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      本期推荐

    • 在镁合金领域,研究人员通过添加Ti-Al中间合金,成功实现了AZ91D镁合金晶粒的细化和腐蚀性能的提升。当Ti含量为0.1%时,晶粒尺寸显著减小,腐蚀质量损失速率降低。然而,过量添加Ti元素并不能进一步改善合金性能。这一发现为镁合金的微观组织控制和性能优化提供了重要参考。
      杨湘杰,邓博焰,邹伟峰,宫梦奇
      2024, 44(5): 577-581. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.05.001
      摘要:以纯Al、Ti为原料,使用真空熔炼炉在氩气氛围中制备了Ti-Al中间合金。采用XRD、OM、SEM等分析方法,研究了Ti-Al中间合金添加量对AZ91D镁合金晶粒细化效果及腐蚀性能的影响。结果发现,当Ti含量为0.1%(质量分数,下同)时,AZ91D的平均晶粒尺寸从307 μm减小到86 μm,腐蚀质量损失速率由0.781 7×10-4 g/(cm2·h)下降到0.321 4×10-4 g/(cm2·h),但添加过量的Ti元素(1%)并不会进一步细化晶粒和提高AZ91D合金耐腐蚀性能。  
      关键词:Ti-Al中间合金;显微组织;细化晶粒;耐腐蚀性能   
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      发布时间:2024-05-27
    • 在镁液输送领域,研究人员设计了水力学模拟试验装置,通过物理模拟试验研究了气体压力、加压时间对水输送量的影响,建立了定量输送的数学模型。根据相似性原理,设计开发了镁液定量输送装置,并确定在气压恒定前提下进行加压时间控制,以实现镁液定量输送。结果表明,基于定时定量法可实现定量输送,输送过程平稳无飞溅,修正后的定量输送预测模型的平均预测误差为1.5%,满足定量输送的要求。
      周计明,耿兆伟,廖阔,陈宝林,李小博,齐乐华
      2024, 44(5): 582-586. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.05.002
      摘要:为实现镁液气压式定量输送,设计了水力学模拟试验装置,通过物理模拟试验研究了气体压力、加压时间对水输送量的影响,建立了定量输送的数学模型。根据相似性原理,设计开发了镁液定量输送装置,并确定在气压恒定前提下进行加压时间控制,以实现镁液定量输送。结果表明,基于定时定量法可实现定量输送,输送过程平稳无飞溅,修正后的定量输送预测模型的平均预测误差为1.5%,满足定量输送的要求。  
      关键词:镁合金;定量输送;水模拟试验;自动化   
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      发布时间:2024-05-27

      试验研究

    • 在铜基粉末冶金材料领域,采用粉末冶金热压烧结工艺制备了不同Cr-Fe粒度的材料,并通过摩擦磨损测试,研究了Cr-Fe粒度对材料性能的影响。结果表明,当Cr-Fe粒度为100目时,材料的摩擦磨损性能最佳。
      徐琴,张驰,樊江磊,刘建秀
      2024, 44(5): 587-590. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.05.003
      摘要:采用粉末冶金热压烧结工艺制备了不同Cr-Fe粒度的铜基粉末冶金材料,进行了不同制动转速下的摩擦磨损测试,获得了Cr-Fe粒度对铜基粉末冶金材料的微观组织特征、相对密度、力学性能以及摩擦性能的影响。结果表明,不同粒度下,Cr-Fe颗粒都均匀分布在基体材料中;随着Cr-Fe粒度增加,铜基粉末冶金摩擦材料的基体组织连续性逐渐变差,硬度、烧结后的相对密度均先增加后降低, 摩擦因数先增加后降低。随着制动速度提升,材料的摩擦因数均逐渐降低,磨损量逐渐增大;当Cr-Fe粒度为100目时,铜基粉末冶金材料的摩擦磨损性能最好。  
      关键词:摩擦材料;粉末冶金;铜基体;摩擦磨损   
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      发布时间:2024-05-27

