夹头滑套表面激光熔覆Ni60镍基合金的工艺参数与涂层形貌及组织之间的关系，采用三因素四水平正交试验方法，系统研究激光功率、扫描速度和送粉速率对45钢基体表面熔覆层几何形貌的影响规律。通过极差分析确定影响熔覆层裂纹形成的主要因素，并以熔高和显微硬度作为综合评价指标，对工艺参数进行优化。结果表明：当激光功率为1800 W、扫描速度为3 mm/s、送粉速率为0.3 r/min时，熔覆层综合质量评价分数最高，为最优工艺组合。对最优参数下制备的涂层进行显微组织观察，发现涂层与基体结合良好，组织致密，组织主要由一次枝晶、二次枝晶和细小等轴晶组成。

• 叶片不平衡载荷对塔筒螺栓疲劳性能的影响

  游文杰, 刘哲锋, 王真真,

  针对2 MW直驱式风力机，依据叶素动量理论研究探讨不同风速湍流风作用下风力机塔筒载荷和塔筒螺栓应力的变化规律，探究了叶片不平衡载荷对风机塔筒螺栓载荷-应力响应，并以该风机一年的SCADA数据为基础，深入分析叶片不平衡载荷对塔筒螺栓疲劳损伤分布影响的规律。结果表明，相对φb=0°叶片平衡状态下，该风力机塔筒底部以上10 m的塔筒截面上100个高强度螺栓中，E位置的高强度螺栓的疲劳损伤最大，20年疲劳累积损伤值为0.577；当叶片不平衡度φb=-4°和φb=4°时，E位置高强度螺栓的疲劳累积损伤值分别为0.649和0.676，在叶片不平衡下E位置高强度螺栓的疲劳损伤比例分别增长了12.48%和17.16%，表明了叶片不平衡载荷会增加风力机塔筒螺栓疲劳损伤，降低风力发电机的安全性。

• 飞秒激光制备铝板表面的超吸水-超吸光性能分析

  高亮, 龚祖业, 冯士洁, 李承睿, 陈子昊, 贾德强, 乔军, 朱晶,

  兼具超吸水和超吸光性能的铝板可在太阳能的作用下净化海水或污水。利用飞秒激光扫描铝板表面，通过调控扫描速度改变激光器输出的能量剂量，从而制备出不同尺寸的微米级沟槽结构，并测量不同沟槽尺寸的吸水和吸光性能，探究其超吸水和超吸光机理。结果表明，所制备的沟槽结构使表面呈现反重力的超吸水能力和较强的超吸光能力，在6.272 mm/s的扫描速度下，沟槽的宽度、深度和均匀性得到优化，铝板表面呈现最高的吸水速率13.6 mm/s，光吸收率均超过91%，并对紫外光具有最好的光吸收率94.7%。超吸水是由于沟槽表面附着大量纳米粒子，使表面毛细作用增强。超吸光是由于沟槽表面的谷脊结构使入射光不断反射而被吸收，从而提高铝板对太阳光的宽带吸收性能。EDS结果表明：铝板沟槽的边缘位置氧元素与碳元素的含量高于脊部中间位置，而铝元素的含量则相对较低，这是因为其边缘更靠近激光烧蚀区域，从而氧化反应更为剧烈。

• 基于向量自回归算法的锌熔池铁渣含量预测研究

  成蒙, 王平, 唐成龙,

  薄带钢在热镀锌工艺中不可避免会产生锌渣。锌渣中铁渣的含量占比大约为5%。锌渣中铁含量的增加，更容易产生底渣，底渣沉积在锌锅内不易清除，还会给锌渣中锌资源回收利用带来很大的困难。采用向量自回归算法，选取了锌液温度、带钢速度、总铝含量这3个工艺变量，来建立铁渣含量的预测模型。结果表明：在实际生产中，应用该模型对未来15 min内铁渣含量进行预测是可行的。通过对这3个工艺参数的调整，可有效减少铁渣的生成。

