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2025年第45卷第8期
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封面故事
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专题·材料基因工程
Al-Ce二元合金相的材料基因数据的第一性原理预测和应用
封面论文
封底论文
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AI导读
“
在材料科学领域,研究者通过第一性原理计算方法,预测了Ce添加到铝合金形成的富铝二元化合物相的材料基因数据,为铝合金异质形核研究提供理论依据。
”
陈泽炜, 陈星宇, 卢照, 吴波
2025, 45(8): 1121-1126. DOI: 10.15980/j.tzzz.Z20250001
摘要:基于密度函数理论的第一性原理计算方法,对Ce添加到铝合金形成的富铝二元化合物相在基态和有限温度下的结构参数、热力学性质和力学性质等材料基因数据进行了理论预测。Al
4
Ce、Al
11
Ce
3
和Al
2
Ce的生成焓均为负值,分别为-27.698、-37.586和-43.981 kJ/(mol·atom)。基于准谐近似(QHA)方法,获得不同温度下的元素和化合物的吉布斯自由能、热容、体积和体积弹性模量等重要热力学和热物性基因数据。基于计算获得了有限温度下的体积变化曲线,获得Al单质和二元化合物的晶格常数以及晶格匹配性,探究了Al
4
Ce、Al
11
Ce
3
和Al
2
Ce析出相促进铝合金异质形核的可能性。结果表明,900 K下,Al基体与四方型的Al
4
Ce的晶格匹配最好,失配度为-3.52%,有利于异质形核,与正交型的Al
11
Ce
3
具有较好的匹配度,晶格参数a和c与Al的晶格参数失配度分别为-7.70%和-5.50%,而与立方型的Al
2
Ce不具有匹配性,不利于异质形核。
关键词:稀土金属间化合物;材料基因工程;晶格失配度;第一性原理计算
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更新时间:2025-08-15
高通量电弧熔炼制备的Mo-Re合金的组织和性能研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
“
在材料科学领域,研究人员采用高通量电弧熔炼技术制备了Mo-xRe合金,系统研究了铼含量对合金微观结构和硬度的影响。研究发现,随着铼含量的增加,合金硬度显著提高,晶粒尺寸减小,为高性能合金材料的开发提供了新思路。
”
刘轶, 乔乐琳, 李学文, 刘艳洁
2025, 45(8): 1127-1135. DOI: 10.15980/j.tzzz.Z20240037
摘要:利用高通量电弧熔炼方法制备了32种成分的Mo-xRe合金(x=1%~50%,质量分数),系统研究了Re含量对合金的微观组织和硬度的影响。X射线衍射表明,制备的合金为BCC固溶体。当x≤10%时,合金硬度(HV)约为164,平均晶粒尺寸约为230 μm。当x> 10%时,合金硬度(HV)随Re含量增加可升高至300,晶粒尺寸则降低至40 μm。考虑固溶强化和细晶强化机制的共同作用,合金的硬度可拟合成:H=39.2+5.117x+8.803/
d
1
2
(x>10%)。低Re合金中细晶强化机制起主要作用,高Re合金中固溶强化为主导。
关键词:Mo-Re合金;铼效应;固溶强化;细晶强化;高通量电弧熔炼
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更新时间:2025-08-15
基于机器学习的6061铝合金成分-硬度关系预测与设计
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
“
在高强铝合金成分设计领域,研究者基于154组样本数据,构建了预测铝合金硬度的机器学习模型,揭示了合金元素间复杂的协同作用,为铝合金力学性能初筛预测提供新方法。
”
刘轶, 余童昕, 李卓颖, 李学文, 乔乐琳, 周策, 路宝坤, 刘艳洁
2025, 45(8): 1136-1147. DOI: 10.15980/j.tzzz.Z20250006