      研究·论述

    • 在航天航空、汽车制造领域,铝/钢双金属复合材料的研究进展备受关注。专家们通过不同元素的热浸镀法、增加磁场及添加超声波振动等方法,强化了复合材料的界面结合。同时,对中间相的形成长大及其影响因素,以及中间相的种类、分布对复合材料性能的影响进行了深入探讨。这些研究为铝/钢双金属复合材料的未来发展提供了新思路和方向。
      杨广,赵枢明,钟亮,陈大辉,庄辛鹏,朱秀荣
      2024, 44(5): 591-597. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.05.004
      摘要:铝/钢双金属复合材料在航天航空、汽车制造领域具有广阔应用前景。强化铝/钢双金属复合材料界面结合是本领域的研究重点和难点。总结了国内外对于铝/钢双金属复合材料界面强化的研究现状,包括含不同元素的热浸镀法、增加磁场及添加超声波振动等方法。综述了其复合机理,包括中间相的形成长大及其影响因素,中间相的种类、分布对复合材料性能的影响等。最后,提出了铝/钢双金属复合材料未来研究方向和展望。  
      关键词:固-液复合;铝/钢双金属;复合机理;界面强化   
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      发布时间:2024-05-27
    • 最新研究进展显示,铜基电触头材料在中高压开关领域取得显著成果,Cu-Cr、Cu-W和Cu-氧化物触头材料备受关注。通过分析制备工艺,比较不同研究方法,为铜基触头材料的表面改性和多组元微合金化发展指明方向。
      夏春勇,杨长龙,多俊龙,豆志河,张廷安,韩金儒,安旺
      2024, 44(5): 598-604. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.05.005
      摘要:综述了Cu基电触头材料的研究进展,介绍和分析了中高压开关用铜基触头材料的发展过程与种类,重点介绍了Cu-Cr、Cu-W以及Cu-氧化物触头,并进一步对其制备工艺进行分析,比较不同研究方法的优缺点。最后提出了表面改性处理和多组元微合金化是目前我国铜基触头材料和制备工艺的发展方向。  
      关键词:Cu基电触头材料;表面改性;微合金化   
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      发布时间:2024-05-27

      研究·计算机应用

    • 在铝铸件X射线探伤图像领域,研究人员设计了基于特征提取算法的铸件缺陷评级系统,通过分析特征参数与缺陷级别间的关系,选择面积作为评级指标,并建立缺陷评级量化体系。该系统能自动进行X射线图像预处理、边缘检测、轮廓提取和量化计算,实现自动缺陷评级,与专家评片结果存在±1级的误差,为保证铸件品质监测提供解决方案。
      吴楚澔,侯明君,李蒙,计效园,房宇,孙晓龙,李沁阳,董淏,李宁,周建新
      2024, 44(5): 605-613. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.05.006
      摘要:针对铝铸件X射线探伤图像人工缺陷评级方法存在的评级结果不稳定、量化困难等问题,设计了一个基于特征提取算法的铸件缺陷评级系统。首先,通过分析特征参数与缺陷级别间的关系,选择面积作为气孔、夹杂、缩孔和缩松的评级指标,并对照国标图谱建立缺陷评级量化体系。然后,对X射线图像进行预处理、边缘检测、轮廓提取和量化计算,并依据所建立体系进行评级;最后开发出一个集成上述功能的自动缺陷评级系统。经验证,该系统与专家评片结果存在±1级的误差。该系统能在一定程度上保证评级品质,便于实现铸件的品质监测。  
      关键词:铝铸件;X射线图像;缺陷评级;图像处理;特征提取   
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      发布时间:2024-05-27
    • 在铸造模拟仿真领域,专家提出了一种基于边界网格投影的网格剖分方法,通过读取STL文件、结构化网格剖分、内外网格区分和投影处理,成功生成贴合铸件形状的网格文件,为提升铸造CAE模拟精度提供解决方案。
      崔雨薇,赵宇宏,裴小龙,潘玥,侯华
      2024, 44(5): 614-619. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.05.007
      摘要:提出了一种基于边界网格投影的铸造模拟仿真网格剖分方法。首先读取铸件三维模型的STL文件并进行缺陷处理,接着对铸件整体进行结构化网格剖分,并进行内外网格区分得到边界网格,最后对边界网格进行投影处理。应用实例表明,该方法可得到贴合铸件三维模型形状的网格文件,对于铸造CAE模拟精度提升具有积极意义。  
      关键词:铸造数值模拟;结构化网格剖分;边界网格;投影处理   
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      发布时间:2024-05-27

