热加工工艺杂志

热加工工艺杂志2026年第5期

• 搅拌摩擦增材制造技术研究进展与展望

  杜禧悦, 常小芳, 刘长军, 吴小翠,

  为系统梳理搅拌摩擦增材制造（friction stir additive manufacturing，FSAM）的研究进展、技术瓶颈及发展前景，采用文献计量学方法，使用VOSviewer可视化工具对Web of Science数据库进行了计量学分析。FSAM作为大型轻质合金构件成形的固相增材技术，已在全球先进制造领域引发广泛关注。本文系统归纳总结了FSAM技术及其相关工艺机理的国内外研究进展，将常见的FSAM分为基于薄板叠加的搅拌摩擦增材制造和搅拌摩擦沉积增材制造两类，并对两类典型FSAM技术的特征及其工艺优缺点进行了对比分析。系统综述了FSAM的技术原理、工艺参数、材料体系、微观组织演变及力学性能，重点分析了该技术在金属材料加工方面的国内外研究与应用现状，最后指出深入理解增材工艺内在机理、拓展新材料应用、开发外场辅助工艺改型以及利用人工智能进行工艺优化是未来该领域研究的重点方向。

• 刀剪用马氏体不锈钢的研究现状与发展趋势

  陈富海, 燕仲沅, 吴嘉仪, 胡克, 熊钊颋, 师文庆,

  本文系统梳理了刀剪用马氏体不锈钢的钢材牌号、材料成分及热处理工艺。针对刀剪工具对切割性能、防腐性能的核心需求，综述了近年来通过优化热处理工艺、控制碳化物形态、开发高氮马氏体不锈钢和应用表面处理技术等手段来提升材料综合性能的研究进展。同时，总结了马氏体不锈钢的抗菌功能化改性方法。最后，展望了刀剪用马氏体不锈钢的发展趋势，提出有价值的探索方向。

• 铝合金Arc-DED提质增效工艺方法的研究进展

  李恩, 强伟, 赵国仙, 路永新, 王世清, 李霄, 路浩,

  电弧定向能量沉积（arc-based directed energy deposition,Arc-DED）技术在铝合金结构制造领域的地位日益凸显，具备独特优势与应用潜力。然而，由于铝合金的自身理化特性，热沉积过程极易产生氧化、变形、气孔等问题。同时，沉积过程的热量累积效应，可进一步增加沉积结构出现裂纹、形状塌陷和残余应力等问题的概率，严重制约了铝合金Arc-DED制造质量与生产效率的提升，极大限制了铝合金Arc-DED结构在相关工业领域的推广应用。围绕现代工业对铝合金Arc-DED提质增效提出的更高要求，从沉积过程的前、中、后三方面综述了优化能量输入、添加变质剂、引入辅助能场以及热处理等重要技术手段，分析了各类方法的优缺点和适用范围，并探讨了铝合金Arc-DED技术的未来发展方向，为平衡铝合金高性能构件生产制造的质效矛盾、推动铝合金Arc-DED技术高速发展提供了重要的理论指引与实践参考。

• 可控热膨胀Al-Si合金的研究进展

  郑维刚, 范琦睿, 杨长龙, 李冠华, 周榆晓,

  低热膨胀系数和高热导率是热管理材料的主要性能需求。过共晶Al-Si合金不仅可调整热膨胀系数，还具有较低密度和高热导率，在电子电工领域成为潜在的热管理用材。然而，该系材料机械加工能力较差，采用传统加工方法难以制备复杂形状的Al-Si合金零件。如何改善该材料的加工性能、制备高质量的构件成为了研究热点。本文主要综述了可控热膨胀Al-Si合金在合金设计，液相法、喷射法和粉末冶金法等制备方法方面的研究进展，针对Al-Si合金的制备和加工难题，介绍了可控热膨胀Al-Si合金的搅拌摩擦加工、增材制造技术的最新进展。

