最新刊期
      2024 年 第 44 卷 第 9 期

        专题·高导热合金

      • “在材料科学领域，最新研究揭示了热处理对AlSi10MnMg合金性能的显著影响。通过优化工艺，合金的热导率和力学性能均得到显著提升，为高性能铝合金的应用提供了新思路。”
        刘文憬,李元东,罗晓梅,王梓臣,周宏伟,毕广利
        2024, 44(9): 1153-1160. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.09.001
        摘要：采用挤压铸造结合Sr+Ce复合变质制备AlSi10MnMg合金试样，研究热处理工艺对合金组织及性能的影响规律。结果表明，热处理后合金组织变得更规则，其中共晶Si相由蠕虫状、珊瑚状转变为更加细小的颗粒状，边界形貌更加圆整，电子传递效率增高，合金热导率有所上升。经540 ℃×0.5 h固溶处理后，合金热导率达到最高，为194.53 W/（m·K），相比Sr+Ce复合变质合金提升了7.07%；T6热处理后，由于部分共晶Si析出以及晶格畸变的影响，合金热导率存在下降趋势。随着固溶时间延长，合金抗拉强度整体呈下降趋势，伸长率呈上升趋势。T6热处理后，合金抗拉强度及屈服强度得到进一步增强，伸长率则由于合金元素的析出降幅明显。当热处理工艺为530 ℃×0.5 h固溶+180×6 h时效时，合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到348.26 MPa、263 MPa和14.92%，相比Sr+Ce复合变质后合金的分别提升了52.1%、205.8%和2.1%。  
        关键词：AlSi10MnMg铝合金;热处理;导热性能;力学性能   
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        发布时间：2024-09-18
      • “在材料科学领域，最新研究揭示了Al-7.5Ni-5Fe-xCo合金的组织演变和热学性能变化。研究发现，随着Co的加入，合金的组织结构得到细化，热导率和热膨胀系数降低，为高性能合金开发提供新思路。”
        李春明,莫丽玲,江民浩,詹美燕,杜军
        2024, 44(9): 1161-1164. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.09.002
        摘要：利用金属型铸造工艺制备Al-7.5Ni-5Fe-xCo（x=0，0.3，0.6，1，2，%）合金，系统研究其组织演变和热学性能变化。结果表明，Co加入后合金中Al9FeNi初生相细化，初生相周围析出的共晶组织含量逐渐增加。Co在Al-7.5Ni-5Fe合金中主要固溶于初生Al9FeNi相。Co比Ni表现出更强的活性，易于置换Al9FeNi中的Ni元素，形成Al9M2（M=Fe、Ni和Co）型结构。凝固热分析证实Co加入后Al9FeNi相的析出凝固温度提前，而Al13Fe4相的析出温度降低，凝固初始阶段发生的固态扩散反应减少，凝固过程的改变使合金的组织结构细化。随着Co的加入，合金的热导率和热膨胀系数均有一定程度的降低，主要归因于Co原子在Al9FeNi相中的固溶作用。  
        关键词：Al-Fe-Ni合金;导热;热膨胀;变质   
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        发布时间：2024-09-18
      • “在材料科学领域，研究人员通过搅拌铸造法制备了AlN/ZC55复合材料，发现AlN的添加能显著降低热膨胀系数，同时对散热性能有轻微影响。”
        陈露,郭光辉,李建宇,吕书林,郭威,吴树森
        2024, 44(9): 1165-1169. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.09.003
        摘要：镁基封装材料具有低密度、高电磁屏蔽性的优点，但过高的热膨胀系数限制了其使用。AlN是一种新型的基板材料，其具有高于镁合金的热导率与低于镁合金的热膨胀系数，可作为强化相改善镁合金的热物性能。本研究通过搅拌铸造法制备了AlN/ZC55复合材料，探究了AlN含量对于复合材料热物性能的影响。结果表明，AlN可以显著降低复合材料的热膨胀系数，同时小幅削弱复合材料的散热性能。当添加质量分数为20%的AlN时，复合材料的热导率为126.2 W/（m·K），热膨胀系数仅有19.83×10-6 K-1。  
        关键词：镁基复合材料;热导率;热膨胀系数;AlN   
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        发布时间：2024-09-18
      • “在材料科学领域，最新研究揭示了铒元素对AlSi10Mg合金微观结构和性能的积极影响，通过细化晶粒和变质共晶硅，显著提升了合金的热导率。”
        单世杰,赵浩宇,王博,孙影,江鸿翔,何杰,张丽丽,赵九洲,陈慧琴
        2024, 44(9): 1170-1175. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.09.004
        摘要：利用金相显微镜、扫描电镜、电子探针以及硬度测试和电导率测试等手段，研究了Er对AlSi10Mg合金组织及性能的影响，分析了Er的影响规律及其作用机理。结果表明，Er的添加促使合金中α-Al晶粒的细化和共晶Si的变质。随着Er含量增加，合金显微硬度略微提升。当Er添加量小于0.6%（质量分数，下同）时，合金的热导率随Er添加量的增加而提高；当添加0.6%的Er时，合金的热导率达到峰值，为151.89 W/（m·K）；进一步增加Er的含量，合金的热导率略微降低。分析认为，添加Er主要通过降低溶质元素在基体中的固溶度以及变质共晶Si来提高合金的热导率。  
        关键词：AlSi10Mg合金;Er;热导率   
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        发布时间：2024-09-18
      • “在铝合金材料研究领域，专家通过添加Sb对Al-7Si-0.4Mg-0.4Cu合金进行变质处理，显著改善了合金的微观结构和性能。”
        王梓臣,李元东,刘文憬,刘雅婷,罗晓梅,毕广利
        2024, 44(9): 1176-1181. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.09.005
        摘要：通过添加Sb对Al-7Si-0.4Mg-0.4Cu合金进行变质处理，研究Sb添加量对Al-7Si-0.4Mg-0.4Cu合金显微组织、导热性能、力学性能的影响。结果表明，在金属型铸造中下，添加Sb能够改善合金中共晶Si形貌并细化共晶Si。此外，Sb能够细化α-Al的二次枝晶间距，进而提升合金的导热性能和力学性能。添加0.2%的Sb时，合金的变质效果最为明显，二次枝晶间距减小了63.78%，共晶Si的平均长度和宽度减小了60.92%和54.42%。热导率、抗拉强度和伸长率分别达到了149.56 W/（m·K）、234.56 MPa和8.86%，较未变质合金提高了8.49%、35.66%和257.26%。  
        关键词：Al-Si-Mg-Cu合金;Sb变质;导热性能;力学性能   
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        发布时间：2024-09-18