      研究·增材制造

    • 在铝合金电弧增材制造领域,研究者采用CMT焊机4种工作模式,通过单层单道成形和多层单道成形制备试样,分析了工作模式对微观组织和力学性能的影响。结果表明,CMT-Pulse+Advanced模式制备的试样晶粒细小均匀,气孔率最低,抗拉强度各向异性最小,为铝合金电弧增材制造提供了优化方案。
      梁福元,邢鹏飞,吴孟武
      2024, 44(5): 620-626. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.05.008
      摘要:采用CMT焊机4种工作模式对4043铝合金电弧增材单层单道成形进行研究,并通过多层单道成形制备了单壁墙试样,分析了工作模式对试样微观组织与力学性能的影响。结果表明,CMT-Pulse模式下的焊道余高系数较大,铺展性较好,而CMT-Advanced模式下的焊道余高系数较小,铺展性较差。CMT工作模式对电弧增材微观组织、气孔率及力学性能有着显著影响,通过CMT-Pulse+Advanced模式制备的试样晶粒较为细小均匀,气孔率最小为4.88%,此时单壁墙试样的横向和纵向抗拉强度均优于其他模式,分别为148 MPa和138 MPa,其抗拉强度各向异性最小,仅为6.8%。  
      关键词:4043铝合金;电弧增材制造;焊道形貌;力学性能   
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      发布时间:2024-05-27

      研究·复合材料

    • 最新研究进展显示,通过压力渗流法成功制备了Si/Al复合材料,其相组成为Si相和α-Al相。研究发现,Si含量、Si粉粒径和热压处理对材料的热导率和热膨胀系数有显著影响。通过优化这些参数,可实现热导率最高达136 W/(m·K)和热膨胀系数最低为7.75×10^-6 K^-1。此外,600℃热压处理后,复合材料的热导率和热膨胀系数均有所提高。这一研究为高性能Si/Al复合材料的开发提供了重要指导。
      诸旭伟,金云学,周灿旭,刘源
      2024, 44(5): 627-632. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.05.009
      摘要:采用压力渗流法制备了Si体积分数为62.1%~75.6%的Si/Al复合材料,研究了Si含量、Si粉粒径和热压处理对复合材料组织和性能的影响。结果表明,制备的Si/Al复合材料的相组成为Si相和α-Al相,其热导率和热膨胀系数均随着Si的体积分数增加或Si的粒径减小而降低,热导率最高可达136 W/(m·K),热膨胀系数最低为7.75×10-6 K-1;600 ℃热压处理后复合材料初生Si尖角明显钝化,热导率从119 W/(m·K)提高到125 W/(m·K),热膨胀系数从8.28×10-6 K-1提高到8.73×10-6 K-1。  
      关键词:Si/Al复合材料;压力渗流法;热压处理   
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      发布时间:2024-05-27