• 冷喷涂制备铝基复合涂层研究现状

  卢权光, 马佳艳, 褚欣, 谢迎春, 龙雨,

  陶瓷颗粒增强铝基复合涂层具有低密度、高强度、高刚度以及良好的耐磨性能等优点，在航天航空和汽车工业领域被广泛应用。冷喷涂可以避免材料熔化引起的氧化和相变问题，还具有沉积效率高、孔隙低、结合强度高等优点，在铝基复合涂层制备领域应用前景广阔。对冷喷涂技术制备铝基复合涂层的研究现状进行归纳和总结，介绍了不同方法制备铝基复合粉末在喷涂过程中的沉积原理，围绕常用的Al2O3、SiC、B4C、TiN和其它增强颗粒铝基复合涂层，分析了冷喷涂沉积铝基复合涂层的微观结构和性能，同时阐述了热处理对铝基复合涂层性能的影响规律。最后，对潜在的铝基复合涂层性能优化方法进行了展望。

• 双相高熵合金的研究进展

  江迪, 张树玲, 武帅政, 黄腾龙, 马兴华, 郭峰,

  高熵合金因其独特的组织结构和性能引起了广泛关注，但单相固溶体结构的高熵合金很难兼具高强度和良好塑性的综合性能。双相高熵合金由于不同相结构的力学优势及变形过程中相之间的相互作用，有望实现高强度和良好塑性的综合力学性能，目前已成为高熵合金研究领域的一大热点。概述了双相高熵合金的成分设计准则，列举了共晶型、非晶型、析出强化型以及亚稳态型等四种常见双相高熵合金的组织结构和性能特点，总结了元素变化及热处理工艺对双相高熵合金的组织和性能的影响，并展望了双相高熵合金的发展趋势。

• 激光增材制造金属基复合材料工艺研究进展

  郭成波, 邢伟越, 郭艳玲, 李健,

  金属基复合材料因其优异的力学性能和化学耐腐蚀性，在航空航天、汽车制造、电子工业等领域具有广泛的应用前景。激光增材制造技术的快速发展为制备金属基复合材料开辟出一条新路径。本文综述了激光增材制造技术在金属基复合材料加工成形领域的应用，包括技术原理、关键要素及典型材料的研究进展。首先，详细阐述选区激光烧结、选区激光熔化和激光金属沉积三种技术的工作原理、优势及局限；其次，重点分析粉末类型、粉末特性和增强体等影响金属基复合材料制备的关键要素；最后，系统分析激光增材制造技术在典型金属基复合材料成形方面的研究进展，并对未来研究方向进行展望。

• 镍基耐蚀合金热变形行为研究进展

  张晓慢, 刘煜, 马天军, 王俊,

  镍基耐蚀合金因其优异的综合性能而被广泛应用于核电、海洋工程以及航空航天等领域。由于变形抗力高、合金元素复杂，镍基耐蚀合金加工对设备要求高，热加工窗口窄，变形过程中极易出现粗晶、混晶和裂纹等不利情况，影响材料的服役性能。通过建立本构模型、动态再结晶模型和热加工图，将热变形工艺参数对显微组织演变的影响进行定量化和可视化分析，有助于优化镍基耐蚀合金的热加工工艺，提高其成形性能和产品质量。本文阐述了不同体系镍基耐蚀合金的成分特性与应用，着重总结了镍基耐蚀合金热变形流变应力特征和组织演变规律方面的研究进展，以期为镍基耐蚀合金的工艺优化和性能提升提供理论支撑。

• 热处理工艺对TC11钛合金显微组织演变及硬度的影响研究

  刘朝旭, 刘延辉, 王淼, 李昊, 李新宇,

  为优化TC11钛合金的热处理工艺，进行了不同工艺参数的固溶处理和固溶时效处理试验，研究固溶温度和冷却方式（空冷、炉冷）对其显微组织和硬度的影响规律。结果表明：固溶温度主导TC11合金的初生等轴α相含量，随着温度从940℃升至980℃，α相体积分数从69.8%降至37.3%；固溶冷却方式调控β转变组织形貌，空冷形成致密的片层状α组织，炉冷生成排列紧密且粗大的α相。硬度受固溶工艺协同作用显著，时效参数（530～800）℃×（1～24）h对TC11合金性能影响有限。980℃×1 h固溶+空冷、530℃×6 h时效+空冷时，TC11硬度最高，达到472.43 HV，较原始态提升23.1%；相同固溶温度下空冷工艺的硬度较炉冷的高。通过精准控制固溶温度与冷却方式可有效协调等轴α相含量与β转变组织形貌，为钛合金的性能优化提供新思路。