        试验研究

      • “在铝合金材料研究领域，专家通过形变热处理技术，优化了7075铝合金线材的组织性能，为提高材料强度和塑性提供了新思路。”
        李冰,王家霖,张俊腾,王长峰,祁伟,管仁国
        2024, 44(9): 1182-1186. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.09.006
        摘要：采用形变热处理对连续流变挤压制备的7075铝合金线材组织性能进行调控。利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等研究形变热处理工艺对连续流变挤压7075铝合金线材组织性能的影响。结果表明，7075铝合金线材在470 ℃下固溶处理90 min后，Al基体上的第二相逐渐变少，剩余少量θ相分布在晶界处。随着断面减缩率不断增加，第二相在Al基体上呈弥散分布，η相不断析出在Al基体上，呈白色长条状弥散分布。对直径为ϕ4 mm线材进行120 ℃×4 h+160 ℃×13 h双级时效处理并继续拉拔至线材直径为ϕ3 mm时，伸长率略有下降，抗拉强度达到530.95 MPa。  
        关键词：连续流变挤压;形变热处理;组织性能   
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        发布时间：2024-09-18

        研究·论述

      • “在铸造工艺领域，受控扩散凝固技术取得新进展，有效细化合金组织，抑制热裂，为铝合金铸件近净成形提供新方案。”
        林铭贤,莫丽玲,杜军
        2024, 44(9): 1187-1192. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.09.007
        摘要：利用铸造工艺成形液固区间较大的合金体系，有效细化初生组织并抑制热裂甚为关键。不同于传统的凝固，受控扩散凝固（Controlled Diffusion Solidification， CDS）能有效解决铝合金铸件近净成形过程中的热裂问题，并简化工艺流程，为其工业化应用提供可能。综述了CDS工艺过程机理的研究进展，总结了关键性过程（如混合、温度场和溶质场的重新分布，3种类型的形核等），并归纳了工艺参数（如前驱合金温度、初始质量比和混合速率等）对CDS组织非枝晶转化率的影响，最后总结了CDS凝固机理和调控机制现存问题，并对CDS工艺的未来发展方向进行了展望。  
        关键词：受控扩散凝固;凝固过程控制;近净成形;非枝晶演化   
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        发布时间：2024-09-18
      • “Ni-Cu合金涂层研究取得新进展，优化制备工艺提升性能，为材料应用提供新方向。”
        潘文涛,彭文海,方铁辉,彭德连,王艳虎,吕震北,张伟杰,李子豪
        2024, 44(9): 1193-1200. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.09.008
        摘要：概述了Ni-Cu耐磨耐蚀合金涂层的研究进展。制备工艺包括电沉积、喷涂、激光熔覆等方法，性能表征主要涉及涂层的显微组织、结构特征、硬度、耐磨性、耐蚀性等。通过优化制备工艺，调节材料的成分配比，改善涂层的微观结构可以实现性能的提高。总结了目前Ni-Cu耐磨耐蚀合金涂层的研究热点和发展趋势，为进一步研究和应用提供参考。  
        关键词：镍铜合金;涂层;显微硬度;耐磨性;耐蚀性   
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        发布时间：2024-09-18

        研究·计算机应用

      • “在材料科学领域，研究人员通过数值分析建模，深入探究了电弧预热对铝合金涂覆沉积层温度变化及形貌的影响，为提高沉积层质量提供了新思路。”
        张甲磊,赵光喜,李士武,杨文峰,郑光明,杨先海
        2024, 44(9): 1201-1205. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.09.009
        摘要：为了探究电弧预热铝合金涂覆沉积层内部温度变化及电弧预热参数对沉积形貌的影响，通过数值分析建模研究了电弧预热铝合金涂覆件温度场的演化过程，并对数值计算模型进行了试验验证。结果表明，预热电弧的热输入是沉积层凝固过程中形貌演化与凝固后表面质量的主要影响因素之一，受高温熔道的影响，沉积层横截面糊状区0.1 s前呈中间凹两边高的形态；当峰值电流提高至200 A时，铝合金熔体在基板上充分铺展，得到了较好的沉积层形貌；基板经历二次加热过程，越靠近基板上表面，二次加热时的最高温差越大，其中基板上表面最高温差达250 K。  
