最新刊期

    2025年第45卷第9期

      专题·智能铸造前沿与应用

    • 在挤压铸造工艺领域,专家提出了融合工程知识的数据正确性检测方法,有效识别异常数据,平均召回率达95%。
      邓建新, 吴秀松, 李修明, 尹政
      2025, 45(9): 1281-1290. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20240071
      摘要:为构建高质量的挤压铸造工艺数据集,保证数据驱动模型的质量,针对多源挤压铸造工艺数据存在的异常数据问题,提出了融合挤压铸造领域工程知识,集成多个检测模型的数据正确性检测方法。首先结合挤压铸造工程知识构建挤压铸造工艺数据属性值取值规则,建立基于属性取值规则的异常判定模型;然后基于集成学习思想,使用投票法建立基于局部离群因子、箱型图和孤立森林模型的挤压铸造工艺数据的异常集成检测模型,并与属性值取值规则结合形成两阶段检测方法,实现对挤压铸造工艺数据集从工程知识和数据特征两个维度的数据正确性检测。结果表明,所提出的方法提高了泛化能力,能对挤压铸造工艺数据集中的异常数据进行有效识别,平均召回率达95%。  
      关键词:挤压铸造;数据正确性;异常检测;领域知识;集成模型   
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      更新时间:2025-09-15
    • 基于正交试验冷却器盖压铸工艺设计与模拟优化 AI导读

      在汽车铝合金冷却器盖压铸工艺领域,专家结合数值模拟与正交试验法,优化了工艺参数,成功试制出满足使用要求的产品。
      王顺程, 沈黎, 马勇
      2025, 45(9): 1291-1295. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20240343
      摘要:以某汽车铝合金冷却器盖为研究对象,将数值模拟与正交试验法相结合,对其进行压铸工艺设计及优化。首先对该铸件进行工艺分析,根据其结构特点设计浇注系统和排溢系统,并对冷却系统进行工艺优化。设计正交试验方案并对其分别进行数值模拟。根据试验结果得到优化工艺参数:浇注温度为680 ℃,模具预热温度为180 ℃,压射速度为3 m/s。再对优化工艺参数方案进行冷却系统优化。最后用优化后的工艺方案进行产品试制和检测,得到的铸件外观完整,X射线探伤结果显示无明显缩孔缩松,满足使用要求。  
      关键词:铝合金;冷却器盖;压铸;数值模拟;正交试验   
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      更新时间:2025-09-15
    • 哈兹列特连铸铝板坯凝固场数值模拟研究 AI导读

      在材料科学领域,专家构建了3003铝合金连铸区液-固耦合流变场模型,分析了工艺参数对铸坯温度场、凝固场的影响,为热连轧铸坯温度控制提供解决方案。
      李轩, 潘秋红, 金伟, 黄寿志, 蒋明元
      2025, 45(9): 1296-1302. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20240329
      摘要:基于Fluent流体模拟软件构建了3003铝合金在二维尺度下的连铸区液-固耦合流变场模型,采用单一变量法模拟分析了不同工艺参数对铸坯温度场、凝固场的影响。结果表明,当拉坯速度一定且浇注温度在适配区间内升高时,铸坯芯部形成位置的延后偏移量要大于表面坯壳,但两相区长度影响较小。当浇注温度一定,拉坯速度在中速区间升高时,铸坯芯部及坯壳形成位置的延后距离几乎一致且微量,但拉坯速度提高到0.15 m/s和0.17 m/s时,上述距离会明显增加且整个铸区的温度梯度减小,两相区长度相近。此外,拟合并验证了铸坯出口温度与厚度、温差的公式,为热连轧建立合适的铸坯温度控制机制。  
      关键词:哈兹列特连铸;凝固传热;数值模拟   
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      更新时间:2025-09-15
    • AZ81-0.5Ca铸态镁合金流变应力预测模型 AI导读