      研究·合金性能

    • 最新研究揭示,AZ91D镁合金在挤压态下的耐腐蚀性能优于固溶态,而时效处理后的挤压态合金耐腐蚀性能更佳。固溶处理使β-Mg17Al12相溶解于α基体,挤压过程中大量β相沿晶界析出。Al元素提高腐蚀电位,降低腐蚀倾向,时效处理消除残余应力,使β相分布均匀,进一步提升耐腐蚀性能。
      付广艳,杨龙飞,薛丰
      2024, 44(5): 633-636. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.05.010
      摘要:通过光学显微镜、电镜、XRD对固溶态、挤压态、时效处理挤压态AZ91D合金进行显微组织分析观察;对铸态、固溶态、挤压态AZ91D镁合金进行动电位极化、盐雾腐蚀试验、浸泡腐蚀失重试验。结果表明,挤压态AZ91D镁合金耐腐蚀性能优于固溶态的,时效处理后的挤压态AZ91D镁合金耐腐蚀性能好于挤压态的。固溶处理使β-Mg17Al12相不断溶解于α基体中形成过饱和固溶体,固溶态AZ91D镁合金在热挤压过程中不断从过饱和固溶体α基体中析出大量沿晶界分布的β相。Al元素可提高镁合金的腐蚀电位,降低镁合金腐蚀倾向性,从而延缓了腐蚀速度,使挤压态AZ91D镁合金的耐腐蚀性能提升。时效过程消除了在热挤压过程中材料内部出现的残余应力,使β-Mg17Al12相沿晶界分布更为均匀,进一步提升了AZ91D镁合金的耐腐蚀性能。  
      关键词:镁合金;热处理;挤压;显微组织;耐腐蚀性   
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      发布时间:2024-05-27
    • 在非晶合金领域,研究人员采用铜模喷铸法制备了Zr65-xTixCu20Fe5Al10合金,通过多种仪器分析了Ti含量对合金非晶形成能力和力学性能的影响。结果发现,当x=2时,合金展现出优异的非晶形成能力和力学性能,为非晶合金研究提供了新方向。
      魏洁
      2024, 44(5): 637-640. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.05.011
      摘要:采用铜模喷铸法制备了直径为2 mm的Zr65-xTixCu20Fe5Al10(x=0,2,4,6,8,摩尔分数)体系的块体非晶合金,利用X射线衍射仪、差热扫描量热仪、电子万能试验机和扫描电镜分析了Ti含量对合金体系的非晶形成能力以及力学性能的影响。结果表明,当x=2时,块体合金具有最好的非晶形成能力,其过冷液相区ΔTx为73 K、约化玻璃转变温度Trg为0.564,非晶形成能力参数γ为0.401,压缩强度为1 905 MPa,塑性变形量为12%,抗压强度及塑性变形能力均非常理想,大量剪切带形成是其力学性能提高的主要原因。  
      关键词:Zr基非晶合金;非晶形成能力;力学性能   
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      发布时间:2024-05-27
    • 在镁合金锭重熔领域,研究揭示了气体精炼时间、熔体过热保温温度和时间对合金微观组织与力学性能的影响,以及合金的组织遗传性。最优化条件为760℃过热保温、3分钟气体精炼和40分钟保温时间,可提高合金强度;而800℃保温60分钟则有助于弱化合金遗传性。
      董含武,叶小舟,罗素琴,詹俊
      2024, 44(5): 641-646. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.05.012
      摘要:研究了ZM6镁合金锭无熔剂的重熔,重点研究了气体精炼时间、熔体过热保温温度和时间对重熔后合金的微观组织与力学性能的影响,并考察了合金的组织遗传性。结果表明,重熔后,Nd元素有较明显的烧损;熔炼工艺参数对合金强度产生影响由大到小依次为:过热保温温度、气体精炼、保温时间,最优化条件分别为760 ℃、3 min、40 min;影响合金伸长率由大到小依次为:过热保温温度、保温时间、气体精炼时间,最优化条件分别为760 ℃、60 min、3 min;800 ℃保温可以弱化合金的遗传性,此温度下的优化保温时间为60 min。  
      关键词:ZM6镁合金;预制锭;重熔;微观结构;力学性能   
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      发布时间:2024-05-27