• 镍基精密电阻合金热变形行为及热加工图研究

  曹世举, 李登云, 周峰, 朱凯, 姚力, 徐韬, 章江铭, 魏海根, 张真,

  采用热模拟技术对镍基精密电阻合金进行热压缩实验，系统的研究了合金在变形参数800～1100℃、0.01 ～10 s-1下的热变形行为。依据热压缩实验数据，绘制并分析合金流变应力曲线，考虑绝热温升效应并对其进行修正，基于修正后的流变应力曲线构建合金的本构方程。依托动态材料模型，建立了合金的热加工图，结合不同变形参数下的显微组织特征，分析组织演变规律。结果表明：合金流变应力曲线呈现典型的动态再结晶特征；高应变速率引起的绝热温升效应经修正后流变应力得到明显的提升；合金在800～1100℃温度范围内热变形激活能为332.315 kJ·mol-1；通过分析合金的热加工图并结合对应区域的显微组织观察，得到合金的热加工工艺参数为1060～1100℃、0.01～0.06 s-1。

• 冷却方式对Zn-11Al-3Mg-0.2Si-xTi合金组织及耐蚀性的影响

  韩慧, 涂浩, 朱翔鹰, 刘亚, 吴长军, 彭浩平,

  采用钢模冷却、铜模冷却和铜模+水冷3种冷却方式制备Zn-11Al-3Mg-0.2Si-xTi（x=0wt%、0.09wt%）合金，采用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）、中性盐雾实验、电化学试验，研究了冷却方式对Zn-11Al-3Mg-0.2Si-xTi合金组织及耐蚀性的影响。结果表明：合金化和冷却速度对Zn-11Al-3Mg-0.2Si合金组织和性能具有重要影响。Zn-11Al-3Mg-0.2Si合金由α-Al、η-Zn、共晶MgZn2、Zn/Al/MgZn2（Mg2c）三元共晶组成。Ti的加入及冷却速度的提高均可有效抑制Mg2Zn11的生长。铜模＋水冷条件下获得的Zn-11Al-3Mg-0.2Si-0.09Ti合金中α-Al枝晶细化，形核量增多，共晶MgZn2相尺寸减小，改善了合金中的离异共晶组织，Zn/Al/MgZn2三元共晶含量增加，Mg2Zn11相消失，此时合金的耐蚀性能最好。

• 电沉积工艺参数对Fe-Co-Ni三元合金电极析氢催化性能的影响

  刘园, 李红英, 张雨彤, 邢晨鑫, 崔国凯, 李发闯,

  氢气作为一种清洁能源，在构建清洁低碳能源体系中扮演着至关重要的角色。尽管碱性电解水制氢技术在我国得到了广泛应用，但其能耗较高的问题亟待解决。为了提升水分解效率，迫切需要开发出低成本且高效的电催化剂，用于促进氢析出反应。研究采用恒流电沉积法在黄铜基底上制备Fe-Co-Ni三元合金电极，通过线性扫描伏安测试、循环伏安测试、EIS交流阻抗测试、塔菲尔Tafel曲线、X射线荧光光谱（XRF）等研究了工艺参数对镀层析氢性能的影响。实验表明：不同工艺参数对Fe-Co-Ni合金电极析氢性能影响较大，其析氢性能随着沉积温度的升高而升高，随着电解质中Fe2+、Co2+、Ni2+总离子浓度不断提高而减弱，在沉积温度45℃，金属离子总浓度为0.054 mol/L，析氢过电位仅为0.212 V，Tafel斜率为110 mV·dec-1，显示出更好的析氢催化活性。