      在镁合金流变行为研究领域,专家基于双曲正弦形式的本构方程建立了流变应力预测模型,预测精度高,为解决相关问题提供解决方案。
      李萍, 王莹, 张清
      2025, 45(9): 1303-1306. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20240204
      摘要:通过热压缩试验和数据处理对AZ81-0.5Ca铸态镁合金在变形温度为300~450 ℃、应变速率为0.01~1 s-1条件下的流变行为进行了研究,基于双曲正弦形式的本构方程建立了流变应力预测模型并进行了验证。结果表明,采用该模型预测的峰值流变应力具有较高的精度,预测值与实测值相关系数为0.99,平均相对误差为3.42%。  
      关键词:镁合金;热压缩;流变应力;预测模型   
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      更新时间:2025-09-15
    • 低压铸造UNILIA氢燃料电池堆系统盲端板冷却优化 AI导读

      在氢燃料电池领域,专家设计了底注式浇注系统,利用ProCAST软件优化铸造工艺,消除了铸件缺陷,提升了铸件品质。
      刘鑫悦, 苏小平
      2025, 45(9): 1307-1311. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20240195
      摘要:以UNILIA氢燃料电池堆系统盲端板为对象,根据其结构特点设计了底注式浇注系统。利用ProCAST软件对电池端板初始铸造工艺方案进行数值模拟,并分析了其充型过程中的温度场和凝固过程的固相率,预测了铸件中缩松、缩孔缺陷的位置。根据缺陷具体位置,先后增加点冷却和线冷却系统,同时调整工艺参数进行优化。通过对比发现,添加线冷却系统的铸件缩松、缩孔缺陷消失,且铸件的最大二次枝晶间距值优化后减小了6.11%,提高了铸件品质。  
      关键词:电池端板;数值模拟;低压铸造;冷却工艺   
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      更新时间:2025-09-15
    • 基于多工况拓扑优化的挤压铸造悬置托臂轻量化设计 AI导读

      在汽车悬置托臂轻量化设计领域,专家采用线性加权法和层次分析法,成功实现了悬置托臂的多工况拓扑优化,质量减轻54.7%,满足了产品使用要求。
      陈云, 周澳华, 高聚堡, 杨鹏, 胡楷雄, 滕庆
      2025, 45(9): 1312-1319. DOI: 10.15980/j.tzzz.H20240021
      摘要:以汽车悬置托臂为研究对象,采用线性加权法建立了多工况拓扑优化数学模型,通过层次分析法确定了各工况的权重系数,将得到的悬置托臂多工况拓扑优化结果与挤压铸造工艺结合完成了对悬置托臂的轻量化设计。优化后的悬置托臂在相应服役工况下通过了刚度和强度的校核,且质量相较于球墨铸铁悬置托臂减轻了54.7%。经T6热处理后,本体取样的平均抗拉强度为325.1 MPa,屈服强度为275.2 MPa,伸长率为8.7%。优化后的悬置托臂通过了静压试验,满足了产品使用要求。  
      关键词:多工况拓扑优化;悬置托臂;挤压铸造;轻量化设计   
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      更新时间:2025-09-15
    • TAE-YOLO:一种高效的轻量级铸件缺陷检测算法 AI导读

      在砂型铸造领域,TAE-YOLO算法大幅提升铸件缺陷检测效率,为工业环境部署提供新方案。
      陈子豪, 张龙, 缪剑晖, 洪军, 司斌, 沈颖杰
      2025, 45(9): 1320-1326. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20240391
      摘要:在砂型铸造中,准确识别铸件表面气孔、裂纹和夹杂等缺陷至关重要。针对现有铸件缺陷检测算法在资源受限的工业环境中部署存在的问题,提出了一种高效、轻量化的铸件缺陷检测算法——TAE-YOLO。TAE-YOLO算法采用轻量级的Detect_TADDH检测头替换原有检测头,并引入YOLOv9中的高效ADown降采样模块。此外,为加速特征提取,提出了C2f_EFFC卷积模块。通过在自建铸件缺陷数据集上的验证结果表明,TAE-YOLO在铸件缺陷检测中相比YOLOv8n在mAP@0.5指标上提高了8.5%,同时参数量减少了43.5%。  
      关键词:铸件缺陷检测;TAE-YOLO算法;深度学习   
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      更新时间:2025-09-15

