热加工工艺杂志

热加工工艺杂志2026年第6期

• 航空发动机用陶瓷基复合材料连接技术研究进展

  李傲, 吴书菲, 周卫涛, 姚佳彤,

  航空发动机技术的不断发展对高温结构材料提出了日益苛刻的要求，陶瓷基复合材料因其优异的高温性能、低密度和良好的抗蠕变能力，已成为新一代航空发动机热端部件的关键材料之一。然而，受限于复杂形状的大尺寸陶瓷基构件直接成型工艺的局限和异质材料组合实现结构功能一体化需求，其连接技术成为实现其工程化应用的核心挑战。对应的分析了陶瓷基复合材料机械连接与焊接技术的特点与挑战，重点讨论了陶瓷基复合材料在连接工程中存在的问题及工艺解决措施。最后，从优化探索新工艺和新技术等方面对陶瓷基复合材料的连接技术做进一步展望。

• 水下焊接技术的研究进展

  赵成露, 朱加雷, 焦向东, 李丛伟, 李桂新, 刘新海,

  随着核电、海洋工程发展的不断发展和深海资源的进一步开发，水下焊接技术的重要性愈显突出。归纳总结了国内外水下爆炸焊接、水下搅拌摩擦焊接、水下湿法焊接、水下干法焊接、水下局部干法焊接技术的研究进展；阐述了不同水下焊接方法的优缺点及适用领域；介绍了水下焊接设备研究单位已经开展的初步应用以及未来水下焊接技术的发展方向，为水下焊接技术的进一步应用奠定了基础。

• 金属材料应力腐蚀开裂机理与防护技术研究进展

  侯勤裕, 徐一飞, 孙耀宁, 蒋裕, 刘福朝,

  金属材料在能源、化工等关键工业领域具有广泛的应用，应力腐蚀开裂（SCC）现象严重制约装备安全服役。综述了应力腐蚀开裂的机理、扩展模式及防护技术的最新研究进展，阐明了环境-应力-材料耦合作用下阳极溶解与氢脆的竞争机制及穿晶/沿晶裂纹扩展规律，揭示晶界特性与局部应力场对裂纹路径的调控作用，探讨了合金化、表面工程与环境调控的协同防护机制。此外，总结了实验模拟与数值模拟在SCC研究中的应用，并展望了未来研究方向，如多尺度模拟和智能化技术的应用。本文通过整合机理研究、技术创新与工程实践，为构建SCC全链条防护体系提供理论支撑，对金属材料安全设计与寿命评估具有重要指导作用。

• SiCp/Al复合材料激光焊接技术研究进展

  刘森洋, 王志英, 张建勋,

  SiCp/Al复合材料因其优良性能被广泛应用于航空航天领域，但由于Si C增强相与铝基体的热物性差异，在激光焊接过程中易产生焊接缺陷和增强相偏聚等问题从而影响接头质量。综述了直接激光焊接工艺、能场辅助激光焊接和界面原位反应激光焊接等技术研究进展。

• Er掺杂TiC/A356复合材料的制备及力学性能研究

  韩莹, 李亚龙, 杨兴翔, 夏永喜, 余申卫, 何源, 刘志伟,

  运用超声辅助工艺成功制备出组织均匀且强度较高的Er掺杂TiC/A356复合材料，并针对该复合材料的微观组织与力学性能展开深入研究。研究结果显示，在Er与TiC的协同作用下，α-Al平均晶粒尺寸从730μm显著细化至122μm，共晶Si形态也由原本粗大的板条状转变为细小颗粒状。当Er含量为0.2wt%,TiC含量为1wt%时，该复合材料展现出最佳的综合力学性能。在铸态下，其抗拉强度达到193 MPa，伸长率为7.7%，与A356原始合金相比，分别提升了17.0%和175%；在T6态时，屈服强度为267 MPa，抗拉强度为315 MPa，相较于A356合金试样，分别提升了36.2%和17.5%。