• 聚脲涂层-钢板复合结构抗低速冲击试验及仿真研究

  王立, 何佳豪, 周强, 温喜梅, 孙晓旺, 王洪亮, 王显会, 韩维建,

  为研究聚脲背涂厚度对车身钢板抗冲击性能的影响，对4种不同喷涂厚度的聚脲-钢板复合结构及钢板结构进行能量为100 J的低速落锤冲击试验，并利用LS-DYNA仿真软件对各试验工况进行数值模拟，仿真结果均在工程误差范围之内，试验结果与仿真结果表现出一致性，同时还对比复合结构与相同面密度的纯钢板的抗落锤冲击能力。在此基础上进一步研究涂层厚度对背涂结构抗冲击性能的影响规律。结果表明：相对于无喷涂结构，背面喷涂结构具有更优的抗冲击性能；等钢板厚度条件下，增加涂层厚度能有效提升结构刚度，但提升程度随着聚脲-钢板厚度比的增加而不断降低;等面密度条件下，涂层结构相对纯钢板结构呈现更优的抗冲击潜力；等钢板厚度条件下，聚脲-钢板结构的比吸能随聚脲-钢板厚度比增加同样呈现出先增加后减少的趋势，存在最优厚度比。

• Al中间层对镁/镀锌钢电阻点焊接头组织与性能的影响

  周杨, 蒋德平, 李昭禹, 李红菊, 姚宗湘, 李明珠, 王刚, 尹立孟,

  采用涂敷的方式添加纯Al粉作为中间层对AZ31B镁合金和HC260YD镀锌钢进行电阻点焊，研究添加Al粉对镁/钢点焊接头微观组织和力学性能的影响。结果表明：镁/钢点焊接头具有熔-钎焊的特点，焊缝成形良好，焊缝主要由镁侧熔核区和镁/钢界面区组成。熔核区主要为α-Mg固溶体；界面区主要由Fe-Al的金属间化合物（IMC）层组成，这是接头薄弱的区域。添加Al粉后，靠近镁侧形成熔核区，靠近钢侧界面处形成Fe-Al化合物层，增加了界面层厚度，界面区域平均显微硬度为90.30 HV，接头拉剪力为4130 N，相对无添加的镁/镀锌钢点焊接头而言，显微硬度和拉剪力分别提高了25.6%和7%。这主要是Al粉促进了Fe-Al金属间化合物生长，适当厚度的IMC层会提高镁/钢接头的力学性能。

• 超大厚度TC4-DT钛合金电子束焊接工艺及组织性能研究

  刘永强, 庄明祥, 章文亮, 王维贤, 张颖云, 龙健,

  采用4因素4水平的正交实验研究了130 mm厚损伤容限型钛合金TC4-DT的电子束焊接工艺，找到了接头横截面成形较好的工艺参数。分析了不同焊接参数对焊缝熔深影响的显著程度。结果发现，加速电压对接头的焊缝熔深影响的程度最大，而束流强度对焊缝熔深的影响程度最小。采用正交实验中最佳的工艺参数进行焊接，然后对该参数下的电子束焊接头进行分层显微组织和力学性能比较，其中距工件上表面15～35 mm区域为第一层，55～75 mm区域为第二层，95～115 mm区域为第三层。结果发现：接头各层各区域组织差异较小，其中第一层焊缝区的针状马氏体α'相较少，第一层焊缝区平均显微硬度较小，其余各层各区域显微硬度差异并不明显。各层焊缝区组织含有针状α'相，强度高于母材，接头各层拉伸实验均断裂于母材，焊缝区各层断口中均发现大量韧窝。接头各层的伸长率差别不大，均低于母材。与母材相比，接头中α相较少，滑移变形困难，接头的规定塑性强度要高于母材，接头和母材各层的规定塑性和强度数值分别接近。

• 激光熔覆原位合成多相陶瓷增强铁基复合涂层组织与耐磨性能研究

  张屹, 王海舟, 武伟宁, 陈涛, 宋逸昕, 孙志永, 何平, 张新国,

  为改善钛合金表面的耐磨性能，以Fe60自熔合金粉末与B4C、TiN和Y2O3陶瓷粉末混合作为前驱体预置材料，利用激光熔覆技术在Ti6Al4V基体表面制备了原位合成多相陶瓷增强的铁基复合涂层。采用扫描电子显微镜、X-衍射仪、摩擦试验机等分析手段，对不同激光扫描速度条件下熔覆涂层的微观组织、物相组成、耐磨性能等进行研究。结果表明，涂层主要由激光快速熔凝条件下原位合成的棒状TiB2、树枝晶TiC、颗粒状TiC0.7N0.3、Fe等物相组成。在3 mm/s扫描速度下可获得无明显裂纹的Fe基复合涂层，其硬度和耐磨性分别为基体的2.8倍和2.0倍，该涂层磨损机制为磨粒磨损和粘着磨损。激光熔覆原位合成多相陶瓷增强的铁基复合涂层能够显著改善钛合金表面的耐磨性能。