      研究·论述

    • Al-Si-Cu-Mg合金研究现状与展望 AI导读

      在航空航天、汽车等领域,Al-Si-Cu-Mg合金研究取得进展,汇总了合金化基础、成形方式及热处理工艺等方面的研究进展,为合金发展提供解决方案。
      赵赟淏, 孙明, 裴林清, 艾力西尔·吾甫尔, 聂梓轩, 艾孜海江·阿依甫
      2025, 45(9): 1327-1334. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20240441
      摘要:高强度Al-Si-Cu-Mg合金因其优越的力学性能,在航空航天、汽车等领域受到广泛关注。目前,关于Al-Si-Cu-Mg合金的研究已取得了大量进展,但相关综述较为匮乏。总结了Al-Si-Cu-Mg合金的研究现状,主要概括了合金化基础(Si、Cu、Mg、Mn、Sr、RE、Zr)、成形方式(传统铸造、压铸、挤压铸造、变形)及热处理工艺(固溶、时效)等方面的研究进展,汇总了典型Al-Si-Cu-Mg合金的力学性能,并展望了合金的发展趋势。  
      关键词:Al-Si-Cu-Mg合金;合金化基础;成形工艺;热处理   
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      更新时间:2025-09-15
    • 架空导线用高强铝合金导体材料研究进展 AI导读

      Al-Mg-Si系铝合金导体材料在高强铝合金导线领域取得研究进展,专家探讨了合金元素含量控制、微合金化元素添加、热处理制度优化等手段对Al-Mg-Si合金特征微观结构、综合性能的影响,为高强铝合金导线推广应用提供解决方案。
      李梦琳, 陈保安, 徐金, 陈瑞, 韩钰, 潘学东, 房正刚, 迟铖, 赵蕊
      2025, 45(9): 1335-1339. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20240384
      摘要:Al-Mg-Si系铝合金导体材料因其良好的力学性能与电导率被广泛用于高强铝合金导线中,在大跨越、强覆冰等服役场景输电线路中具有技术优势。Al-Mg-Si合金的力学和电学性能存在相互制约关系,限制了高强铝合金导线的推广应用。综述了高强铝合金导体材料性能提升技术研究进展,讨论了主要合金元素含量控制、微合金化元素添加、热处理制度优化等手段对Al-Mg-Si合金特征微观结构、综合性能的影响,并介绍了高强铝合金导体材料的应用情况。  
      关键词:Al-Mg-Si合金;高强铝合金导线;电导率   
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      更新时间:2025-09-15
    • 铝合金晶粒细化方法及机理研究进展 AI导读

      铝合金晶粒细化技术研究进展,为提升合金性能提供新思路。
      张建英, 张洪亮, 李海燕, 曹仁伟, 朱明伟
      2025, 45(9): 1340-1347. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20240345
      摘要:铝合金铸造时容易产生粗大晶粒组织,导致其力学和耐蚀性能不佳。采用适当的晶粒细化方法可避免粗晶产生,并促进等轴晶区的形成,进而改善合金的综合性能。综述了有关铝合金晶粒细化的方法和效果,分析了主要细化方法的作用机理。总结了各种细化方法存在的问题,并对其未来的发展进行了展望。  
      关键词:铝合金;凝固;晶粒细化;细化机理;稀土元素   
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      更新时间:2025-09-15

      研究·复合材料

    • 压铸成形TiB2/ADC12铝合金材料组织与力学性能 AI导读

      在铝合金材料领域,研究人员通过向ADC12压铸铝合金熔体中加入Al-5Ti-B中间合金,制备了TiB2/ADC12铝合金材料。研究发现,Al-5Ti-B添加量为3%时,合金硬度和力学性能最佳,抗拉强度、屈服强度和伸长率显著提高。
      张卓, 彭国胜, 汪垚镔, 付秀洋, 赵鹏宇, 顾亦诚
      2025, 45(9): 1348-1353. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20240381
      摘要:以ADC12压铸铝合金为基体,向其熔体中加入Al-5Ti-B中间合金,通过高压压铸制备了TiB2/ADC12铝合金材料。采用硬度和拉伸试验,结合OM、XRD及SEM-EDS表征,研究Al-5Ti-B含量对ADC12合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,ADC12压铸铝基体包含粗大的一次结晶相(α1-Al)和细小的二次结晶相(α2-Al);随着Al-5Ti-B中间合金添加量增加,粗大的α1-Al晶粒和块状α-AlFeMnSi相均得到有效细化;当Al-5Ti-B添加量达到5%时,α1-Al不再细化,组织中出现针状的Al3Ti相;Al-5Ti-B添加量为3%时,TiB2/ADC12铝合金的硬度和力学性能理想,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为290 MPa、179 MPa和6.2%,相比于ADC12铝合金,分别提高了29.5%、27.9%和37.8%。  
      关键词:Al-5Ti-B;ADC12铝合金;显微组织;力学性能   
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      更新时间:2025-09-15
    • 免热处理(TiB2+ZrB2)/AlSi10MnMg复合材料制备及性能研究 AI导读