• 基于增材制造技术的装备智能化维修保障体系研究

  赵绪川, 李媛媛, 张庆双, 仙光,

  具有智能化特征的信息化战争背景下，装备维修保障能力是影响部队作战能力的重要因素，是维持战斗力的关键。着眼未来智能化作战要求，以装备维修保障需求为牵引，提出了基于增材制造技术的装备智能化维修保障体系组成及架构，明确了基于增材制造技术的装备智能化维修保障具体流程，旨在为装备智能化维修保障提供技术支撑，以提升保障质效与综合能力。

• 微控轧关键工艺参数对焊缝残余应力的影响规律研究

  李云, 刘学婧, 邢宇, 梁军, 刘福广, 成小乐,

  以X80管线钢板为实验母材，首先使用ANSYS有限元软件对仿真模型开展MAG与MAG-MCRW两种焊接工艺的瞬态分析，对比二者焊缝残余应力的分布情况；然后，为了验证有限元模型，开展MAG与MAG-MCRW两种工艺的焊接实验，借助X射线衍射仪测量焊缝残余应力，对比两种焊接工艺的残余应力和焊接变形；最后，为了进一步探究MAG-MCRW关键工艺参数对焊缝残余应力的影响，利用数值模拟方法分别对控轧压力、控轧温度以及控轧频率进行计算。结果表明：微控轧焊接工艺可以改变应力状态并有效抑制或降低焊接变形的产生，并得出针对本次实验的最佳控轧参数为控轧压力0.5 MPa、控轧温度800～1050℃、控轧频率70～100 Hz。

• 大口径厚壁HT700P铁镍基高温合金无缝管挤压数值模拟及试制

  刘海江, 周仲成, 涂明金, 刘艳春, 秦瑞廷, 王燕玲, 刘鹏飞, 衡艳红,

  开展了大口径厚壁HT700P铁镍基高温合金无缝管的挤压工艺数值模拟分析，并进行了试制。采用Gleeble-3500试验机测试HT700P铁镍基高温合金的高温流变应力曲线，在Deform软件中输入HT700P铁镍基高温合金的高温流变应力数据，建立了挤压数值模拟模型，对不同加热温度的挤压载荷力进行分析。模拟结果表明，当坯料加热温度为1170℃时，挤压载荷力不大于3.45万吨。结合数值模拟结果，选择1170℃为坯料加热温度，使用3.6万吨垂直挤压机完成1支材质为HT700P、规格尺寸为φ559 mm×80 mm×L(L≥3000 mm)的大口径厚壁无缝管挤压试制，一次性试制成功，实际挤压过程的最大载荷力为3.25万吨，管件产品内外表面光滑，无目视缺陷，为后续批量制造提供了基础技术支撑。

• 2Cr13钢表面激光熔覆Fe基合金涂层工艺参数优化与摩擦磨损性能研究

  龙海洋, 张宵, 马占山, 史海江, 刘泽宇, 余烁, 徐鑫, 燕学辉, 王新,

  为了应对叶片表面的磨损问题，利用激光熔覆技术在2Cr13钢基板表面熔覆Fe基合金涂层。基于正交试验数据，利用极差分析研究了工艺参数对涂层成形尺寸的影响规律。分析了最佳工艺参数下涂层的界面组织特征及耐磨性能的分析。结果表明：Fe基合金涂层熔覆实验的最佳工艺参数为激光功率1800 W，扫描速度4 mm/s，送粉速率22g/min；涂层成形质量较好，与基体形成了良好的冶金结合。涂层中物相主要为α-Fe、Fe-Cr固溶体与Fe-Ni固溶体，涂层的平均显微硬度为572.61 HV0.2，相比基体平均显微硬度提升了2.09倍，表面摩擦系数为0.7096，相比基体摩擦系数降低了29.88%。