摘要:为开发基于数据驱动的高强铝合金成分设计方法,阐明6061铝合金成分和性能间的非线性构效关系,本研究基于高通量试验制备的154组样本数据,通过层级筛选的特征工程和算法与超参数优化,构建了预测铝合金硬度的机器学习模型,实现铝合金力学性能的初筛预测。通过特征重要性和“成分-硬度”映射关系等策略探讨合金成分对硬度的影响。在原始合金成分基础上引入309个初始基础性质特征,构建成分、性质、“成分-性质”三类特征空间。分析表明,基于耦合“成分-性质”特征构建的人工智能机器学习(ML)模型表现出最高的预测精度,其中最佳的随机森林模型的<RMSE>为4~8.5 HV。特征重要性分析表明,色散系数和原子半径差对硬度影响最大而Fe含量的影响最小。Si和Cu对合金硬度影响最大,但分别成正相关和负相关的关系。ML模型可揭示多种合金元素间复杂的协同作用:Si质量分数从0.4%增至0.7%引起的硬度提升可以弥补Cu质量分数从0.15%增至0.4%导致的硬度下降;Zn对合金硬度的改善作用依赖于Cr的含量,当Cr含量高于0.04%时,Zn和Cr的耦合作用使得合金硬度显著下降。
关键词:机器学习;特征工程;成分设计;铝合金;力学性能
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更新时间:2025-08-15
高强高导Cu-Cr-Zr合金的微观组织和性能的关系
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
“
在铜合金领域,研究者筛选出具有优异力学和电学性能的典型试样,揭示了微观组织与性能的关系,为铜合金开发提供新思路。
”
刘轶, 韩涛, 刘艳洁, 郑晨, 李学文, 乔乐琳, 李永灿, 李吉宝, 孟祥鹏
2025, 45(8): 1148-1159. DOI: 10.15980/j.tzzz.Y20240021
摘要:本研究在涵盖多种成分和工艺的高通量试验中筛选出具有不同力学和电学性能的典型试样,系统分析其对应的多样化微观组织。首先通过高通量电弧熔炼、均质化、热轧、固溶、冷轧和时效等全流程工艺制备了不同合金成分、热处理和变形工艺的铜合金试样,并进行了高通量硬度和电导率测量。利用XRD、OM、SEM和TEM等多尺度显微组织表征手段,对析出相的成分、形貌、尺寸和分布进行了分析。结果表明,优选的铜合金硬度(HV)>170,电导率>46.40 MS/m,其微观组织含α-Cr
2
Zr、Cu
5
Zr纳米相和CuZr
2
微米相。优选的铜合金成分含适量的析出相形成元素。优选的制备工艺为首先通过较大的室温变形,产生大量晶粒内缺陷,为合金元素偏析和析出相形成提供广域的形核位点。然后经过中等温度下短时间的时效热处理,析出均匀弥散分布的细小二次相。此外还发现,轧制变形会导致铜(220)晶面呈优先取向排布,定向排列的晶粒有利于提升电导率。
关键词:高强高导铜合金;Cu-Cr-Zr合金;力学性能;电学性能;高通量试验
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更新时间:2025-08-15
基于机器学习的高温合金熔模铸造涡轮叶片工艺参数优化
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
“
在熔模铸造领域,专家采用机器学习方法优化工艺参数,显著提升铸件性能和生产效率。
”
李杨, 邸钰婷, 张志坤, 程体娟, 王晓燕, 吴保平, 吴剑涛, 李俊涛
2025, 45(8): 1160-1163. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20240375
摘要:采用机器学习方法将试验数据与仿真分析相结合,对熔模铸造过程中的温度、冷却速度、合金成分等进行系统优化。通过收集大量的铸造工艺数据,构建基于深度学习的工艺参数预测模型,对工艺参数进行优化设计,利用现场试验对建模型进行了验证。结果显示,采用机器学习方法优化铸造参数,可明显改善铸件组织及力学性能,降低缺陷率,提高生产效率和经济效益。在机器学习背景下,参数组对比中,最优参数组的铸造质量评级明显高于次优参数组,且最优参数组只有1组低于90分,而次优参数组均低于90分。
关键词:机器学习;高温合金;熔模铸造;工艺参数优化
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更新时间:2025-08-15
基于降维和升维特征的多组元Nb-Si合金的能量和结构的机器学习
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
“
在材料设计领域,研究者基于第一性原理计算数据,系统探究了特征学习优化对机器学习模型预测Nb₅Si₃合金关键性质的影响,为机器学习辅助材料设计开发提供重要参考。
”
高珺, 唐宇超, 方李鑫, 肖斌, 刘艳洁, 刘轶
2025, 45(8): 1164-1172. DOI: 10.15980/j.tzzz.Z20250010
摘要:基于第一性原理计算数据和“中心-环境”特征,系统探究了基于结构降维与升维的特征学习优化对机器学习模型预测Nb₅Si₃合金的关键性质(置换能和键长)变化的影响。通过比较集成特征筛选降维、嵌入升维模型及预训练-微调迁移学习策略,发现离散型嵌入模型结合预训练-微调迁移学习在置换能预测上表现最佳,而随机森林模型结合特征筛选在预测局部键长变化上更具优势。揭示了针对不同目标性质的预测需适配不同的机器学习算法模型及其匹配的特征优化策略,即特征降维和升维的有效性取决于机器学习算法及其预测目标的性质,为机器学习辅助材料设计开发提供了重要参考。