      在新材料领域,研究者采用原位生成反应法制备了免热处理(TiB2+ZrB2)/AlSi10MnMg复合材料,发现当(TiB2+ZrB2)反应生成量为2.6%(质量分数)、反应时间为20 min时,复合材料获得的微观组织和力学性能最优。
      刘光雨, 周宏伟, 李元东, 刘文憬, 鞠涛, 张旭远, 邱谨
      2025, 45(9): 1354-1359. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20240319
      摘要:采用原位生成反应法制备了免热处理(TiB2+ZrB2)/AlSi10MnMg复合材料,研究了ZrB2和TiB2纳米颗粒对 AlSi10MnMg 铝合金微观组织及力学性能的影响。结果表明,当(TiB2+ZrB2)反应生成量为2.6%(质量分数)、反应时间为20 min时复合材料获得的微观组织和力学性能最优。拉伸试验结果证实,复合材料的抗拉强度和伸长率分别为270.1 MPa 和7.96%,比重力铸造成形的AlSi10MnMg合金分别提高了 36.3%和 315.7%,这归因于TiB2和ZrB2颗粒对共晶Si的变质作用和细晶强化作用。  
      关键词:免热处理;复合材料;AlSi10MnMg合金;(TiB2+ZrB2)颗粒;原位反应   
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      更新时间:2025-09-15
    • 热处理对SiCp/6061Al复合材料组织及性能的影响 AI导读

      在电子封装基板领域,研究揭示了热处理对SiCp/6061Al复合材料性能的影响,发现T6处理能显著提升硬度、抗折强度和热导率,降低残余应力。
      徐振军, 阎峰云
      2025, 45(9): 1360-1365. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20240268
      摘要:本研究探讨了热处理工艺对直热法粉末触变成形技术制备的SiCp/6061Al复合材料电子封装基板的硬度、抗折强度、热导率、热膨胀系数以及残余应力的影响。结果显示,540 ℃×7 h固溶+175 ℃×12 h时效(T6处理)为SiCp/6061Al复合材料最佳的热处理制度,此时复合材料硬度(HB)为283.7,抗折强度为560.3 MPa,热导率为155 W/(m·K);而在未经T6处理下,复合材料的硬度为127,抗折强度为300 MPa,热导率为121 W/(m·K)。与未经T6处理相比,T6处理下的残余应力降低了54.1%。此外,研究还发现T6处理对热膨胀系数的影响不显著。  
      关键词:热处理;6061铝基复合材料;热物理性能;力学性能   
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      更新时间:2025-09-15
    • 镀铝改性对LZO/YSZ双陶瓷热障涂层TGO生长行为的影响 AI导读

      在热障涂层领域,研究者通过磁控溅射技术在LZO陶瓷层表面镀铝,有效提高涂层服役寿命。
      吴潇潇, 安国升, 王海鹏, 李文生
      2025, 45(9): 1366-1371. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20240244
      摘要:利用磁控溅射技术在LZO陶瓷层表面镀铝,通过950 ℃高温氧化试验,对比镀铝前后LZO-YSZ-NiCoCrAlY涂层的微观结构演变与热生长氧化物(TGO)层生长行为,验证镀铝层具有阻碍氧气渗透的有益作用。结果表明,与未镀铝涂层相比,氧化前镀铝涂层表面呈海绵状,孔洞与裂纹较少。氧化过程中,镀铝涂层氧化增重速率[kp2为0.463 27 mg2/(cm4·h)]始终小于未镀铝涂层[kp1为0.665 78·mg2/(cm4·h)];未镀铝涂层氧化至25 h时开始出现灰色混合氧化物,且随着氧化时间延长,混合氧化物产生了大量孔洞与裂纹,最终导致涂层失效,而镀铝层通过阻氧有效抑制了TGO的生长,直至氧化结束,镀铝涂层始终保持有益的单一Al2O3结构。因此,陶瓷顶层镀铝改性是提高热障涂层服役寿命的有效手段。  
      关键词:高温氧化;显微组织;热生长氧化物;镀铝改性   
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      更新时间:2025-09-15