• 基于IWOA-FPID的激光键合的温控系统研究

  肖东方, 高浩, 詹启明, 臧德宇,

  针对垂直腔面发射激光器（VCSEL）激光加热温度控制中存在的波动幅度大、动态响应滞后等问题，提出一种基于改进鲸鱼优化算法的模糊PID控制方法，并基于所述方法设计了一种激光键合温度控制系统。首先建立系统的数学模型，在此基础上构建模糊PID控制器，并利用改进鲸鱼优化算法（IWOA）对其量化因子与比例因子进行优化整定。针对传统鲸鱼优化算法易早熟收敛、搜索能力不足的问题，从3个方面进行改进：采用立方（Cubic）混沌映射初始化种群，以增强多样性与分布均匀性；结合精英保留策略，提高收敛精度与鲁棒性；引入差分进化策略，通过变异与交叉操作提升全局搜索能力。最终，开展仿真实验以验证所提方法的有效性。仿真结果表明：改进鲸鱼优化算法的模糊PID参数自整定方法（IWOA-FPID）控制策略在动态响应速度、稳定性及综合控制品质上均表现最优，其上升时间最短（0.108 s），且几乎没有超调；相较于传统PID、模糊PID及基于鲸鱼优化算法的PID参数智能自整定（WOA-PID）方法，该策略显著提升了系统的动态响应性能与稳态控制精度，有效抑制了超调与振荡，更适用于高精度激光键合温控需求。

• T型接头焊接残余应力的预测与控制研究

  张广辉, 李亚军, 吕世宁, 李仕华, 高有山, 李明俭,

  利用ANSYS有限元软件开发了T型焊接接头的三维热-结构耦合有限元模型，基于热-弹-塑性有限元法对T型接头的全焊接过程进行数值模拟，得到了T型接头的残余应力分布，之后将焊接残余应力作为初始应力模拟了焊后热处理过程，探讨了两种不同的蠕变模型在焊后热处理中对残余应力消除的影响。结果表明：T型接头焊后在焊缝及附近热影响区存在较大焊接残余应力且有很强的局部分布特性，考虑蠕变的焊后热处理可以有效控制纵向拉伸残余应力，数值模拟时采用复合时间强化模型蠕变引起的应力释放早于Norton模型，Norton模型相比于复合时间强化模型在保证精度的情况下计算效率更高。

• 100 μm厚钛合金超薄板脉冲微束等离子弧焊焊接工艺与数值模拟

  柴鹏, 何建萍,

  通过脉冲微束等离子弧焊（P-MPAW）对100 μm厚TC4钛合金超薄板进行对接焊试验，采用显微镜观察焊接接头的成形特征与显微组织，利用有限元软件模拟焊接过程，揭示了100 μm厚钛合金超薄板脉冲微束等离子弧焊焊接机理。结果表明：平均电流2 A、占空比30%和50%，当脉冲频率25 Hz时，焊缝呈现为鱼鳞焊缝，焊缝宽度与基值电流呈反比；脉冲频率分别为100、200 Hz时，焊缝呈现为光滑连续焊缝，焊缝宽度与脉冲频率呈反比。焊接接头焊缝区微观组织为网篮组织，热影响区主要为等轴α相和β相以及针状α'相马氏体。结合工艺试验可知，有限元软件模拟不同脉冲参数下的焊缝成形与工艺试验焊缝成形相似，不同基值电流和脉冲频率对焊缝宽度的影响规律一致。