关键词:机器学习;特征学习;迁移学习;Nb-Si合金;合金设计
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更新时间:2025-08-15
高熵合金颗粒增强铝基复合材料的参数化建模研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
“
在铝基复合材料领域,专家基于RVE的有限元分析模型,模拟分析了高熵合金颗粒增强铝基复合材料的力学性能及变形行为,为低体积分数复合材料设计提供解决方案。
”
焦淦清, 朱德智, 朱翃飞, 刘是文
2025, 45(8): 1173-1178. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20250010
摘要:针对低体积分数(≤20%)高熵合金颗粒增强铝基复合材料,基于代表性体积单元(RVE)的有限元分析模型(FEA),通过试验拟合本构方程,模拟分析了增强相体积分数、粒径和颗粒形态(不规则与球形)对复合材料的力学性能及变形行为的影响。结果表明,HEA
p
/Al铝基复合材料的弹性模量和屈服强度与增强相体积分数成正比。当体积分数一定时,HEA颗粒粒径对复合材料的力学性能影响不显著。相较于球形HEA颗粒,不规则HEA颗粒增强复合材料的弹性模量均较高。分析表明,不规则HEA颗粒增强相易导致应力集中。仿真和试验结果对比分析发现,HEA
p
体积分数为5%和10%的HEA
p
/Al铝基复合材料的变化趋势相同,数据偏差小于10%,拟实分析的一致性好。因此,建立的RVE/FEA模型可以有效模拟低体积分数、微米级高熵合金颗粒增强铝基复合材料的力学性能及变形行为。
关键词:铝基复合材料;高熵合金颗粒;有限元分析;参数化建模
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更新时间:2025-08-15
研究·论述
激光选区熔化成形铝硅合金研究进展
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
“
在高端制造领域,铝合金凭借轻质、高强度等特性被广泛应用。激光选区熔化技术精确制备复杂零件,推动航空航天和汽车工业发展。
”
刘杰龙, 李俊峰, 赵琳瑜
2025, 45(8): 1179-1188. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20240332
摘要:铝合金以其轻质、高强度、优越的耐腐蚀性及卓越的抗疲劳特性,被广泛应用于高端制造领域。激光选区熔化技术具备精确制备复杂零件的能力,成为航空航天和汽车工业等领域的重要制造手段。介绍了激光选区熔化技术的工作原理和关键要素,总结了Al-Si合金SLM成形后的微观结构特征、性能表现、缺陷与防治措施以及后处理方法。概述了该技术的实际应用情况,并提出了对未来发展方向的预见性思考。
关键词:激光选区熔化;Al-Si 合金;力学性能;成形缺陷
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更新时间:2025-08-15
医用可降解Zn合金液态成形技术进展
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
“
在可降解医用金属材料领域,Zn合金液态成形技术取得新进展,为制备植入器械提供关键支撑。
”
孙金岭, 石章智, 李亚庚, 刘丹丹, 薛喆, 张晋, 高克玮, 王鲁宁
2025, 45(8): 1189-1197. DOI: 10.15980/j.tzzz.H20240011
摘要:Zn合金凭借其良好的力学性能、生物相容性以及可体内安全降解等优势成为新一代可降解医用金属材料,已被用于制备血管支架、界面螺钉、悬吊带袢板、肠胃吻合钉等植入器械。液态成形通常作为可降解Zn合金从原料到植入器械的第一个制备环节,在调控可降解Zn合金材料和器械的性能中发挥关键作用。总结了Zn合金的重力铸造、压铸、渗流铸造、薄带连铸、定向凝固、高压凝固、粉床熔融3D打印等液态成形技术的研究进展,分析了影响Zn合金液态成形质量的因素,展望了医用可降解Zn合金液态成形领域的研究方向。
关键词:液态成形技术;可降解Zn合金;第二相;性能
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更新时间:2025-08-15
研究·增材制造
粘结剂喷射成形316L不锈钢烧结动力学与致密化研究
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
“