      研究·增材制造

    • 激光熔覆铁基和镍基合金涂层组织与性能研究 AI导读

      在材料科学领域,研究者采用激光熔覆技术在16Mn钢表面熔覆Ni35和Fe102合金粉末,分析了熔覆层的微观组织、硬度、耐磨性和韧性。结果显示,Ni35合金熔覆层组织更致密,硬度和耐磨性优于Fe102合金。
      王海林, 王金凤
      2025, 45(9): 1372-1376. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20240367
      摘要:利用激光熔覆技术在16Mn钢基材表面熔覆Ni35及Fe102合金粉末熔覆层,采用金相显微镜、数显维氏硬度计、摩擦磨损试验机、冲击试验机对其微观组织、硬度、耐磨性和韧性进行分析研究。结果表明,两种合金粉末熔覆层与基体间具有良好的冶金结合,界面处无气孔、裂纹等缺陷,熔覆层显微组织由平面晶、胞状晶、树枝晶、柱状晶及等轴晶组成,Ni35合金的熔覆层组织更为致密;两种合金试样冲击韧性接近,冲击功均在32 J左右,但Ni35合金试样抗冲击性能更加稳定;Ni35、Fe102合金熔覆层的硬度(HV)分别约为432、376,Ni35合金试样较Fe102合金试样耐磨性更好。  
      关键词:激光熔覆;熔覆层;显微组织;耐磨性;冲击韧性   
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      更新时间:2025-09-15

      研究·合金工艺

    • 倒角结晶器技术对82B大方坯质量的影响 AI导读

      在冶金领域,专家建立了大方坯凝固传热模型和热力耦合模型,研究了倒角结晶器技术对铸坯质量的影响,并进行了试验验证。
      党爱国, 林鹏, 万敏, 郑亚旭, 张龙
      2025, 45(9): 1377-1381. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20240310
      摘要:针对尺寸为280 mm×320 mm的82B大方坯,建立了直角铸坯与倒角铸坯的凝固传热模型和轻压下的热力耦合模型,研究了倒角结晶器技术对大方坯角部温度及凝固末端的影响,分析了轻压下对直角铸坯与倒角铸坯应力-应变的影响,并进行了试验验证。结果表明,拉速为0.7 m/min时,结晶器倒角技术使82B铸坯凝固末端位置延后0.32 m;相同压下量时,倒角铸坯各压下辊的作用力均明显低于直角铸坯,轻压下率提升了9.6%~15.6%;倒角铸坯的V型偏析减少,V型通道变窄,中心缩松和中间裂纹均明显减轻;采用轻压下工艺,倒角铸坯中心C偏析的改善优于直角铸坯,中心C偏析均值由1.11减少到1.06。  
      关键词:82B;轻压下;倒角结晶器技术;铸坯质量   
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      更新时间:2025-09-15
    • 5356合金连铸关键技术研究 AI导读

      在铝合金制备领域,研究揭示了连铸连轧过程中关键工艺参数对5356合金铸坯质量的影响,为高质量铸坯制备提供关键参数范围。
      高世鹰, 陈强, 柴挨俊, 郭有军
      2025, 45(9): 1382-1386. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20240202
      摘要:连铸连轧方法制备5356合金主要分为前端的连铸和后端的轧制两个阶段。连铸时,合金铸坯内部、表面的质量均对后续的轧制产生重要影响。研究了连铸阶段的关键工艺参数(浇注温度、拉坯速度)对5356合金铸坯内部、表面的影响,并通过现场试验对比不同浇注温度(690、700和710 ℃)和拉坯速度(7.0、7.3和7.5 m/min)条件下的铸坯状态。结果表明,浇注温度和拉坯速度相互制约,并对铸坯质量有重大影响。此外,通过现场试验分析并与理论结合,掌握了连铸阶段得到高质量铸坯的关键工艺参数范围。  
      关键词:5356合金;浇注温度;拉坯速度;现场试验   
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      更新时间:2025-09-15
    • TA18钛合金管坯电子束冷床炉熔铸工艺及试验研究 AI导读