• 矿用机器人手臂增材制备Ni60-Inconel625熔覆层性能优化研究

  丁立红, 雷卫宁, 陈菊芳,

  针对矿下机器人手臂用45钢耐磨性与耐腐蚀性不足的问题，采用激光熔覆增材制造在45钢表面制备Ni60与Inconel625合金（1:1混合比）的混合合金熔覆层。通过微观组织分析、显微硬度测试、摩擦磨损试验和耐腐蚀试验，系统研究了熔覆层的微观结构演变及其对力学性能、耐磨性和耐腐蚀性的影响机制。结果表明：Ni60-Inconel625混合合金熔覆层的平均显微硬度为454.74 HV，是45钢的2.72倍；熔覆层的磨损体积为0.115 mm3，比基体的磨损体积减少了0.165 mm3，磨损率为1.28×10-2 mm3/（N·m）；较基体降低了28.49%，表现出良好的耐磨性。在相同的腐蚀环境条件下，熔覆层的腐蚀电流密度小于基体，自腐蚀电位和极化电阻高于基体，阻抗模值|Z|最高处区域的频率稳定区域宽于基体，腐蚀速率比基体减缓，呈现出良好的耐腐蚀性能。该复合熔覆层显著提升了基材的服役性能，为复杂环境中矿下机器人手臂材料的优化提供了依据。

• 低能电磁冲击处理对TC11钛合金冲击断裂过程的影响

  段亚轩, 王方磊, 孙倩,

  研究低能电磁冲击处理对TC11钛合金冲击韧性的影响规律，探讨低能电磁冲击处理对其冲击断裂过程的影响。对退火态TC11钛合金进行不同峰值电流密度条件下的电磁冲击处理，并采用示波冲击实验评估其冲击韧性。结果表明，在TC11钛合金试样表面最高温度低于160℃条件下，随着峰值电流密度的增加，试样峰值载荷和总冲击吸收功逐渐提升，其中当峰值电流密度为132.6 A/mm2时，试样冲击韧性提升幅度最大，提高了37.4%。电磁冲击处理引起了TC11钛合金中界面桥接的形成及αp相晶粒的粗化，共同影响TC11钛合金冲击过程中裂纹萌生及扩展过程，最终提高其冲击韧性。

• 选区激光熔化成形Ti175合金的高温静态球化机制

  王彦伟, 赵子博, 张健, 张博华, 张帅, 李晨旭, 王中, 刘征, 刘玉敬,

  研究系统揭示了选区激光熔化（selective laser melting，SLM）成形的Ti175高温钛合金在热处理过程中熔池中心的结构演变特征与熔池边缘晶粒的静态球化机制。结果表明，SLM成形过程中熔池中心与边缘区域因冷却速率差异分别形成粗大板条α'马氏体与细针状α'马氏体，其中熔池边缘晶粒取向因高密度位错和残余应力累积呈现杂乱分布的特征。经960℃×1h炉冷热处理后，熔池边缘区域晶粒通过残余应力释放驱动位错重组与亚晶界演化机制实现静态球化，晶粒内部取向差降至3°以下；而熔池中心因初始位错密度和残余应力水平较低，主要发生Ostwald熟化主导的板条粗化，保留原始板条形态。球化过程分为曲率驱动的端部迁移和残余应力驱动的亚晶界演化两阶段，其本质为低能位错结构形成与界面能最小化的动态平衡。本研究阐明了残余应力梯度与温度场作用下的组织调控规律，为SLM钛合金构件性能优化提供了理论依据。