    • 在镁合金高压压铸件领域,研究人员通过三维重构和二维表征,揭示了工艺参数、微观结构与力学性能之间的联系。研究表明,铸造压力的提高可显著降低心部孔隙率,而撕裂脊主要由压室预结晶的滑移带演化而来。这一发现为优化镁合金压铸工艺提供了重要指导。
      李俊杰,马超胜,张通通,于文波,熊守美
      2024, 44(5): 647-655. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.05.013
      摘要:为了解AE44镁合金高压压铸件的工艺-组织-力学性能之间的关系,对不同工艺参数下生产的高压压铸件进行了三维重构和二维表征。微观结构表征表明,收缩孔的形成与压室预结晶(ESCs)密切相关,主要受压室内低慢射速度和快慢射速度控制。铸造压力可以通过提高液态金属的供料能力,显著降低心部的孔隙率。充填过程模拟表明,棒状试样中心位置先充填,其后是近浇口位置,并伴有一次强烈的紊流。拉伸试验表明,撕裂脊主要由ESCs的滑移带演化而来。ESCs的数量和分布决定了铸件的断裂行为。  
      关键词:AE44镁合金;高压压铸;三维重构;ESCs;断裂行为   
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      发布时间:2024-05-27
    • 在材料科学领域,研究人员通过热模拟试验,对Al2O3弥散铜烧结坯流变应力进行修正,建立了基于双曲正弦本构关系Arrhenius流动应力模型的本构方程,提高了模型的精度。
      肖振朋,李韶林,贾淑果,国秀花,王旭,刘嵩,宋克兴
      2024, 44(5): 656-662. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.05.014
      摘要:为精准描述热变形行为,对Al2O3弥散铜烧结坯流变应力进行修正。对Al2O3弥散铜烧结坯进行热模拟试验,获得变形温度为923~1 223 K、应变速率为0.01~10 s-1条件下的流变应力曲线,根据摩擦、温度修正原理进行流变应力修正,建立基于双曲正弦本构关系Arrhenius流动应力模型的本构方程并进行误差分析。结果表明,随着变形温度降低和应变速率升高,摩擦和温升效应对流变应力的影响逐渐显著。通过数据拟合建立了各影响因素关于摩擦和温升效应修正的定量描述。基于修正后的流变应力数据建立本构方程,平均误差从修正前的9.11%降至5.20%,相关系数由0.957 35提高至0.997 56,修正后的本构方程更为精准。  
      关键词:流变应力曲线;摩擦修正;温度修正;Al2O3弥散强化铜   
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      发布时间:2024-05-27
    • 最新研究发现,原位TiB2颗粒的引入显著提升了Al-Si合金的耐热性能和力学性能,为航空航天等领域的应用提供了新的解决方案。
      赵浩宇,江鸿翔,李世欣,赵九洲,张丽丽,何杰
      2024, 44(5): 663-668. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.05.015
      摘要:Al-Si合金由于具有优异的可铸造性、耐腐蚀性和良好的力学性能,在航空航天和交通运输等领域得到了广泛的应用。近年来,科技的不断发展对Al-Si合金的耐热性能也提出了更高的要求。研究了原位TiB2颗粒对Al-Si系合金组织以及室温和高温性能的影响。结果表明,原位TiB2颗粒的引入不仅能作为α-Al的异质形核质点、细化基体晶粒,而且能抑制共晶Si的生长、变质共晶Si。此外,合金的抗拉强度、屈服强度和弹性模量均随TiB2颗粒含量的增加而不断增大。添加10%的TiB2颗粒后,室温条件下(24 ℃)合金的抗拉强度、屈服强度和弹性模量分别由155 MPa、103 MPa和75.2 GPa增加到206 MPa、133 MPa和89.3 GPa;200 ℃条件下合金的抗拉强度、屈服强度和弹性模量分别由112 MPa、70 MPa和68.5 GPa增加到137 MPa、89 MPa和81.2 GPa。  
      关键词:铝合金;原位TiB2颗粒;力学性能;弹性模量   
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      发布时间:2024-05-27