在3D打印领域,研究人员利用粘结剂喷射成形设备制备316L不锈钢生坯,通过不同温度和时间的烧结试验,分析了烧结对材料线收缩和致密化的影响,建立了烧结动力学方程和致密化模型,为3D打印材料研究提供新思路。
”
陈庆文, 侯瑞东, 赵浩, 玉河, 宗贵升
2025, 45(8): 1198-1204. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20240323
摘要:利用3DPTEK-J160R型粘结剂喷射成形设备对316L不锈钢实现了生坯制备,采用GSL-1 700X-80管式炉分别进行1 380、1 400和1 420 ℃条件下不同时间的烧结试验。分析了烧结温度和烧结时间对316L不锈钢线收缩行为和致密化行为的影响,并对烧结收缩率和密度数据进行回归分析,得到了烧结动力学方程,建立了烧结致密化模型,阐述了烧结过程的几何轨迹。结果表明,随烧结温度升高、烧结时间延长,316L不锈钢线收缩率和密度均呈上升趋势,Z向线收缩程度由于层间孔隙和重力作用大于X向和Y向的;表观活化能为933.313 01 kJ/mol;烧结致密化模型有效性为0.948 31,平均误差为1.496 30%;烧结过程的几何轨迹可采用烧结“三阶段+三过程”理论阐述。
关键词:粘结剂喷射;316L不锈钢;烧结动力学;增材制造
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更新时间:2025-08-15
研究·复合材料
激光粉末床熔融制备WC增强Cu基复合材料
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
“
在材料科学领域,研究人员通过激光粉末床熔融工艺制备了WC增强铜基复合材料,发现中等线能量密度能提升材料力学性能,3WC/Cu复合材料具有高致密度、电导率和抗高温软化性能。
”
李超, 孟冬雪, 牛金豪, 赵永峰, 杜君莉, 王朝华, 朱华, 王章洁
2025, 45(8): 1205-1213. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20250026
摘要:通过在微米级的铜粉表面包覆WC颗粒,并采用激光粉末床熔融(L-PBF)工艺制备了WC增强铜基复合材料,研究了激光线能量密度对Cu-WC复合材料微观组织和力学性能的影响规律。结果表明,中等线能量密度能够促进熔池内的Marangoni对流作用及加强WC颗粒的碰撞,使WC颗粒在Cu基体中的分布更加均匀,进而提升材料的力学性能。通过L-PBF制备的3WC/Cu复合材料具有较高的致密度(>98%),其电导率接近51.9 MS/m,屈服强度可达200 MPa。此外,该复合材料还具有良好的抗高温软化性能,经900 ℃高温退火1 h后仍保持约130 MPa的屈服强度,电导率超过52.2 MS/m,显著优于其他铜基材料。
关键词:L-PBF;Cu基复合材料;微观组织;WC;力学性能
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更新时间:2025-08-15
研究·合金工艺
Sc添加+热处理协同调控Al-Cu-Mg合金组织及力学性能
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
“
在铝合金领域,研究人员通过热力学计算和微观组织表征,研究了Sc添加对Al-Cu-Mg合金相变规律及力学性能的影响。结果表明,含Sc合金的凝固路径为:L→L+α-Al→L+α-Al+Al3Sc→L+α-Al+W→α-Al+θ+W,析出序列为Al3Sc、W和θ相。为进一步控制W相生成,确保合金中产生足够的Al3Sc或Al3(Sc,Zr),Sc添加量应不超过0.3%。同时,采用试验手段初步验证了凝固过程中的共析转变(W→θ+Al3Sc)。通过双级均匀化热处理工艺,Al-Cu-Mg-(Sc)合金的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别提高了7.8%、11.2%和40.6%。
”
赵旺, 秦晋, 闫志杰, 王睿, 于志强, 王斌
2025, 45(8): 1214-1218. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20240277
摘要:通过热力学计算和微观组织表征研究了Sc添加对Al-Cu-Mg合金相变规律及力学性能的影响。结果表明,含Sc合金的凝固路径为:L→L+α-Al→L+α-Al+Al
3
Sc→L+α-Al+W→α-Al+θ+W,析出序列为Al
3
Sc、W和θ相。为进一步控制W相生成,确保合金中产生足够的Al
3
Sc或Al
3
(Sc,Zr),Sc添加量应不超过0.3%。同时,采用试验手段初步验证了凝固过程中的共析转变(W→θ+Al
3