• NiTi合金表面双辉等离子Nb合金化层的耐腐蚀性能研究

  汪仕颖, 李小凯, 王振霞,

  为了提高NiTi合金的耐腐蚀性能，采用双辉等离子技术对NiTi合金表面进行Nb合金化处理，在表面生成一层28 μm厚的合金层。采用场发射扫描电子显微镜、EDS能谱分析仪测试Nb合金层的形貌特征及成分，采用X射线衍射仪分析合金层的相组成；采用电化学工作站测试极化及阻抗谱曲线，分析表面的耐腐蚀性能。结果表明：与NiTi合金基体相比，Nb合金层试样的硬度由（202.18±5.67） HV0.3提高到（432.74±25.41） HV0.3,自腐蚀电位（Ecorr）由-0.3096 V正移到-0.2211 V；自腐蚀电流密度（icorr）由4.93×10-7 A·cm-2减小到9.15×10-8 A·cm-2。Nyquist图显示合金层试样的阻抗弧大于基体，合金层的接触电阻Rp由8.19 Ω·cm-2提高为19.22 Ω·cm-2；电荷转移电阻R1由4.26×105 Ω·cm-2提高为1.80×106 Ω·cm-2，耐蚀性提高。

• 钛合金T型三通热压成型数值模拟与实验验证

  韩市豪, 段明德, 张壮雅, 李冲, 侯世哲, 巴明超,

  热压成型工艺参数直接决定了管件的成型质量，但国内针对热压成型工艺参数对钛合金T型三通成型质量影响规律的研究尚未展开。采用数值模拟和实验相结合的方法，研究不同的热压温度、热压速率和带孔模入口圆角半径参数对TC4钛合金T型三通成型后的壁厚及鼓包高度的影响规律。结果表明：在选定的参数范围内，随着热压温度增加，横截面壁厚增加，纵截面最大壁厚减小，热压速率到达8 mm/s后，随着热压速率增加，壁厚减小；随着带孔模入口圆角半径的不断增加，纵截面的最大壁厚减小。鼓包高度在热压温度为750℃、热压速率为7.5 mm/s、圆角半径为60 mm时达到最大。研究结果对钛合金T型三通热压成型具有一定的工程意义。

• 机械振动场调控下AlSi7Mg合金泡沫消失模精密铸件的凝固行为与强韧化机制

  杨亚琴, 崔勇, 孙宪超,

  本研究聚焦于机械振动场参数对AlSi7Mg铝合金泡沫消失模精密铸件凝固行为的作用机制，系统分析了振动频率对α-Al枝晶演化、共晶硅形貌重构及断裂模式转变的调控规律。实验表明，外场机械振动可显著诱导熔体动态补缩，促使α-Al初生相由粗大枝晶向等轴晶转变，共晶硅由片状演化为短棒状。当振动频率为100 Hz时，抗拉强度提升至199.82 MPa，伸长率增至3.32%，实现强塑性协同优化。振动处理促使拉伸试样的断裂机制从沿晶脆性断裂过渡为穿晶韧窝断裂，晶界滑移带密度大幅提高。

• 回火温度对20Cr13马氏体不锈钢的组织与性能的影响

  李子睿, 马立峰, 蔡志辉, 魏勇, 贾永永,

  对20Cr13马氏体不锈钢进行了990℃淬火+200～600℃不同温度的回火处理，采用硬度测试、拉伸试验和冲击试验，结合扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析，研究了不同回火温度对其微观组织和力学性能的影响。结果表明：随着回火温度的升高，马氏体组织不断分解，向着回火屈氏体和索氏体转变，碳化物逐渐在马氏体板条间和原奥氏体晶界处析出、聚集和生长，并开始均匀弥散分布且球化。材料的硬度从515 HV降低至314 HV，强塑积从14.1 GPa·%降低至11.3 GPa·%，而冲击韧性则经历了先降后升的变化，从24 J/cm2降低至12 J/cm2后再提升至50 J/cm2。特别是在400℃回火时，产生了回火脆性，冲击断口呈现出大量解理面和河流花样，并伴有裂纹。结合刀具对强韧性的要求，在990℃水淬+200℃回火空冷条件下，20Cr13马氏体不锈钢展现出最佳的综合力学性能。