• 高含钨铝基屏蔽材料的热变形致密化制备及组织性能研究

  何雪溢, 孙长龙, 王美玲, 付道贵,

  钨硼铝复合材料作为一种新型综合屏蔽材料，在核辐射防护领域展现出良好前景。然而，高钨含量条件下复合材料的致密化制备是高性能钨硼铝材料开发面临的关键瓶颈。采用镜框约束锻造、轧制相结合的热变形致密化工艺制备钨硼铝复合板材，研究了材料经锻造、轧制后的组织性能变化，分析了轧制变形量对材料致密度的影响，测试得到了该板材的综合屏蔽性能。结果表明：坯料经约束锻造后，复合坯边部与铝框紧密结合，坯料致密度得到显著提高，有利于后续轧制工艺的顺利开展；而针对锻坯的热轧过程，通过多道次、大变形量轧制，能够有效解决高含量增强体颗粒引起的加工开裂难题，实现钨硼铝板材的致密化制备。所制材料同时展现出优异的力学性能和综合屏蔽性能。板材的室温抗拉强度可达到290 MPa以上；材料的热中子屏蔽率可达98%以上（厚10 mm），对60Co和137Cs源γ射线的线性衰减系数分别为0.52 cm-1和0.91 cm-1。

• 激光摆动熔丝增材制造TC11钛合金工艺参数优化

  付艳恕, 吴祖锡, 黄晓文, 肖先锋, 朱政强,

  激光摆动熔丝增材工艺参数直接影响制件的成形质量，为探究TC11钛合金单道沉积的最佳工艺参数，研究了工艺参数对单道沉积成形和沉积质量的影响，并通过对TC11单道沉积质量的综合评价指标进行极差分析，优化了工艺参数。结果表明：增大激光功率或减小扫描速度均会增加沉积宽度与熔深；送丝速度则主要影响沉积高度，两者成正相关关系。各正交试验因素对沉积质量的影响程度由大到小依次为激光功率、送丝速度和扫描速度，其中激光功率对沉积质量的影响最为显著。在最优激光摆动参数下，单道沉积的最佳工艺参数为激光功率1000 W、扫描速度0.4m/min、送丝速度1.0 m/min。

• 热处理残余应力作用下风电机组重载齿轮裂纹扩展分析

  罗家元, 张洪强, 杨承霖,

  风电机组中渗碳齿轮服役于重载工况，其失效形式多数为齿轮内部疲劳断裂。为探究淬火残余应力对风电机组重载齿轮裂纹扩展的影响，建立三维渗碳-淬火数值模型，在考虑渗碳材料属性改变和分析淬火残余应力分布规律基础上，计算残余应力作用下齿轮啮合过程中的时变啮合刚度。利用集中参数法建立直齿轮副的六自由度动力学模型，求解得到振动响应并提取动态啮合力。将其转化为等效力矩求解不同渗碳深度下的应力强度因子，揭示淬火残余应力和渗碳处理对重载荷齿轮裂纹扩展的影响规律。结果表明：风电重载齿轮因热处理残余应力中拉应力的存在导致裂纹萌生于轮齿两侧内部渗碳层与心部的过渡区域；残余应力使得应力强度因子提高了近65%；随着动态载荷循环次数的增加，裂纹长度逐渐增加，扩展速率不断增大；在达到最佳渗碳深度前的相同裂纹长度下，渗碳深度越深，循环次数增加且增幅大于线性增量。

• 316L不锈钢表面CoCrFeNiMo/WC高熵合金激光熔覆层的性能研究

  雷翠翠, 原一高, 张建国,

  采用激光熔覆技术在316L不锈钢基体上制备了CoCrFeNiMo/WC熔覆层，借助OM、XRD、SEM、显微硬度计、往复式磨损试验机、电化学工作站以及腐蚀磨损实验机等，对熔覆层的成形质量、相结构、微观组织、显微硬度、耐磨性、耐蚀性和耐腐蚀磨损性能进行了分析。结果表明：激光熔覆过程中，CoCrFeNiMo/WCx（x=0、10、20、30、40,wt%）熔覆层与基体间形成了良好的冶金结合，但随WC含量的增大，熔覆层的成形质量有所下降，且熔覆层的显微组织显著变化；由羽毛状、花瓣状枝晶（x=0wt%）转变为柱状和胞状晶（x=10wt%），并进一步形成雪花状、鱼骨状组织（x=20wt%），最终形成大量、致密的枝晶状结构（x≥30wt%），晶粒尺寸呈先减小后增大的趋势。随WC含量的增大，x≤10wt%时，熔覆层的相结构为FCC+σ相，x≥20wt%时，熔覆层中产生Fe3W3C、Co3W3C、W2C和W3C等碳化物；随WC含量的增大，熔覆层的硬度增大，磨损率降低，耐腐蚀性能呈先增大后降低的趋势。熔覆层的耐腐蚀磨损性能存在一个最佳的WC加入量（x=20wt%）。