      研究·合金工艺

    • 在铝合金材料研究领域,科学家们通过高真空压铸技术制备了不同铜含量的AlSi10CuMgMn合金,并利用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜对其微观组织进行了深入研究。研究发现,随着铜含量的增加,合金中的θ相数量逐渐增多,形貌也由分散的粒状转变成聚集的块状。此外,T5热处理不会改变合金中相的类型和形貌,而峰值时效时主要析出相为β″和θ′相。这一研究为铝合金材料的性能优化提供了重要参考。
      刘金辉,赵海东,高军民,李史华,侯小华
      2024, 44(5): 669-674. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.05.016
      摘要:采用高真空压铸制备了不同Cu含量的AlSi10CuMgMn合金,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对铸态和T5态合金微观组织进行研究。结果表明,不同Cu含量下,铸态合金组织由α-Al、共晶Si和α-Fe、Q和θ相组成。随着Cu含量增加,Q相数量变化不大,形貌以层片状为主;θ相数量则逐渐增多,形貌由分散的粒状转变成聚集的块状。T5热处理不会改变相的类型和形貌,峰值时效时主要析出相为β″和θ′相,Cu含量较低时,析出相以β″相为主,Cu含量较高时,析出相以θ′相为主。  
      关键词:AlSi10CuMgMn合金;高真空压铸;T5热处理;微观组织   
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      发布时间:2024-05-27
    • 最新研究发现,适量添加Mn元素可显著提升Al-10Si-5Cu合金的力学性能。当Mn含量为0.40%时,合金抗拉强度和显微硬度分别达到285 MPa和128,热处理后耐磨性能最佳。
      孙伟,万浩,马海娟,魏超,李玉山,司乃潮
      2024, 44(5): 675-678. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.05.017
      摘要:利用金相分析、拉伸试验、显微硬度测试和磨损试验,研究了Mn元素添加对Al-10Si-5Cu合金组织和力学性能的影响,以及不同热处理工艺条件下Mn合金化试样的耐磨性能。结果表明,添加适量的Mn元素可以提高Al-10Si-5Cu合金的综合力学性能。随着Mn含量增加,合金的抗拉强度和显微硬度呈先升高再降低的变化趋势,但伸长率会随着Mn的加入而降低。加入质量分数为0.40%的Mn时合金有最大的抗拉强度和显微硬度(HV),分别为285 MPa和128。热处理可以进一步提高含Mn合金的耐磨性能,在铸态、固溶态和时效态试样中,时效态试样具有最佳的耐磨性能。  
      关键词:Al-Si合金;显微组织;力学性能;磨损性能   
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      发布时间:2024-05-27
    • 在材料科学领域,专家利用ANSYS软件对复合铸造球墨铸铁-硬质合金复合辊环的残余应力进行数值模拟,成功制得扩散区宽达6毫米且无缺陷的复合辊环。
      张健健,王振虎,于梦娜
      2024, 44(5): 679-682. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.05.018
      摘要:利用有限元软件ANSYS对使用复合铸造方法生产球墨铸铁-硬质合金复合辊环的残余应力进行数值模拟。根据数值模拟结果,采用球墨铸铁/硬质合金包覆面积比为0.344∶1、截面积比为0.4∶1,球墨铸铁浇注温度为1 320 ℃、硬质合金预热温度为800 ℃,成功制得扩散区宽达6 mm且无缺陷的复合辊环。  
      关键词:复合辊环;球墨铸铁;残余应力;数值模拟   
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      发布时间:2024-05-27
    • 在材料科学领域,研究人员通过氧氮氢联测仪对纯铜中氧含量进行测试,发现车制、大力剪、酸洗等制样方式对测试结果影响较小,而手锯、锉刀则会导致较大偏差。对于氧含量极低的试样,推荐采用车制+大力剪+酸洗的制样方法,并在4小时内完成测试以确保结果的准确性。
      冯丹,张惠琳,张曦,韩逸,钱维锋
      2024, 44(5): 683-685. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.05.019
      摘要:应用氧氮氢联测仪对纯铜中O含量进行测试,研究了6种制样方式对O含量测定结果的影响。结果发现,采用红外吸收法对O含量进行测定时,测试前需对试样表面进行处理,车制、大力剪、酸洗对测试结果影响很小,手锯、锉刀会使测试结果产生较大偏差。O含量<0.001 0%的试样只能采用车制+大力剪+酸洗的制样方法。制样后试样要在4 h内进行测试,以免影响测试结果。  