        关键词：熔融涂覆;温度场;电弧预热;铝合金   
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        发布时间：2024-09-18
      • “在提升挤压铸造设备性能领域，专家采用多目标优化方法，通过数学模型和仿真验证，显著提高了合模机构的运动和力学性能。”
        陶海涛,冯光明,彭文飞,胡奖品,娄军强,余军合
        2024, 44(9): 1206-1212. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.09.010
        摘要：为了综合提高挤压铸造设备合模机构的运动和力学性能，提出基于协调曲线法和分层序列法相结合的多目标优化方法。首先，分析挤压铸造设备曲肘式合模机构的工作特性，构建数学优化模型。其次，确定行程比与增力比的协调曲线关系，给定优化目标的宽容值，采用惩罚函数算法对合模机构的增力比、行程比、速度比与杆件质量总和等目标进行多方案优化，并选取最合适的优化方案。然后，利用ADAMS软件建立虚拟样机模型，仿真验证优化后合模机构运动的准确性和合理性。最后，在现场搭建运动特性和力学特性试验检测平台，对数学模型及仿真结果进行试验验证。结果表明，较优化之前增力比增大了14.4%，行程比提升了6.9%，杆件质量总和小幅减少，动模板速度和加速性能大幅提升。  
        关键词：挤压铸造设备;合模机构;多目标优化;协调曲线法;宽容分层序列法   
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        发布时间：2024-09-18
      • “在增材制造领域，研究人员采用激光选区熔化技术制造了含复杂流道的燃烧室模拟件，并利用CR和CT技术检测内部多余物。结果显示，CR能检出最小0.15mm凸出立方体和0.1mm线形多余物；显微CT能检出最小0.08mm凸出立方体和0.1mm线形多余物。”
        布树鹏,敖波,宋鸿玉,刘玲玲,刘海强
        2024, 44(9): 1213-1217. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.09.011
        摘要：采用激光选区熔化工艺增材制造了含复杂流道的燃烧室模拟件，流道内部预制了不同尺寸的凸出立方体多余物，并放置一组标准尺寸金属丝模拟线形多余物。采用计算机射线照相（Computed radiology， CR）和显微计算机层析成像（Computed tomography， CT）对试样进行检测，研究X射线成像方法对增材制件内部流道多余物的检测能力，并采用显微CT对流道壁厚进行分析与评估。结果表明，CR可检出最小设计尺寸为0.15 mm的凸出立方体多余物和最小丝径为0.1 mm的线形多余物；显微CT可检出最小设计尺寸为0.08 mm的凸出立方体多余物和最小丝径为0.1 mm的线形多余物。显微CT尺寸测量结果显示，线形多余物测量尺寸与标准尺寸一致，凸出立方体多余物测量尺寸普遍大于设计尺寸，最大绝对误差不超过50 μm。通过显微CT壁厚分析发现，宽段流道均匀性良好。  
        关键词：激光选区熔化;显微计算机层析成像;计算机射线照相;多余物;流道   
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      • “在材料科学领域，专家通过有限元分析和元胞自动机法，优化了锡磷青铜水平连铸工艺，有效改善了铸坯组织不均匀问题，为提高材料性能提供了新方案。”
        郑莲宝,王松伟,宋鸿武,孔凡亚,徐勇
        2024, 44(9): 1218-1225. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.09.012
        摘要：锡磷青铜在水平连铸生产时，边部冷却强度较大而优先凝固，导致铸坯横向组织不均匀，并严重影响后续轧制成形和成品带材性能。提出在石墨模具表面开设空气槽结构以实现适当增加边部热阻，达到边部与芯部冷却强度一致的效果。通过有限元软件对水平连铸结晶器进行模型建立及温度场分析，采用元胞自动机法对优化前、后铸坯组织进行计算，并结合正交试验对模具表面空气槽尺寸进行优化，得到最佳空气槽尺寸，长为115 mm、宽为45 mm、深为1 mm。通过工业化试验可知，使用空气槽模具后铸坯表面结晶线弧度区减小了46 mm，铸坯横向温差减小了20.23 ℃，边部差异化凝固组织区间范围减小了27 mm。  
        关键词：锡磷青铜;空气槽;正交试验;横向温差;凝固组织   
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        发布时间：2024-09-18