• 氧化铈含量对等离子弧熔覆2205双相不锈钢组织及性能的影响

  刘晓宇, 浦娟, 谢鹏,

  稀土作为一种有效的强净化和变质剂在钢铁行业得到广泛应用，在复合板的制造领域同样有发展前景，相关产品生产中，稀土元素的加入方式、添加量及对材料的强化机制值得探索。在双相不锈钢粉末中混入不同质量分数的CeO2粉末，采用等离子弧熔覆的方式在低碳钢板Q345上制造2205双相不锈钢熔覆层，探究CeO2含量对熔覆层宏观形貌、组织及性能的影响。结果表明，添加适量的CeO2能降低熔覆层的稀释率，并且通过异质形核等作用细化熔覆组织，通过变质夹杂和细晶强化提升熔覆层的力学性能，通过强化夹杂的方式净化钢液，提高熔覆层的耐蚀性能。当CeO2添加量为1.0wt%时，熔覆层力学性能和耐蚀性最佳。

• VW94稀土镁合金放电等离子扩散连接工艺研究

  徐淑楠, 汤国伟, 周晚林, 葛伟良, 王斌, 武永,

  稀土镁合金作为优质轻量化金属材料在航空航天领域具有较好的应用前景。对不添加中间层和添加Cu、Ag、Ni中间层后的VW94稀土镁合金采用放电等离子扩散连接工艺（spark plasma diffusion bonding,SPDB），在480℃-2 MPa-120 min的工艺参数下，进行扩散连接试验，分析了扩散接头的微观组织和力学性能。结果表明：在不添加金属中间层的条件下，VW94稀土镁合金可以实现高质量扩散连接，界面剪切强度109 MPa;Cu、Ag中间层分别可与稀土镁合金形成良好扩散接头，Cu原子主要扩散到LPSO相中形成Mg12（Gd,Y）1（Cu,Zn）1相，Ag原子则是会扩散溶入α-Mg基体中形成镁基固溶体Mg（ss,Ag）,Zn、Zr原子会在接合面附近聚集，接合界面处剪切强度依次为106、109 MPa，分别达母材剪切强度的82.8%和85.2%；在此温度下，Ni原子基本没有发生扩散，接合界面剪切强度仅有16 MPa，仅达母材剪切强度的12.5%。

• 时效工艺对Mg-Gd-Y-Zr合金力学性能和微观组织的影响

  任奕冰, 王雪兆, 王优强, 郭浩冉, 王飞扬,

  为改善镁合金力学性能，探究新的热处理工艺，采用SEM分析、硬度测试和压缩测试等手段研究了单级时效、双级时效和反双级时效3种时效处理工艺对挤压态Mg-8.5Gd-3Y-0.5Zr合金组织和力学性能的影响。结果表明：时效温度设为225℃时，样品硬度最高，峰值硬度能够达到110.5 HV。此外，与单级时效相比，经过双级、反双级时效处理后材料的硬度和屈服强度均得到了一定的改善。经过150℃×8 h+225℃×12 h双级时效处理后材料的抗压强度和硬度最佳，分别达到了610 MPa和117.9 HV。本研究为Mg-Gd系镁合金的热处理工艺制订提供了参考。