Sc)。通过双级均匀化热处理工艺,Al-Cu-Mg-(Sc)合金的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别提高了7.8%、11.2%和40.6%。
关键词:Al-Cu-Mg合金;微合金化;相变;力学性能
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更新时间:2025-08-15
不同脉冲参数下Cu-20Fe合金熔体在电磁场中的电磁力行为
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
“
在材料科学领域,研究者利用COMSOL Multiphysics软件模拟了电脉冲对Cu-20Fe合金熔体电磁场及热流场耦合作用的影响,发现脉冲宽度和电流振幅对熔体流动特性有显著影响,为提高合金熔体冷却速率提供了新思路。
”
寇东霞, 张俊婷, 李崇菠, 韩泽宵
2025, 45(8): 1219-1226. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20240304
摘要:借助COMSOL Multiphysics软件模拟了电脉冲作用下Cu-20Fe合金熔体内电磁场及电磁热与流场之间的耦合作用,分析了脉冲电流的振幅、频率和脉宽对Cu-20Fe合金熔体内部电磁力和流场分布特征的影响。结果表明,在一个脉冲周期内,当脉冲宽度从2.3 ms增加到17 ms时,电极附近熔体的电流密度、磁感应强度和洛伦兹力的峰值先增大后减小,当脉冲宽度为13 ms时,电磁力峰值最大。当电流为1 400 A,频率为15 Hz时,随着脉冲宽度增加,由洛伦兹力诱导的熔体内部的流动强度先增大后减小,在脉冲宽度为13 ms、时间为t
p
/4时,Cu-20Fe合金熔体内的流速达到最大值,为2.03 mm/s。此外,脉冲宽度的调整对Cu-20Fe合金熔体流动的垂直分量产生的影响大于水平分量。电极附近熔体的电流密度、磁感应强度、洛伦兹力和流动强度均随着电流振幅的增加而增加。由洛伦兹力引起的Cu-20Fe合金熔体内部的循环流动,不仅促进熔体内部温度的均匀分布,也提高了Cu-20Fe合金熔体的冷却速率。
关键词:电脉冲;脉冲电流;脉冲宽度;温度;Cu-20Fe合金
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更新时间:2025-08-15
抽拉速度对Al-43.5Zn-1.5Si-0.1Sr合金组织和性能影响
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
“
在材料科学领域,研究者深入分析了定向凝固Al-43.5Zn-1.5Si-0.1Sr合金的微观结构与力学性能,揭示了定向凝固参数对合金性能的调控作用,为优化合金性能提供了新的角度。
”
胡凯迪, 闫显涛, 谯德高, 张国堂, 李健, 彭鹏
2025, 45(8): 1227-1232. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20240333
摘要:深入探讨了定向凝固Al-43.5Zn-1.5Si-0.1Sr合金在不同抽拉速度下的微观结构与力学性能。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及能量色散光谱(EDS)分析了定向凝固Al-43.5Zn-1.5Si-0.1Sr合金的微观结构和相组成,通过拉伸试验评估了合金的抗拉强度和屈服强度。结果表明,随着抽拉速度提升,合金一次枝晶间距显著减小,同时合金的抗拉强度和屈服强度增长。揭示了定向凝固参数对合金微观结构及性能的调控作用,为优化合金性能提供了新的角度。
关键词:Al-43.5Zn-1.5Si-0.1Sr 合金;Sr添加;定向凝固
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更新时间:2025-08-15
研究·合金性能
固溶时间对半固态压铸Al-Si-Fe-Mg合金组织与性能的影响
封面论文
封底论文
增强出版
AI导读
“
在材料科学领域,研究者采用半固态压铸技术制备Al-Si-Fe-Mg合金拉伸试样,发现固溶时间对合金组织和力学性能有显著影响。当固溶时间为1小时时,试样展现出优异的强度和塑性组合。
”
刘岩, 陈宗涛, 高民强, 何建冬, 管仁国
2025, 45(8): 1233-1238. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20240174
摘要:采用半固态压铸技术制备了Al-Si-Fe-Mg合金拉伸试样,研究了固溶时间对半固态压铸拉伸试样组织与力学性能的影响。结果表明,随着固溶时间从0 h延长至4 h,初生α
1
-Al晶粒和二次凝固α
2