        研究·增材制造

      • “在增材制造领域，研究者基于ABAQUS和FE-SAFE建立了Ti-6Al-4V合金孔隙模型，发现球形孔隙对疲劳寿命影响较小，孔隙率和孔隙大小是关键因素。”
        吴自越,何东
        2024, 44(9): 1226-1231. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.09.013
        摘要：以Ti-6Al-4V合金为对象，基于ABAQUS和FE-SAFE，建立了增材制造过程中孔隙形状、位置、大小、相互距离、数量及孔隙率等模型，研究了孔隙对SLM增材制造Ti-6Al-4V合金试样疲劳寿命的影响。结果表明，球形孔比椭球形孔对疲劳寿命影响更小。在孔隙半径为10~30 μm时，球形内部孔隙缺陷比表面孔隙缺陷对疲劳寿命影响更显著；在孔隙半径为40~70 μm时，表面孔隙缺陷比内部孔隙缺陷对疲劳寿命影响更大。孔隙率低于1%时，球形孔隙缺陷半径越大的试样疲劳寿命变化幅度越大；孔隙率处于1%~5%之间时，混合孔隙缺陷的试样疲劳寿命最短。疲劳寿命会随着不同随机排列方式在一定范围内波动。  
        关键词：激光选区熔化;Ti-6Al-4V合金;FE-SAFE;孔隙缺陷;疲劳寿命分析   
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        发布时间：2024-09-18