• Fe-Cr-Mo-Ni-B等离子熔覆层组织与性能的工艺调控研究

  吴耀燊, 陈俊孚, 牛犇, 胡永俊, 易江龙,

  利用等离子熔覆技术制备了一种新型Fe-Cr-Mo-Ni-B系熔覆层，通过正交试验研究了熔覆电流、送粉速率及熔覆速度工艺参数对单道熔覆层组织及性能的影响作用，并进一步探索多道搭接及基板预热条件对多道熔覆层成形、组织以及性能的影响。结果表明：工艺参数对熔覆层硼化物析出尺寸、形态及分布产生明显影响，在等离子熔覆电流100 A、熔覆速度3 mm/s、送粉率8.5 g/min下，获得成形性能良好的熔覆层。熔覆层组织由Fe（Ni、Cr）、块状Mo2FeB2、二元共晶Fe2B和Fe3B组成。熔覆层硬度随预热温度的增加而降低，磨损失重逐渐增加，耐磨性能下降。

• SMRT处理镁合金的微观组织演化与强韧性分析

  廖自豪, 蓝永庭, 杨帅涛,

  为了研究梯度结构对镁合金强度与塑性的影响，采用表面机械滚压（SMRT）技术制备表层具有晶粒梯度结构的镁合金AZ31。所制备的梯度结构镁合金的梯度层厚度约为900μm，晶粒尺寸从3.5μm增大到120μm，梯度层面积约占20%。单轴拉伸与压缩加载试验表明，相对于初始态镁合金AZ31，梯度结构镁合金的强度和延展性都得到了提升。微观组织分析表明，晶粒细化以及在粗晶和细晶交界处残余孪晶，有效阻碍位错运动，从而提高了材料的强度。试样在拉伸和压缩后，发现大晶粒产生孪晶较多，而边缘晶粒由于尺寸小，发生孪生变形所需应力较大，几乎没有孪晶产生，显然是强度提高的原因之一。拉伸断口呈现韧性断裂形貌，韧窝呈现梯度分布，韧窝直径随深度增加逐渐变大。压缩断口呈现解理断面形貌，梯度层的细晶抑制了裂纹萌生和扩展，有利于梯度结构镁合金韧性的提高。

• 低膨胀铝基复合材料应用研究进展

  李姣, 王荣, 付玉,

  随着航空航天、精密仪器、电子技术等领域的快速发展，对材料的热稳定性提出了更高要求，低膨胀材料成为解决热失配问题的关键材料之一。低膨胀铝基复合材料凭借其轻质、高强、高导热、膨胀系数可调控等特性成为科研、生产、应用的焦点。系统综述了常见金属类低膨胀材料、铝基复合材料低膨胀增强相、制备技术、应用现状，并结合领域研究进展，讨论了低膨胀铝基复合材料的未来发展趋势，为高性能热管理材料的设计与应用提供参考。

• 选区激光熔化制备（NiFeCrNb）100-xMox合金的组织与性能研究

  陈再胜, 王颜霞,

  利用选区激光熔化（SLM）制备了不同Mo含量的（NiFeCrNb）100-xMox（x=0、0.25、0.50、1.00,wt%）合金，探究Mo对其微观结构、磁性能与力学性能的影响。结果表明：适量Mo添加在SLM快速凝固中形成弥散分布的富Mo相，抑制柱状晶生长并钉扎位错，优化微观结构，使饱和磁化强度（Bs）与矫顽力（Hc）达到良好平衡。Orowan强化与细晶强化的协同作用显著提高了合金压缩强度，同时残余应力降低至-53 MPa。然而，过量Mo导致固态相变过程中形成的富Mo相粗化和晶界偏析。粗大富Mo相阻碍磁畴壁移动，显著增大矫顽力（Hc）；界面弱化与应力集中共同作用，致使力学性能显著下降。本研究阐明了通过调控Mo含量控制SLM合金凝固偏析与组织演化，实现磁学与力学性能协同优化的关键机制。