      关键词:纯铜;制样方式;O含量   
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      发布时间:2024-05-27
    • 在铝合金圆棒研究领域,专家通过显微镜等手段,对6061铝合金圆棒的微观组织和锻造轮毂过程进行深入研究。研究发现,降低Fe含量、提高均匀化温度和保温时间,可有效改善组织均匀性,提高轮毂成形性和力学性能。
      薛冠霞,钟鼓,王征,宁博,林师朋,李虎田,马科,孙啸飞,郭罗保
      2024, 44(5): 686-691. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.05.020
      摘要:采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析和力学性能测试等手段,对油气滑半连续铸造ϕ254 mm 6061铝合金圆棒的均匀化态微观组织和后续锻造轮毂过程进行研究。结果表明,铸锭偏析层中含Fe相的数量、大小和形貌,与锻造成形、裂纹形成扩展和轮毂力学性能有着直接的关系。当Fe含量由0.32%降低到0.22%,均匀化温度由550 ℃提高到约570 ℃,保温13 h时,铸锭R/2处均匀化态组织中Al2Cu相完全回溶、MgSi相少量残留、AlFeSi相更断续弥散,β-AlFeSi相的面积分数由1.08%减少到0.73%,MgSi相的面积分数由1.11%减少到0.67%;同时,偏析层区域的均匀化组织中β-AlFeSi相和MgSi相的富集量明显减少,β-AlFeSi相的最大尺寸由60.2 μm减小到29.9 μm,面积分数由1.57%减少到0.89%,减少变形过程中粗大脆硬β-AlFeSi相周围区域的应力集中。此时,锻造轮毂成形性最好,有效的抑制了锻造裂纹的产生,轮毂本体的抗拉强度由322 MPa提高到378 MPa,伸长率由10.2%提高到12.2%。  
      关键词:6061铝合金;均匀化;第二相;锻造轮毂;裂纹   
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      发布时间:2024-05-27
    • 在材料科学领域,研究人员采用SAM2X5非晶合金粉末在40Cr钢表面制备了无裂纹Fe基非晶复合涂层。通过双层激光熔覆工艺,显著提升了涂层的硬度和耐磨性。当第二层激光扫描速度为1 m/min时,涂层硬度达到852 HV0.1,是基体的3倍,耐磨性也远高于基体。
      张新宇,吕威闫,邱克强,曲迎东
      2024, 44(5): 692-698. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.05.021
      摘要:在40Cr钢表面采用SAM2X5非晶合金粉末分别进行了单层和不同扫描速度的双层激光熔覆,制备了无裂纹Fe基非晶复合涂层。分析了双层熔覆工艺对Fe基非晶复合涂层的微观组织、元素分布、硬度及耐磨性的影响。结果表明,双层熔覆Fe基非晶合金复合涂层能够提升涂层的硬度和耐磨性。另外,随第2层激光扫描速度增加,基体对涂层的成分稀释作用减小且涂层的硬度和耐磨性随之提升。第2层激光扫描速度为1 m/min时涂层硬度最高,平均硬度(HV0.1)达到852,约为基体的3倍。涂层耐磨性远高于基体,在第2层扫描速度为1 m/min时涂层耐磨性达到最优,磨损体积仅为基体的28%。  
      关键词:激光熔覆;无裂纹;Fe基非晶;硬度;耐磨性   
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      发布时间:2024-05-27
    • 最新研究发现,Al-1Li-0.05Sc合金的抗腐蚀性能受轧制变形量及时效工艺影响。70%形变量试样具有理想抗腐蚀性能,而530℃×24h+285℃×1.5h时效为最佳热处理工艺,可提升硬度并达到最佳抗腐蚀性能。
      郭海伟,罗志坚,张嘉艺,赖俊杰,马志璇,陈力
      2024, 44(5): 699-703. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.05.022
      摘要:研究了不同轧制变形量及时效工艺对Al-1Li-0.05Sc合金的抗腐蚀性能的影响。金相结果表明,Al-1Li-0.05Sc合金腐蚀特征为孔蚀,电化学测试结果与SEM结果表明70%形变量试样由于其回复产生的大角度晶界在大形变量下被轧碎成小角度晶界,其抗腐蚀性能理想。255 ℃峰值时效时,合金中析出大量第二相,虽然提高了合金的力学性能,但是降低了合金的抗腐蚀性能,530 ℃×24 h+285 ℃×1.5 h时效为合金的最佳热处理工艺,50%轧制变形下的合金经时效处理后,其硬度有较大提升且抗腐蚀性能达到最佳。  
      关键词:Al-1Li-0.05Sc;抗腐蚀性;轧制变形;热处理   
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      发布时间:2024-05-27