      在钛合金管坯制造领域,专家利用ProCAST软件模拟凝固过程,优化工艺方案,获得性能良好的TA18钛合金管坯。
      于辉, 罗许, 王占瑞, 邓新吉, 张永旭
      2025, 45(9): 1387-1393. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20240449
      摘要:为获得凝固组织和力学性能良好的TA18钛合金管坯,利用ProCAST有限元软件对电子束冷床炉熔铸TA18钛合金管坯凝固过程进行仿真模拟,研究了浇注温度、拉坯速度和传热系数对TA18钛合金管坯凝固过程的熔池形貌、晶粒特征以及管坯应力场的影响。结果表明,随浇注温度和拉坯速度增大以及冷却强度降低,熔池深度和糊状区宽度以及晶粒尺寸逐渐增大,管坯整体的等效应力逐渐减小。优化的工艺方案:浇注温度为1 850 ℃,传热系数为3 000 W/(m2·K),拉坯速度为30 mm/min。采用优化方案获得的TA18钛合金管坯微观组织、化学成分和力学性能均匀性良好。  
      关键词:TA18钛合金;凝固过程;工艺优化;有限元仿真   
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      更新时间:2025-09-15
    • 温度和时间对7050铝合金扩散连接界面愈合与性能影响 AI导读

      在铝合金构筑成形领域,研究了7050铝合金的真空热压扩散连接,发现提高温度和延长保温时间可增强连接强度,480℃保温6小时时界面强度最佳。
      吴进凯, 徐大召, 孟令刚, 刘运峰, 李晴, 张兴国
      2025, 45(9): 1394-1399. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20240382
      摘要:为实现大尺寸铝合金构筑成形,对7050高强铝合金在不同温度和不同保温时间下进行真空热压扩散连接试验,研究界面扩散结合行为和愈合机理。分别在440、450、460、470和480 ℃下进行扩散连接试验,保温时间为3 h,控制变形量为30%,随后在480 ℃的基础上将保温时间延长到6 h和9 h。结果表明,随着扩散连接温度升高,氧化膜破裂分解,界面逐渐愈合,连接强度提高,适当延长保温时间也有利于界面愈合。在480 ℃、保温6 h时,界面抗拉强度达到200 MPa,为基体的74.6%,剪切强度达到165 MPa,为基体的84.2%,界面处硬度也与两侧基体相当。  
      关键词:7050铝合金;扩散连接;界面愈合;再结晶   
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      更新时间:2025-09-15
    • 重卡用铝合金接线盒重力铸造工艺改进与性能提升 AI导读

      在铸造工艺领域,研究者通过UG-NX建模和AnyCasting模拟,提出改进方案,消除铸件缺陷,提高力学性能,伸长率达5.2%,共晶Si偏析现象消失,α-Al晶粒更加细化。
      李泽芝, 李兴华, 刘春伟, 蒋永浩, 周仕勇, 孙震兆, 赵平
      2025, 45(9): 1400-1404. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20240377
      摘要:利用UG-NX软件建模并通过AnyCasting软件进行重力铸造过程模拟,研究了铸件内部缩松、气孔等缺陷的分布情况,提出增加浇注通道、复合使用细化剂的改进方案,并对工艺改进前后得到的铸件进行无损检测、微观组织、力学性能测试与分析。结果表明,增加浇注通道并复合使用细化剂的铸件缩松、气孔缺陷消除,力学性能提高,伸长率达5.2%,共晶Si偏析现象消失,α-Al晶粒更加细化。  
      关键词:重力铸造;铝合金;数值模拟;力学性能   
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      更新时间:2025-09-15