• Sc对轧制态5052铝合金组织和性能的影响

  李洋, 虞青, 何嘉雯, 陈凤凤, 杨红梅, 李萌蘖,

  采用真空熔炼法制备0wt%～0.3wt%Sc含量的4组5052铝合金，随后进行多道次轧制。通过显微组织分析、拉伸性能测试和腐蚀性能测试等，研究Sc含量对5052铝合金大变形加工组织和性能的影响。结果表明：添加0.3wt%Sc可以使轧制态5052铝合金极限抗拉强度从354.5 MPa提高到393.9 MPa。含Sc的5052铝合金在3.5wt%NaCl溶液中具有良好的耐蚀性，这是由于Sc的加入使Al基体中生成了Al3Sc颗粒，Al3Sc颗粒作为非均相核使晶粒细化，平均晶粒尺寸由1.5μm降低至0.98μm，均匀化Al3Fe相，降低晶界能，使晶内和晶界势均匀，合金的晶间腐蚀倾向降低，提高了合金的耐腐蚀性能。

• 45钢表面激光熔覆SiC/WC增强316L复合涂层的组织和性能研究

  李成, 雒设计, 韩礼红, 何勇,

  采用激光熔覆技术制备了3种复合涂层（SiC增强316L复合涂层、WC增强316L复合涂层、FeCr合金涂层），并使用OM、SEM、XRD对涂层显微组织、物相组成进行了分析，使用显微硬度仪、摩擦磨损试验机对其显微硬度及摩擦磨损性能进行了测定。结果表明：SiC增强316L复合涂层主要由SiC、γ-Fe相组成；WC增强316L复合涂层主要由WC、γ-Fe相组成；FeCr涂层由Fe-Cr相组成。随着扫描速度增加，熔池冷却速度加快，结晶过程中原子扩散时间缩短，形成了更细小且均匀的晶粒结构，从而提高了涂层的硬度和耐磨性，降低了摩擦系数。直观的体现为涂层截面平均显微硬度提高，涂层晶粒明显细化，摩擦系数减小，耐磨性提高。对3种涂层来说，3 mm/s的SiC增强316L复合涂层、WC增强316L复合涂层、FeCr涂层平均硬度分别为320、308、270 HV0.2,5 mm/s的SiC增强316L复合涂层、WC增强316L复合涂层、FeCr涂层平均硬度分别为380、370、305 HV0.2。各涂层摩擦系数大小顺序为：45钢基体（0.8）>WC-3(0.59)>SiC-3(0.45)>WC-5(0.42)>SiC-5(0.4)。在3种涂层中，5 mm/s扫描速度下制备的SiC增强316L复合涂层具有最大的平均显微硬度380 HV0.2，约为基体的2.7倍，摩擦系数为0.4，约为基体的1/2，表现出较好的耐磨性能，涂层磨损机制为磨粒磨损。

• 固溶与时效对S51740不锈钢力学性能影响的研究

  朱绍严, 袁波, 王昌金, 刘云贵,

  研究了固溶和时效对S51740不锈钢组织转变及力学性能的影响。结果表明：固溶和时效处理后的S51740不锈钢组织主要为回火马氏体、δ-铁素体以及从马氏体基体上析出的第二相。在时效温度为480℃时，随着固溶温度的升高，δ-铁素体逐渐增加，其强度和韧性逐渐提高，其中在1070℃固溶时达到最高；当固溶温度继续提高，其强度及韧性均出现下降，其中韧性下降明显。试样在1070℃固溶处理后时效，随着时效温度升高，δ-铁素体未发生变化，而第二相逐渐增加并聚集长大，其强度逐渐降低，韧性逐渐升高，当在640℃时效时，强度继续下降，而韧性继续升高。