• 基于轻量化YOLOv8n的电子束焊件定位与检测系统研究

  陈云霞, 胡荣升, 胡海宁, 黄雷阳,

  针对电子束焊接圆环形焊件时存在圆心定位与特征提取困难、传统视觉检测方法效率低下等问题，提出了一种基于YOLOv8n的电子束焊件定位与检测系统。该系统采用Python作为主要编程语言开发，结合PyQt5设计人机交互界面，采用深度学习和多线程技术，使得视频流的处理与用户界面的更新能够并行进行，避免了界面卡顿。此外，通过改进YOLOv8n预训练模型和迭代标注的方法，使得标注结果更为精确。为了解决圆环形焊件图像待提取特征与背景相似度过高引起的特征融合冗余导致特征提取困难的问题，在backbone部分通过空间重构单元和通道重构单元来减少模型参数中的冗余，并使用归一化调整每个特征通道的均值和方差，最后设计了新的低阶特征融合模块SCFF，并保留了圆环形特征的关键信息，同时减少了模型参数量和计算成本。改进后的模型实现了圆心的自动识别、焊缝定位、圆心坐标可视化等功能。试验结果表明：改进后的模型较原模型平均预测精确度提高了1.8%，参数量减少了18.7%，更利于实际模型的部署和嵌入使用。

• 副箱驱动齿轮类锻件新型精密成型模具设计

  李养娟, 雷晓凤,

  针对副箱驱动齿轮类锻件复杂结构带来的生产难题，本研究设计了一种新型精密成型模具，该结构将分型面置于锻件下端面，以简化下模设计，借助连皮定位和设备上顶出功能，实现锻件精密成型。通过对原闭式模锻生产工艺的深入分析及Deform-3D模拟分析，验证了原工艺存在问题的根本原因。新型精密成型模具经Deform-3D模拟分析及实际应用表明，它不仅保证了锻件充满性稳定，消除内孔处折叠，显著提高了模具寿命，还大幅减小锻件加工余量及模具用料，极大降低了生产成本，同时摆脱了精密成型工艺对高精度设备的依赖，为相关生产提供了创新思路与实用参考。

• 稀土Gd含量对Mg-xGd-3Y-(1Zn)-0.5Zr合金显微组织和力学性能的影响

  张韧, 邓美金, 峰山,

  采用高通量真空熔炼炉制备Mg-xGd-3Y-(1Zn)-0.5Zr合金。利用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电镜（TEM）和MTS液压伺服试验机等测试设备，研究不同含量的Gd对铸态合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：铸态合金组织由α-Mg基体、Mg5（Gd，Y）相和层片状18R-LPSO相组成。且随着Gd含量的增加，Mg5（Gd，Y）相和LPSO相体积分数逐渐增加，晶粒尺寸呈细化趋势，抗拉强度逐渐增强。Gd含量为10wt%的铸态合金表现出最佳的拉伸性能，其室温抗拉强度和屈服强度分别为271、196 MPa。

• 基于可解释性机器学习的铝合金GTAW质量在线监测

  何星星, 王瑶祺, 张岳, 洪宇翔,

  焊接过程及质量在线监测对铝合金钨极气体保护电弧焊（GTAW）的质量保障具有重要意义。提出一种基于熔池视觉传感和可解释性机器学习的焊接状态在线监测方法。首先，采用被动视觉传感系统获取正面熔池图像；其次，提出一种图像多区域特征同步提取算法，实时提取熔池前端区域几何特征和熔池后端区域直线度特征，并分析了所提取视觉特征与焊接状态的相关性；最后，建立CatBoost模型识别典型焊接状态，并引入SHAP方法分析解释模型。实验结果表明，相较于现有方法重点关注的熔池前端区域几何特征，熔池后端区域直线度特征更能显著地表征GTAW熔池状态。所提出的方法能准确识别三种典型焊接状态，分类准确率达到96.15%，且能定量分析各特征变量对识别结果的影响程度。

• 2A97铝锂合金挤压型材热处理失效形式及预防措施

  朱宏斌, 韩艳彬, 付羊, 李国爱, 刘琦,

  分析了热处理中2A97铝锂合金挤压型材常见的失效形式及其形成原因，讨论了针对性的预防措施。结果表明，防腐油液经热处理加工后容易在型材表面形成黑色的富C、O覆盖层，同时造成潜在过烧可能。过烧缺陷大幅度增加后续冷加工过程中裂纹的产生概率，热处理前型材表面应确保无可燃性污染物。热处理中产生的外形损伤后期难以修复，单层排列倾斜绑扎方式在缺陷预防上最优。铝锂合金型材时效态的力学性能高低与固溶处理后是否进行预拉伸关系紧密，1%～2%预拉伸量条件下，型材的抗拉强度、屈服强度明显提高，伸长率也满足性能要求。