• RE对抗CO2腐蚀1Cr钢组织及力学响应的影响

  张玉玲, 王奎, 邓叙燕, 肖旭, 田青超,

  为研究稀土RE对抗二氧化碳腐蚀1Cr钢力学响应的影响，使用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对材料微观组织进行观察，分别使用万能电子试验机及Zwick/Roell HTM5020试验机对材料力学性能进行准静态和动态拉伸检测。结果表明：RE的加入会减小轧态组织中珠光体片间距，使得调质态组织析出相较多且存在超细珠光体，从而使得应变硬化指数降低而伸长率增大。使用Cowper-Symonds本构模型对材料动态响应进行拟合后发现，加入RE后模型参数D和p值均增加，和应变硬化指数负相关。研究结果对油气田套管井下服役环境下的管柱设计和选材具有参考价值。

• 铝含量对铸造新型高铝耐热钢组织和力学性能的影响

  余海存, 姜昊成, 金静, 张有祥, 喇培清,

  基于Incoloy 800H高温合金，设计制备了3种不同铝含量（2.96wt%、4.16wt%和5.14wt%）的新型耐热钢。采用XRD、OM、SEM、EDS和EPMA等对其组织和性能进行了研究，通过室温拉伸试验探究了铝含量对其室温拉伸性能的影响机制。结果表明：耐热钢铸造组织由奥氏体基体和网状析出物组成。在含铝2.96wt%的铸造试样中，网状析出物为NiAl相和富含钛、铬元素的M7C3型碳化物；在含铝4.16wt%和5.14wt%的铸造样品中，网状析出物为Ni Al相。随着铝含量的增加，枝晶界脆性的NiAl相析出量增加，铸态耐热钢的硬度和抗拉强度逐渐提高，而伸长率下降。含铝5.14wt%的样品的极限抗拉强度最高，达到819.28 MPa，但伸长率降至14.52%。800℃时随Al含量增加，强度和伸长率均先增加后减小。

• 焊接参数对镀锌板低功率激光-MIG复合焊电弧行为的影响

  王佳才, 毕研华, 郑天泽, 周方明,

  镀锌板MIG焊接时镀锌层的大量蒸发会降低电弧的稳定性并增加焊缝缺陷，恶化其使用性能和寿命。为了解决此问题，搭建低功率激光诱导MIG电弧复合焊接系统，使用CuSi3焊丝作为填充材料，对镀锌板了进行搭接焊。研究了加入激光前后的电弧行为，确定了复合焊最优参数。结果表明：采用单独MIG电弧焊接时，大量锌蒸汽从电弧底部向外喷发，导致电弧边缘上翘，降低电弧稳定性；复合焊接时电弧呈“倒喇叭”状，形状完整无边缘上翘现象，电弧十分稳定；光丝间距Dlw介于1.0～2.0 mm、激光功率P>100 W时，激光功率越大，电弧越稳定。本研究对镀锌板的高质量焊接的发展及理论丰富具有重要意义。

• EH40高强钢焊接接头组织及低温疲劳性能

  王超逸, 张宁, 孙美慧, 高珍鹏, 刘晓, 蒋建博,

  EH40高强钢是未来极地船舶建造的重要基础材料之一。为了研究EH40高强钢及其焊接接头在低温环境下的疲劳性能，使用埋弧焊（SAW）工艺对控制控冷工艺（TMCP）生产的EH40级别高强度钢板进行了焊接，分析了焊接接头的组织与力学性能，进一步利用疲劳试验机测试了母材与焊接接头的低温疲劳性能。结果表明，采用TMCP工艺生产的EH40钢的金相组织以先共析铁素体（PF）+粒状贝氏体为主，而焊接后，热影响粗晶区组织以贝氏体B为主，细晶区的组织以先共析铁素体为主。与室温拉伸结果相比较，在0℃及-20℃低温环境下，母材及焊接接头的强度都升高。随着温度的降低，母材及焊接接头的疲劳S-N曲线也上移，说明材料在低温环境下的疲劳性能优于常温环境。疲劳断口分析表明：疲劳裂纹源主要从表面萌生。随着循环周次的增加，金属材料内部的位错密度增加，疲劳载荷造成了材料内部位错的增殖，晶界位置易形成位错塞积，成为潜在的裂纹源。