-Al晶粒的平均晶粒直径增加,形状因子减小,共晶Si相先由短棒状演变为颗粒状,然后发生粗化,元素固溶浓度先增加后保持稳定,拉伸试样的力学性能先提高后降低。当固溶时间为1 h时,拉伸试样具有良好的强度和塑性组合,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为320.1 MPa、224.2 MPa和13.3%。
关键词:Al-Si-Fe-Mg合金;半固态压铸;固溶时间;显微组织;力学性能
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更新时间:2025-08-15
N对CrNiTiMoN
x
高熵合金薄膜微观组织和性能影响
封面论文
封底论文
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AI导读
“
在材料科学领域,研究人员采用直流磁控溅射反应技术制备了CrNiTiMoNx高熵合金薄膜,研究了不同N2、Ar体积流量比对薄膜微观组织结构和性能的影响。发现N2、Ar体积流量比为1∶1时,薄膜硬度最高,耐腐蚀性能最好,满足极端环境下使用要求。
”
赵凯, 高华超, 郝雪卉, 马丹丹, 王长征
2025, 45(8): 1239-1244. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20240311
摘要:采用直流磁控溅射反应技术在304不锈钢和Si片上制备了CrNiTiMoN
x
高熵合金薄膜,研究了不同N
2
、Ar体积流量比对薄膜微观组织结构和性能的影响。结果发现,未通N
2
时,CrNiTiMo薄膜呈现出体心立方相和非晶相双相混合结构。通入N
2
后,CrNiTiMoN
x
薄膜的晶体结构为面心立方体相;所有薄膜的表面都比较光滑,表现出较好的均匀性和致密性。同时,薄膜的横截面展现出柱状结构,没有明显孔隙;在质量分数为3.5%的NaCl溶液中浸蚀后,所有薄膜的耐蚀性均优于304不锈钢。随着N
2
、Ar体积流量比的增加,薄膜的腐蚀电流密度先增加后减小再增加,其中CrNiTiMo高熵合金薄膜的腐蚀电流密度最低,耐腐蚀性能最好。N
2
、Ar体积流量比为1∶1时,沉积的薄膜硬度最高(14.6 GPa),而腐蚀电流密度(1.55×10
-7
A/cm
2
)略低于CrNiTiMo高熵合金薄膜,表明此时沉积的薄膜兼具耐蚀性和高硬度特点,能够满足极端环境下的使用要求。
关键词:CrNiTiMoN
x
薄膜;磁控溅射;耐蚀性;硬度
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更新时间:2025-08-15
激光重熔对活塞用Al-Si合金组织和力学性能的影响
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“
在铝合金领域,研究者采用多种测试手段,发现重熔处理显著细化了Al-12Si-4Cu合金微观组织,同时改善了其力学性能。
”
刘飞, 韩笑, 刘世英, 冯增建, 熊培友, 王君, 姜殿昌
2025, 45(8): 1245-1250. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20240276
摘要:采用XRD、SEM、EDS、EBSD、维氏硬度计、拉伸试验机等测试手段研究了重熔处理对活塞铝合金(Al-12Si-4Cu)微观组织和力学性能的影响。结果表明,重熔处理不改变合金的物相组成,但显著细化了合金中晶粒、初生Si、共晶Si和第二相的尺寸。重熔区深度约为3.5 mm,不同重熔深度的细化效果存在显著差异。在重熔深度为2 mm处,合金硬度最高,初生Si的尺寸最小,约为2 μm。重熔处理有利于同时改善合金的抗拉强度和伸长率。这可能是由于重熔处理细化了微观组织,增大了合金基体的溶质原子过饱和度,进而增强了细晶强化、固溶强化和第二相强化的效果。
关键词:活塞铝合金;重熔处理;抗拉强度;伸长率
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更新时间:2025-08-15
Y和Nd对Mg-Zn-Gd合金的组织、变形及力学性能影响
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“
在镁合金领域,研究揭示了Mg-Zn-Gd系合金微观组织、断裂机制和变形模式与力学性能的关系,发现高Y低Nd含量可提高合金性能。
”
郭贺, 胡文鑫, 何伟, 刘峰, 王鑫媛, 杨正华, 卢宇明
2025, 45(8): 1251-1262. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20240465