• 一步/两步淬火配分工艺下热轧钢板的显微组织及强韧性能

  于永梅, 聂博, 熊凡皓, 王源,

  对比研究了一步和两步淬火配分工艺对热轧态高强钢的组织与力学性能影响，并通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、冲击试验及电子探针对试验钢进行分析。结果表明：一步淬火配分工艺下试验钢组织主要由铁素体、贝氏体及少量的马氏体和残余奥氏体组成；两步淬火配分工艺组织主要由铁素体、马奥岛、回火马氏体及少量的贝氏体组成。840℃退火时一步淬火配分试验钢表现出较低的屈服强度和超高的伸长率；810℃退火时两步淬火配分试验钢表现出超高的抗拉强度和较低的伸长率，其抗拉强度和伸长率分别为945 MPa、31.0%。对比两种工艺可见，840℃退火时一步淬火配分试验钢表现出良好的综合力学性能，其屈服强度和抗拉强度分别为590、855 MPa，伸长率为39.7%,-20和-40℃的冲击功分别达到50.0和40.0 J。

• 600MW亚临界机组中调门门盖螺栓断裂原因的分析

  张志博, 范志东, 马翼超, 齐散丹高娃, 牛坤, 刘承鑫,

  某600MW亚临界机组中压调门门盖螺栓（材质为20CrMo1VTiB）发生断裂。通过宏观形貌、化学成分、金相组织、SEM形貌及力学性能分析，对螺栓的断裂原因进行研究。结果表明：螺栓在长期高温服役过程中，晶内和晶界处析出的碳化物逐步聚集长大，沿晶界分布的碳化物已初步形成网状，降低了材料的冲击韧性。同时由于螺栓在安装过程中预紧力控制不当以及螺栓应力松弛，加大了螺栓所承受的弯曲应力，最终在应力集中最大的位置即第一道螺纹的根部发生疲劳断裂。在分析螺栓断裂的基础上，提出了相应的建议。

• 不同缺口形式下FGH95合金低循环疲劳试验及其力学演变研究

  李奎, 彭文雅, 赵宇, 金向明, 李钢, 王俊东,

  针对圆形缺口和V形缺口的两种FGH95试样，开展了高温环境疲劳应力试验与应力保载疲劳试验，并采用超景深显徽镜、扫描电镜、金相观察等工具或方法研究了疲劳试样的断口形貌特征。结果表明，圆形缺口试样不带保载时，疲劳裂纹源表现不明显，推测裂纹萌生于试样内部；带保载疲劳时，裂纹萌生于试样表面，能观察到比较明显的裂纹源。而对于V形试样，疲劳裂纹均起源于试样表面，裂纹萌生区观察到明显的淡色区。针对不同类型缺口试样的疲劳断裂特征，利用统一蠕变粘塑性本构模型，开展了疲劳裂纹力学演变模拟分析。对于圆形缺口试祥，不带保载时，由于应力重分布的原因，最大Mises应力逐渐转移至试样内部，而带保载时，最大Mises应力主要位于试样表面，其试样表面的晶粒由于约束低、应力梯度大，更易产生蠕变应变，使得疲劳裂纹起源于试样表面；对于V形缺口试样，由于应力集中系数较大，产生的塑性应变更大，使得两种试验载荷条件下的疲劳裂纹均起源于试样表面，裂纹萌生于V形试样的缺口根部。

• 铝合金空心控制臂差压铸造工艺方案设计及参数优化

  黄庆, 苏小平,

  为了提高铝合金空心控制臂的产品质量，使用数值模拟的方法对其差压铸造过程进行分析。通过对铸件凝固过程中的固相率变化分析，预测铸件可能产生的缩松缩孔缺陷位置。使用冷却优化及响应面方法中的Box-Behnken方法对其成形过程进行了工艺优化，利用遗传算法得出最优工艺参数组合，并使用金相分析对优化结果做进一步的验证。结果表明：当冷却水温度为53℃、冷却水流速为2.9 m3/h、浇注温度为707℃、模具预热温度为321℃时，铸件内无明显缩孔缺陷，且铸件力学性能良好。