• 铜表面WC/Ni60A耐磨熔覆层的组织与性能研究

  范应忙, 罗薇, 章超, 陈守东, 白丹,

  为了提高铜表面的抗磨损性能，利用等离子熔覆技术在其表面制备了15wt%WC/Ni60A复合涂层，系统研究了涂层的微观结构、显微硬度、高温耐磨性以及传热特性。结果表明：等离子熔覆方法制备的WC/Ni60A复合涂层光滑平整，没有裂纹缺陷，能够与铜基体形成扩散冶金结合。涂层中形成了大量WC、Cr B、Cr23C6等陶瓷增强相，并弥散分布在γ-（Cu, Fe, Ni）固溶体中，致使其平均显微硬度是纯铜的12倍。此外，复合涂层在600℃下的耐磨性比纯铜在300℃下的耐磨性还要高出约4倍，这得益于其较强的抗氧化性和抗塑性变形能力。温度场模拟结果表明，铜表面熔覆WC/Ni60A涂层后，表面工作温度有所上升，但仍在涂层保持良好耐磨性的温度范围内。此研究结果可为冶金铜部件的表面强化提供理论指导。

• Al-Ni体系NiAl-Ni3Al复合材料的燃烧合成机理

  张立, 武美玲, 陶洪亮, 侯晨, 肖国庆, 段锋, 丁冬海,

  采用燃烧波前沿淬熄法对Al-Ni体系燃烧合成Ni Al-Ni3Al复合材料的合成机理进行了研究。淬熄试样中的微观形貌演变和相组成被分别用场发射扫描电镜（FESEM）结合能谱分析（EDS）和X射线衍射分析（XRD）进行表征。结果表明：燃烧合成反应起始于Al颗粒的熔化，液相Al与固相Ni通过相互扩散和熔解生成NiAl3，并释放出大量热量；NiAl3与Ni反应生成Ni2Al3，该反应释放的热量使Ni2Al3熔化，并与Ni生成高熔点的Ni Al，部分Ni Al与Ni进一步反应生成Ni3Al；当Ni-Al熔液饱和时，Ni Al和Ni3Al从中析出，析出的晶粒在反应的高温作用及液相包覆状态下不断拼接生长，最终形成主相为Ni3Al和Ni Al的基体组织。此燃烧合成机理为熔解-扩散-析出机制。

• 滚压深度对35Cr2Ni4MoA螺栓疲劳性能的影响

  王梓悦, 朱祥龙, 康仁科, 刘宏伟, 岳美茹, 屈新河,

  对螺纹牙底进行滚压强化加工可提高螺栓疲劳强度，滚压参数直接影响疲劳强度的提升效果。为探索不同滚压深度对螺栓疲劳强度的影响，对螺纹牙底进行滚压强化。通过拉伸疲劳试验、断口分析、表面形貌分析及表面粗糙度分析等手段，开展不同滚压深度对35Cr2Ni4MoA螺栓抗疲劳性能影响研究。结果表明：螺栓疲劳强度随滚压深度的增加先增大后减小，滚压深度为0.08 mm时提升效果最佳，较未滚压螺栓提升31.57%，表面粗糙度仅为0.414μm。该研究对制定合理滚压参数具有指导意义，为螺栓抗疲劳制造提供了工艺支撑。

• 模拟火灾对QP980/DP590激光焊接接头组织及性能变化

  笪仲钟, 亓海全, 李文通, 万宇, 王为民, 李欣欣, 谢盈盈, 姚小凤,

  采用QP980/DP590激光焊接拼焊板进行试验，通过热处理方式设定不同的加热温度、冷却方式和保温时间来模拟汽车火灾过程，探究异种汽车结构钢激光焊接接头在受火后显微组织及力学性能变化。结果表明，在100～400℃受热后，显微组织无明显变化，伸长率略有上升，在400℃时升至15%，已超原始试样的14%；在500～700℃受热后，马氏体转变为回火马氏体，强度和显微硬度降低，在700℃时屈服强度已降至318 MPa，伸长率随温度的升高持续上升至21%。在800～1000℃受热后，冷却方式对显微组织和力学性能影响显著，水冷后马氏体体积分数剧增，接头强度和硬度显著提高，在900℃时抗拉强度高达1105 MPa，增幅达85%，但伸长率骤降，1000℃时仅4%；空冷后生成贝氏体，随受热温度升高，晶粒发生不同程度长大，试验钢强度和硬度降低。QP980/DP590激光焊接拼焊板在100～400℃受热后仍能维持原有水平，在500～1000℃受热后，综合力学性能均呈下降趋势，这将造成车辆结构件提前断裂失效，从而导致车辆服役安全性下降。