摘要:研究了Mg-Zn-Gd系合金的微观组织、断裂机制和变形模式与力学性能的相关性,考虑了Y和Nd的添加对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,合金的显微组织由初生相(α-Mg)和W相组成。随着Y含量增加和Nd含量减少,合金的晶粒尺寸由17.18 μm增加到29.24 μm;合金中形成两种LPSO相,分别为14H和18R;固溶热处理后W相转变为富Zn-Zr相。添加Y和Nd后,合金的力学性能主要受LPSO相的影响,而晶粒尺寸的影响可以忽略。基于上述分析,高Y含量和低Nd含量可以提高合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率,通过固溶处理可以进一步提高合金的力学性能。含LPSO相合金的变形模式结果表明,更多LPSO相的存在导致合金在拉伸过程中出现{1
0
¯
12}拉伸孪晶,从而提高了材料的力学性能;确定了合金在每个阶段的变形模式:更多的LPSO相和孪晶激活锥面滑移并抑制柱面滑移。
关键词:Mg-Zn-Gd合金;LPSO相;变形模式;力学性能;微观组织
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更新时间:2025-08-15
应用·压力铸造
锌合金薄壁件压铸模具失效分析及设计优化
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“
在锌合金薄壁铸件领域,专家分析模具失效原因,优化模具方案,提升压铸效率和模具寿命,消除二次返工工序。
”
戴宗豫, 马蒙, 朱永军
2025, 45(8): 1263-1269. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20240008
摘要:从对锌合金薄壁铸件结构、模具失效形式、模具成形方案和加工工艺等方面,分析了两套模具连续断裂失效的原因。利用理化检验设备、铸造模拟软件对铸件充型、熔体填充过程和卷气夹渣缺陷等进行模拟验证,获得了有效成形数据,解决了铸件模具成形稳定性差、寿命短的难题。相比失效模具,改善优化后的模具方案将压铸机利用率和压铸效率提升了100%、模具寿命延长了2.7倍以上且消除了去除铸件披锋和多料的二次返工工序。
关键词:压铸模;锌合金;热疲劳;失效分析;CAE分析
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更新时间:2025-08-15
超大型一体化前舱压铸件机加工技术研发及应用
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“
在汽车制造领域,专家针对超大型一体化压铸件前舱加工难题,制定了机加工工艺方案,验证了双梁双主轴五轴龙门加工中心设备方案的优越性。
”
伍宝坚, 梁汉广, 何绍勇, 万里, 黄志垣, 梁峻瑜, 钟宇毅, 邓绍朗
2025, 45(8): 1270-1275. DOI: 10.15980/j.tzzz.Z20240034
摘要:超大型一体化压铸件前舱具有尺寸大、结构形状复杂、加工特征及摆放角度多等特点。传统汽车件的加工方式存在工序装夹次数增加、加工节拍长及生产设备数量多、生产线占地面积大的现象。基于此,以前舱为研究对象,分析了其结构及开发技术难点,制定了机加工工艺方案,包括加工工艺、加工设备选型及机加工夹具和刀具设计。通过对比试验,验证了双梁双主轴五轴龙门加工中心设备方案在加工时间、机加工尺寸合格率和外观质量方面的优越性。
关键词:单道工序;机加工工艺;一体化压铸;前舱
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更新时间:2025-08-15
应用·精密铸造
制壳工艺对单晶叶片再结晶的影响研究
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“
在航空材料领域,专家通过型壳减层和材料优化,有效抑制单晶叶片再结晶,为叶片制造提供新方案。
”
张玲, 金磊, 郭新力, 范秉正
2025, 45(8): 1276-1280. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20240226
摘要:为了提高单晶叶片陶瓷型壳的退让性,解决双联单晶叶片再结晶问题,进行了型壳减层、型壳背层浆料加聚合物、型壳背层采用熔融石英耐火材料的试验,对陶瓷型壳试样的烧结室温强度、高温强度、热膨胀性能和自重变形进行了研究,并进行了浇注验证。结果表明,在背层浆料加硅溶胶质量10%的聚合物,同时第4层采用熔融石英粉为耐火粉料,单晶叶片型壳能有效抑制再结晶的产生,且浇注后铸件型面尺寸合格。
关键词:再结晶;陶瓷型壳;强度;热膨胀;自重变形
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更新时间:2025-08-15
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