      应用·压力铸造

    • 在铝合金变速器操纵壳制造领域,专家基于田口方法,通过数值模拟优化铸造参数,成功减少内部铸造缺陷,为工艺优化提供解决方案。
      毛旭海,苏小平,李新宇
      2024, 44(5): 704-707. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.05.023
      摘要:以某铝合金变速器操纵壳为研究对象,基于田口方法研究模具预热温度、浇注温度及冷却温度对二次枝晶臂间距与缩松、缩孔的影响。通过数值模拟软件进行了铸造参数的工艺优化设计,获得理想的工艺参数:浇注温度为690 ℃,模具预热温度为310 ℃,冷却水温度为40 ℃。使用优化工艺参数组合能够减少铝合金变速器操纵壳内部的铸造缺陷。  
      关键词:田口法;铝合金变速器操纵壳;低压铸造;数值模拟;工艺优化   
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      发布时间:2024-05-27
    • 在电动助力转向电机壳体铸造工艺领域,专家利用HyperMesh和ProCAST软件建立了有限元模型,模拟分析铸造工艺,预测铸件内部缺陷,并通过试生产和X射线探伤验证了预测结果的准确性。
      计鑫,刘立君,贾志欣,李继强,廖大华,方杰
      2024, 44(5): 708-712. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.05.024
      摘要:针对电动助力转向电机壳体铸造工艺复杂、铸件品质要求高等问题,应用HyperMesh软件及ProCAST软件分别进行了有限元模型的建立,对电动助力转向电机壳体铸造工艺进行模拟分析,并预测铸件内部出现缺陷的位置及大小。对工艺方案进行试生产,并对生产的铸件进行X射线探伤观察。结果表明,缺陷预测结果与实际铸件相符,在铸件两侧挂耳以及厚壁处出现缩松、缩孔缺陷。  
      关键词:压铸;电机壳体;CAE分析;缩孔;缩松   
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      发布时间:2024-05-27

      应用·精密铸造

    • 在钛合金精密铸造领域,研究者探索了去除ZTC4钛合金铸件表面α层的工艺,以提升铸件的表面品质和力学性能,从而提高产品的整体品质。
      沈选金,罗国军,唐丽英,贺同正
      2024, 44(5): 713-716. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.05.025
      摘要:在生产钛合金精密铸件过程中,熔融状态下的钛合金极易与面层型壳发生界面反应,在铸件表面产生具有高硬度、低韧性的表面α层,从而对钛合金铸件的表面品质和力学性能造成负面影响。研究了精密铸造ZTC4钛合金铸件表面α层的去除工艺,以期提高ZTC4钛合金铸件的表面质量和力学性能,从而提高产品品质。  
      关键词:钛合金;表面α层;力学性能   
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      发布时间:2024-05-27
    • 在材料科学领域,研究人员利用ProCAST软件模拟了Ti-6Al-4V合金的凝固晶粒组织,并通过精密铸造工艺制备试样验证模拟结果。模拟与实验结果一致,晶粒直径模拟与实际吻合率达80%~99%,为合金凝固组织控制提供有效方案。
      崔新鹏,李峰,马静,张强
      2024, 44(5): 717-720. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.05.026
      摘要:利用ProCAST软件的CAFE模块模拟了Ti-6Al-4V合金的凝固晶粒组织,并采用精密铸造工艺制备阶梯试样来验证和评价模拟结果。模拟发现铸件表面晶粒呈柱状晶,到铸件心部转化成等轴晶,平均晶粒直径随着壁厚增加而增大,晶粒分布形态与试验结果一致。平均晶粒直径模拟结果与实际吻合率达80%~99%,符合工程应用预期。  
      关键词:精密铸造;钛合金;CAFE法;组织模拟   
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      发布时间:2024-05-27
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