• 激光冲击强化导管焊接接头残余应力研究

  冯志杰, 郭志鸿, 闫五柱,

  导管焊接接头在焊缝处会产生有害的残余拉应力，显著降低导管焊接接头的疲劳寿命。为了提高焊接接头疲劳寿命，一般采用动态冲击方法对焊接区表面改性，调整残余应力大小和分布。针对某型火箭发动机煤油一级泵出口导管的焊接区域，采用双椭球热源模型模拟焊接热源，采用生死单元法模拟焊缝的形成，得到导管焊接区残余应力分布。接着采用激光冲击强化技术对焊接区域进行表面强化，通过有限元数值模拟对焊接导管激光冲击强化前后的残余应力和变形进行了研究。研究发现激光冲击强化后，焊接导管表面大部分区域残余拉应力大幅减小，局部区域甚至转变为有益的残余压应力，有望显著提高导管焊接接头疲劳寿命。

• 高强韧15Cr不锈钢H2S和CO2腐蚀行为研究

  谷林, 邢希金, 吕祥鸿, 刘艳明, 段梦兰, 安晨, 涂运冲,

  通过硫化物应力开裂（SSC）、应力腐蚀开裂（SCC）试验、高温高压失重腐蚀模拟试验以及原位电化学测试，研究了抗硫型高强韧15Cr不锈钢在H2S和CO2生产工况环境中的腐蚀行为。结果表明：在NACE TM0177标准条件下（B溶液）和模拟工况条件下（90℃，3 MPa CO2,2 kPa H2S），高强韧15Cr不锈钢的SSC和SCC敏感性较低，展现出优异的抗硫化氢应力腐蚀开裂性能。在超高温、超高CO2和低H2S分压条件下，高强韧15Cr表现出良好的抗均匀腐蚀和局部腐蚀性能。相较于CO2和H2S分压，温度对腐蚀速率的影响程度更显著，其适用温度可达220℃（均匀腐蚀速率为0.09 mm/a，无明显点蚀）。在模拟工况条件下，高强韧15Cr表面形成p-n型双极性钝化膜，相比于超级13Cr，具有较低的掺杂浓度(NA=7.95×1022cm-3,ND=1.87×1022cm-3)、较高的点蚀保护电位（Ep=-148 mV）和极化电阻（Rp=6048.69Ω·cm2），耐蚀性更高。本研究成果为高强韧15Cr不锈钢在H2S和CO2环境中使用提供了理论依据。

• 15Cr14Co12Mo5Ni渗碳齿轮钢的热处理工艺研究

  王春雷, 周飞, 杨成,

  齿轮齿面渗碳处理可以显著增加齿部强度，进而提高齿轮承受载荷，提升齿轮使用寿命。通过分析15Cr14-Co12Mo5Ni渗碳齿轮钢的材料特点，采用低压真空渗碳油淬设备对其进行渗碳热处理，对渗碳工艺及参数、淬火工艺及参数进行系统试验，并对渗碳热处理后的渗碳层深度、显微硬度、力学性能和显微组织进行检测分析。通过参数优化，解决炭黑、硬度软点带、淬火裂纹、组织粗大及残余奥氏体等问题。结果表明：使用低压真空渗碳油淬设备，适当增大渗碳过程的乙炔流量能够解决炭黑问题；室温油冷淬火且配合阶段升温方式进行预热，淬火裂纹可以得到有效控制；通过提高渗碳温度、缩短渗碳时间、增加渗碳脉冲步骤及扩散时间，可消除渗层组织的粗大碳化物；通过降低淬火温度复淬，可促进残余奥氏体向马氏体转变，解决渗层组织与心部组织之间的“软点带”问题。