        研究·合金工艺

      • “在铸造稀土镁合金领域，研究者通过压力调控固溶处理，有效平衡了合金元素固溶与晶粒长大问题，为提升合金强塑性提供了新思路。”
        吴海,王阳阳,张旻,杨力祥,董喜旺,华溪如,肖旅
        2024, 44(9): 1232-1236. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.09.014
        摘要：针对铸造稀土镁合金固溶处理过程中普遍存在的合金元素充分固溶与晶粒长大间的矛盾，从压力角度探索其对合金元素固溶过程的影响。对比研究了真空与常压固溶处理后Mg-14Gd-1Zn-0.4Zr合金的组织与力学性能，以及峰时效态的力学性能，并讨论了压力对原子固溶过程的影响机制。结果表明，Mg-14Gd-1Zn-0.4Zr合金铸态组织主要由α-Mg、（Mg，Zn）3Gd、14H型LPSO相组成。常压480 ℃×20 h固溶处理后LPSO相消失，有少量（Mg，Zn）3Gd残留。常压500 ℃×20 h与真空480 ℃×20 h固溶处理后，LPSO相均消失且基本无（Mg，Zn）3Gd相残留，但真空条件下晶粒未显著长大，强塑性均有所提升；二者在225 ℃时效处理的峰时效时间均为24 h，后者的抗拉强度与伸长率提升明显，抗拉强度为（360.5±1.2） MPa，屈服强度为（234.6±0.8） MPa，伸长率为（5.2±0.3）%。当压力降低至真空时，合金原子的扩散系数增加，提高了固溶效率；在较低固溶温度下也可实现Gd、Zn原子固溶，同时减缓了晶粒长大，因此促进了合金综合强塑性提升。  
        关键词：压力;热处理;Mg-14Gd-1Zn-0.4Zr 合金;力学性能   
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      • “在电子束熔铸技术领域，研究揭示了铸锭表面折层与电子枪功率及液位的关联，为提高熔铸效率和质量提供了新见解。”
        尹正培,刘昆,肖寒,张浩泽,和雪峰,叶涛,杨超
        2024, 44(9): 1237-1240. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.09.015
        摘要：研究了４枪3 200 kW电子束冷床炉熔铸不同规格铸锭时毛坯表面折层与电子枪功率及液位的关系，明确了折层的形成机理。结果表明，当功率相同时，液位越低毛坯非溢流侧折层越多，液位越高非溢流侧折层最少；当相同液位时，电子枪功率增加折层减少，1 080 mm宽结晶器熔铸时，液面电子枪功率为（350±10） kW且液位与溢流口平齐时，毛坯折层少，熔铸耗能最低；1 280 mm宽结晶器熔铸时，液面电子枪功率为（380±10） kW且液位与溢流口平齐时，毛坯折层少，熔铸耗能最低。结晶器宽幅增加，保证较少折层的电子枪功率密度降低。  
        关键词：结晶器;钛合金;电子束冷床炉   
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        发布时间：2024-09-18