• JDA1b压铸铝硅合金烘烤硬化性能的综合评价方法

  秦永瑞, 王雪强, 王鑫, 兰乔, 陈浩铭, 高亮, 彭立明,

  随着工业应用对材料性能要求的日益提高，压铸铝硅合金的烘烤硬化性能及其力学性能的综合评价变得尤为重要。旨在建立一套评价方法，以综合分析铝硅合金在烘烤硬化后的强度、塑性及其变化特性。采用试验与理论假设相结合的方法，通过设定不同的烘烤工况参数，研究铝硅合金烘烤硬化后的力学性能响应，提出相应的数学模型进行量化表征。结果表明，所提出评价方法能有效衡量铝硅合金烘烤硬化后的综合力学性能，据此可以确定最佳的烘烤强化工艺，为铝硅合金材料的工艺优化设计和应用提供科学依据。

• 电弧增材制造2219铝合金的高温变形行为及其本构模型

  邓威, 秦会杰, 吴道文, 郭宁, 李要宗, 刘晓东, 武永,

  利用Gleeble-3500热模拟机对TIG增材制造2219铝合金的高温压缩变形行为进行研究，分别在200～500℃，以0.01、0.10、1.00和10.00 s-1的应变速率对其进行高温单向压缩试验，并得到相应条件下的真实应力应变曲线。结果表明：TIG增材制造2219铝合金的峰值应力范围为21～260 MPa。材料高温压缩的主要软化机制为动态回复，并辅之以动态再结晶。平均晶粒尺寸随应变量的增大而减小，变形量达到60%时，晶粒基本破碎，发生严重畸变。温度升高促进动态回复，在500℃、应变速率0.01 s-1时，形变导致的晶粒细化被抵消，晶粒均呈无畸变等轴状。建立沉积态材料的本构模型，反映压缩工况下的材料流变应力，为2219铝合金的热态同步轧制WAAM复合工艺数值模拟与优化提供理论基础及数据。

• La微合金化对Al-Si合金热变形行为及其微观组织变化规律的影响

  凌云, 陈宣, 项雁玲,

  通过熔铸法制备不含La以及La含量为0.068%的Al-Si-La合金，将两种Al-Si-（La）合金进行等温热压缩试验，试验热变形温度分别为300℃和400℃，应变速率分别为0.01 s-1和0.1 s-1，研究合金的热变形行为。使用金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）能谱分析和硬度仪等方式，研究不同La含量对Al-Si-La合金热变形微观组织和力学性能的影响。结果表明，两种合金的流变应力均随变形温度的升高和应变速率的减小而降低，添加La的Al-Si合金在300℃、0.1 s-1热变形条件下呈现出稳定流变状态，同时La的加入增大了合金的峰值应力。La的添加会生成Al Si La金属中间化合物，起到优化共晶Si相形貌和细化尺寸的作用，使热变形Al-Si合金的硬度增大。

• 陕北某含硫采油井抽油杆失效分析及治理对策研究

  杨琦, 尚雄涛, 陈辉, 李毅男, 曹峰, 李德君, 赵森,

  陕北某含硫采油井抽油杆腐蚀严重，服役1年左右就会发生断裂。对断裂抽油杆进行宏观形貌分析，利用SEM、EDS和XRD进行腐蚀特征分析，结合抽油杆服役工况分析抽油杆失效原因，同时通过现场腐蚀速率检测、腐蚀产物膜表征和抗拉性能测试，优选了适用于该油井的抽油杆材质。结果表明：失效的3130合金钢抽油杆的化学成分符合标准要求，抽油杆表面有大量腐蚀坑，平均腐蚀速率为1.6986 mm/a，最大点蚀深度为3.5 mm。腐蚀产物主要为FeCO3、Fe7S8和CaCO3，造成抽油杆断裂的主要原因是高矿化度含硫采出水引起的CO2/H2S腐蚀，高含Cl-也会促进点蚀发展。3种抽油杆材质的耐蚀性依次为4330A合金钢>25CrMoA合金钢>3130合金钢。腐蚀187 d后，4330A合金钢和25CrMoA合金钢表面平整，抗拉性能能够达到D级抽油杆标准。建议现场采用耐蚀性较好的4330A合金钢抽油杆。