• 奥氏体化温度及深冷处理对GCr15钢组织和力学性能的影响

  曾天翼, 程陆凡, 王乃明, 王威, 杨柯,

  通过显微组织观察以及洛氏硬度试验等方法，研究了奥氏体化温度以及深冷处理对GCr15钢组织和硬度的影响。结果表明：随着奥氏体化温度的升高，淬火组织中直径小于0.5 μm的渗碳体所占比例逐渐下降，而高于0.5 μm的渗碳体越来越多。同时，渗碳体的平均粒径和原奥氏体晶粒尺寸也越来越大。在820～860℃，随着奥氏体化温度的提升，淬火后硬度一直保持升高的趋势，但是在880及900℃奥氏体化时由于过多的C溶入奥氏体基体中使淬火后产生较多的残余奥氏体，使GCr15钢的硬度反而下降。深冷处理能提高淬火硬度，但长时间深冷处理并没有显著提升硬度。

• U75VG钢轨钢相变白层在摩擦磨损过程中表面组织和性能的变化

  吕兴达, 刘佳朋, 刘鹏涛, 任瑞铭, 赵秀娟,

  对U75VG钢轨钢试样表面进行局部激光淬火，在试样表面获得具有条带状的马氏体相变白层，U75VG钢轨钢淬火前后两种试样与配试样车轮钢ER8C对磨，在GPM-40滚动接触摩擦疲劳实验机进行滚动磨损实验。采用硬度计、精密电子天平、扫描电镜等分析相变白层在摩擦磨损过程中表面的组织和性能。结果表明：U75VG钢轨钢激光淬火处理试样在磨损实验运行时，易在激光淬火相变白层条带的起始端、终止端和两侧表面萌生裂纹，裂纹易在相变白层边缘与基体交界面及白层内扩展。没有相变白层条带的部位和原始试样磨损形貌一样，损伤均匀。在磨损实验运行70万转时，根据失重，U75VG钢轨钢激光淬火处理试样相对于U75VG钢轨钢原始试样磨损性能好，但U75VG钢轨钢淬火试样存在相变白层边缘与基体交界面易萌生裂纹、裂纹扩展和剥落等缺陷。

• 相场法对镁合金微观组织中第二相颗粒临界尺寸的模拟研究

  熊锦林, 吴艳, 秦二卫, 罗强, 陈继兵,

  采用相场法模拟研究了退火过程中第二相颗粒尺寸对晶粒长大的影响，确定了不同含量下第二相颗粒对晶界起到有效钉扎作用时的临界钉扎尺寸。结果表明：在晶粒演化过程中，绝大多数第二相颗粒位于晶界处，颗粒对晶界有很强的钉扎效果。颗粒体积分数一定时，颗粒尺寸越大，单个颗粒的钉扎效应越强，但是整体钉扎效应越弱，达到稳态后，晶粒的平均晶粒尺寸越大。第二相颗粒的体积分数越大，其对晶界起到有效钉扎作用的临界尺寸越大。模拟得到的极限晶粒半径、颗粒半径以及颗粒含量三者之间关系满足Zener关系。

• 基于Deform仿真的18Cr2Ni4WA齿轨轮多次叠加渗碳淬火试验及工艺改进研究

  尚可超, 廖云鑫, 李玉华,

  采煤机行走系统中的齿轨轮采用18Cr2Ni4WA钢制造，该齿轨轮的渗碳层深度及表面硬度提升一直备受关注。设计了多次叠加渗碳后淬火试验方案，采用Deform仿真软件对试验方案进行模拟分析，为试验提供渗碳层深度数据；设计了空冷和深冷处理对比试验方案，运用司替海-海莱司公式来计算试样的马氏体相变温度，从而选择淬火后温度，分析试验方案组的金相组织特点，如碳化物大小、马氏体及残余奥氏体占比等。结果表明，多次叠加渗碳淬火对增加齿轨轮的渗碳层深度有一定的提升作用，深冷处理工艺能够有效提高表面硬度。