      研究·合金性能

    • 微合金化对电力金具用铝合金组织及性能的影响 AI导读

      在电力金具用铝合金领域,专家分析了Mg和Cu添加对合金显微组织和力学性能的影响,发现Mg添加量为1.5%时合金性能最优,Cu添加显著提升合金硬度和抗拉强度。
      谭乐平, 魏作山, 王莹莹, 赵少坤, 孔祥广, 丁海民, 柳青
      2025, 45(9): 1405-1410. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20240370
      摘要:以电力金具用Al-7.5Si-xMg-0.08Fe铝合金为研究对象,利用金相显微镜、扫描电镜、维氏硬度计和万能拉伸试验机等设备,分析了不同含量(质量分数,下同)Mg和Cu的添加对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着Mg含量增加,合金中的β-Mg2Si相含量逐渐增多,硬度及抗拉强度先增加后降低,当Mg添加量为1.5%时二次枝晶臂(SDAS)最小,硬度及抗拉强度最大,添加Mg在一定程度上促进了α-Al和共晶Si相的细化。添加Cu后,合金中产生Q-Al5Cu2Mg8Si6相和θ-Al2Cu相,合金硬度(HV)提升至118,抗拉强度提升至275 MPa。  
      关键词:电力金具用铝合金;Mg、Cu微合金化;力学性能;组织   
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      更新时间:2025-09-15
    • 热处理时间对CuSn20P1合金组织及性能的影响 AI导读

      在材料科学领域,研究人员采用熔体约束诱导形核装置制备半固态CuSn20P1合金浆料,通过挤压成形制备高体积分数包晶相的铸件,研究了热处理时间对铸件成分、显微组织及性能的影响。结果表明,短时热处理有利于增加包晶相含量,改善CuSn20P1合金晶间偏析及提高合金性能。
      张浩, 周荣锋, 李永坤, 霍定东, 李尧, 王蕾
      2025, 45(9): 1411-1415. DOI: 10.15980/j.tzzz.H20240020
      摘要:采用熔体约束诱导形核装置制备半固态CuSn20P1合金浆料,挤压成形制备高体积分数包晶相的铸件,研究了热处理时间对铸件成分、显微组织及性能的影响。结果表明,进行短时热处理有利于增加包晶相含量,改善CuSn20P1合金晶间偏析及提高合金性能。随热处理时间延长,初生α-Cu相平均晶粒尺寸呈先减小后增大的趋势,而包晶相含量和初生α-Cu相形状因子呈先增加后降低的趋势。当短时热处理时间为5 min时,综合性能最佳,此时包晶相含量约为62.4%,铸件的抗拉强度和伸长率分别达到489.5 MPa和6.1%,较未热处理时铸件性能相比分别提高了45.9%、1 286.4%。  
      关键词:CuSn20P1合金;热处理;显微组织;性能;半固态成形   
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      更新时间:2025-09-15
    • 大型砂型差压铸造EV31A合金铸件组织及力学性能 AI导读

      在新材料领域,研究者探究了大型差压砂铸EV31A合金铸件的组织及力学性能,发现合金铸态组织由细小初生等轴α-Mg和共晶Mg41(Nd0.6Zn0.29Gd0.11)5相组成,α-Mg平均晶粒尺寸为65.02 μm。固溶处理后大部分Mg41(Nd0.6Zn0.29Gd0.11)5相溶入基体中,极少量转为颗粒状残留于晶界处,平均晶粒尺寸增加到74.33 μm。峰时效强化相为β′+β1,合金具有较高的综合力学性能。室温下,抗拉强度为312.3 MPa,屈服强度为174.2 MPa,伸长率为6.9%。200℃以下抗拉强度缓慢下降,250℃显著降低,屈服强度在室温至250℃范围内呈线性降低,而伸长率呈线性增加。室温下断裂模式为解理断裂,100~200℃下为准解理断裂,250℃下为混合型断裂。
      王晓明, 杨光山, 蔡增辉, 李勇军, 成英茁, 黄永江, 宁志良
      2025, 45(9): 1416-1421. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20240422
      摘要:研究了大型差压砂铸EV31A合金铸件的组织及力学性能。结果表明,合金铸态组织由细小初生等轴α-Mg和共晶Mg41(Nd0.6Zn0.29Gd0.115相组成,α-Mg平均晶粒尺寸为65.02 μm。固溶处理后大部分Mg41(Nd0.6Zn0.29Gd0.115相溶入基体中,极少量转为颗粒状残留于晶界处,平均晶粒尺寸增加到74.33 μm。峰时效强化相为β′+β1,合金具有较高的综合力学性能。室温下,抗拉强度为312.3 MPa,屈服强度为174.2 MPa, 伸长率为6.9%。200 ℃以下抗拉强度缓慢下降,250 ℃显著降低,屈服强度在室温至250 ℃范围内呈线性降低,而伸长率呈线性增加。室温下断裂模式为解理断裂,100~200 ℃下为准解理断裂,250 ℃下为混合型断裂。  
      关键词:EV31A合金;差压铸造;组织;力学性能   
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      更新时间:2025-09-15
    • 热处理对7050铝合金组织与性能的影响 AI导读

      在铝合金领域,研究者采用多种检测方法,探究7050铝合金固溶及时效过程中组织与硬度变化,发现固溶处理后硬度最高,T6时效显著提高合金力学性能。
      张博涛, 孙小涵, 贺永东, 赵亿坤
      2025, 45(9): 1422-1429. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20240219
      摘要:采用扫描电镜、电子背散射衍射、透射电镜、维氏硬度等检测方法研究了7050铝合金固溶及时效过程中组织与硬度的变化。结果表明,经460、480 ℃固溶处理60 min后,合金中剩余相为S-Al2CuMg相及Al7Cu2Fe相,随固溶温度升高,第二相的溶解情况无明显变化,但合金的取向逐渐分散,再结晶程度增大,小角度晶界减少,460 ℃×60 min固溶处理时硬度(HV)最高为187。T6时效过程中,合金在16 h达到峰值时效硬度(HV),为232.9,时效时间明显缩短,时效后合金中分布大量的纳米级η′相、G.P.区,同时在晶内以及晶界处存在球状Al3Zr相,Al3Zr粒子钉扎晶界与位错,抑制再结晶晶粒的生长与位错的运动,提高合金的力学性能。  
      关键词:7050铝合金;固溶处理;再结晶;微观组织   
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      更新时间:2025-09-15
    • Y对可降解Mg-Sm-Zn-Ni-Zr合金铸态组织与性能的影响 AI导读

      在镁合金领域,研究了Y添加量对Mg-3Sm-2.5Zn-2Ni-0.5Zr合金微观组织与性能的影响,发现6.5%Y添加合金具有理想综合力学性能。
      徐超渊, 韩宝军, 张明明, 彭光怀, 杨初斌, 林贵强, 李亿保
      2025, 45(9): 1430-1435. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20240407
      摘要:采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、压缩和质量损失试验等手段,研究了Y添加量对Mg-3Sm-2.5Zn-2Ni-0.5Zr合金铸态微观组织与性能的影响。结果表明,随着Y添加量的增加,合金晶粒细化,细网状Mg2Ni和Mg3Sm2Zn3第二相逐渐转变为更粗厚致密的网状LPSO相。合金的强度与伸长率随Y含量的增加而升高,添加6.5%的(质量分数,下同)Y的合金抗压强度和伸长率为370.75 MPa和25.19%,具有理想的综合力学性能。随Y含量增大,合金自腐蚀电流密度和腐蚀质量损失速率先均增加后降低,5.5%的Y添加合金的自腐蚀电流密度最大,为1.71×10-3 A/cm2,腐蚀速率为118.74 mg/(cm2·h)。  
      关键词:可降解镁合金;稀土Y;微观组织;力学性能;失重腐蚀   
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      更新时间:2025-09-15
    • Ce元素对铸态Mg-Al-Ca合金显微组织和性能的影响 AI导读

      在镁合金领域,研究者采用多种分析手段,探究了稀土Ce对Mg-3Al-1.8Ca合金显微组织和力学性能的影响,发现Ce添加量为0.6%时合金性能最佳。
      张思芹, 杨礼林, 李瑞红, 赵莉萍
      2025, 45(9): 1436-1440. DOI: 10.15980/j.tzzz.T20240305
      摘要:通过金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射分析(XRD)、电子探针(EPMA)、维氏显微硬度测试和拉伸试验等手段,研究了气体保护法熔炼制备的Mg-3Al-1.8Ca-xCe(x=0,0.2,0.4,0.6和0.8)铸态合金的显微组织和力学性能。结果表明,铸态Mg-3Al-1.8Ca合金的显微组织由α-Mg基体和Al2Ca组成,添加稀土Ce后,合金组织出现细化,并在晶界处形成新的高熔点Al11Ce3相。随着Ce含量增加,合金的硬度和室温力学性能先升高后降低,Ce添加量为0.6%的铸态Mg-3Al-1.8Ca合金的力学性能理想。  
      关键词:Mg-Al-Ca合金;Ce元素;显微组织;力学性能   
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      更新时间:2025-09-15
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