        研究·合金性能

      • “在铜基摩擦材料研究领域，科学家们采用粉末冶金技术，通过调整AlN-CrFe混合摩擦组元比例，成功优化了材料性能。研究发现，AlN含量的增加能显著提升材料硬度，同时降低密度，而当AlN含量超过9%后，性能变化趋于稳定。此外，随着AlN含量的提高，摩擦因数和相对磨损量均有所下降，当AlN与CrFe的比例达到3∶9时，材料展现出较大的摩擦因数和良好的稳定性。磨损机理分析显示，随着AlN含量的增加，材料表面的磨损特征由剥层磨损逐渐转变为氧化磨损，最终演变为磨粒磨损，这为铜基摩擦材料的进一步研究和应用提供了重要参考。”
        吴深,司屈钒,刘洪坤,蒋爱云,刘建秀,樊江磊,王艳
        2024, 44(9): 1241-1244. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.09.016
        摘要：以AlN-CrFe为混合摩擦组元，采用粉末冶金方法制备铜基摩擦材料，研究了AlN-CrFe含量对铜基摩擦材料性能的影响。结果表明，随AlN含量提高，摩擦材料的硬度提高，密度呈下降趋势，当AlN含量超过9%后摩擦材料的硬度和密度的变化不明显。摩擦因数和相对磨损量均随AlN含量提高而逐渐下降，当AlN、CrFe含量比为3∶9时，摩擦因数较大且稳定。摩擦磨损试验中摩擦材料表面主要存在一些剥落坑和裂纹，随AlN含量升高剥落坑和裂纹逐渐减少，磨损机理从剥层磨损向氧化磨损转变，并最终转化为磨粒磨损。  
        关键词：铜基摩擦材料;粉末冶金;性能;摩擦组元   
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        发布时间：2024-09-18
      • “在材料科学领域，研究者基于密度泛函理论，深入探讨了无序Al1-xLix合金的力学性能。发现Al1-xLix合金在0 K时能形成稳定结构，但Al0.75Li0.25相较难形成。随着Li含量增加，FCC相由韧性向脆性转变，BCC相表现出显著各向异性，而FCC相趋向各向同性。这些发现为合金设计提供了新思路。”
        田晋忠,李博霖,白正豪,杨晓敏,赵宇宏,侯华
        2024, 44(9): 1245-1249. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.09.017
        摘要：基于密度泛函理论，研究了不同结构对无序Al1-xLix（x=0.25，0.5和0.75）的弹性模量、各向异性和理想抗拉强度的影响。结果表明，Al1-xLix相可以在0 K时形成稳定结构，但Al0.75Li0.25相的形成难度较大。对于相同成分的Al1-xLix相，BCC结构具有相对较弱的抗体积变形能力。当Li含量（摩尔分数）从5%提高到75%，FCC Al1-xLix相发生韧脆性转变，可能是由金属键转变为共价键导致。BCC Al0.75Li0.25的弹性性质展现出显著的各向异性，而FCC Al0.75Li0.25和BCC Al0.25Li0.75趋于各向同性。相同结构的Al1-xLix相的理想抗拉强度随Li含量的增加而呈降低趋势。  
        关键词：第一性原理;Al1-xLix相;弹性性质;各向异性   
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        发布时间：2024-09-18
      • “在铝合金凝固组织和力学性能研究领域，专家通过施加不同频率脉冲磁场，发现40 Hz频率下合金晶粒最细化，显著提升力学性能，为铝合金材料优化提供新思路。”
        施维慰,唐远路,郝天,郎瑞卿,刘永珍,麻永林
        2024, 44(9): 1250-1254. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.09.018
        摘要：对ZL205A铝合金熔体施加不同激励磁场频率（0、20、40和50 Hz）脉冲磁场，探究了脉冲磁场对ZL205A铝合金凝固组织和力学性能的影响。使用金相显微镜和场发射扫描电镜等测试方法对合金的凝固组织进行分析。结果表明，脉冲磁场可明显细化合金晶粒，并且将粗大的网络状θ-Al2Cu相转变为细小的近球状，同时提高了合金的力学性能。随着激励磁场频率的增加，合金晶粒尺寸先减小后增加，当激励磁场频率为40 Hz时，合金的晶粒细化效果最好，与未施加脉冲磁场相比，凝固组织边部和心部平均晶粒尺寸分布分别减小了26.83%和22.36%，此时，合金的屈服强度、抗拉强度、伸长率和硬度（HV）均达到最高，分别为160 MPa、241 MPa、11.5%和62.5，与未施加脉冲磁场试样相比分别提高了28.0%、17.0%、91.7%和13.0%。  
        关键词：ZL205A铝合金;脉冲磁场;晶粒细化;凝固组织;力学性能   
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        发布时间：2024-09-18
      • “在材料科学领域，研究人员通过CALPHAD方法计算了Cu-Ni-Si、Cu-Zn-Al三元体系相图，确定了镍硅黄铜合金成分。调控Cu-36Zn-7Ni-2Si-xAl合金中Al含量，揭示了合金基体相变及Ni2Si增强相分布规律，为合金设计提供新思路。”
        李士明,董壮壮,接金川,董博闻
        2024, 44(9): 1255-1259. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.09.019
        摘要：基于CALPHAD方法计算得到了Cu-Ni-Si、Cu-Zn-Al三元体系相图及伪二元相图，确定了具有硬质β基体+Ni2Si增强相复合结构的镍硅黄铜合金成分。通过调控Cu-36Zn-7Ni-2Si-xAl（质量分数，%）合金中Al含量，发现当Al含量超过1%时，合金基体由（α+β）双相转变为β单相结构，分布于基体中的Ni2Si增强相呈现连续珊瑚状（共晶Ni2Si）和弥散颗粒状（初生Ni2Si）。随Al含量升高，共晶Ni2Si含量先小幅升高后大幅降低，当Al含量达到3%时，共晶Ni2Si相含量接近于0。  
        关键词：CALPHAD;镍硅黄铜;组织演变;Ni2Si增强相   
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        发布时间：2024-09-18
      • “在腐蚀性溶液中，非晶合金表现出优异的抗腐蚀性能，尤其是Hf28合金在含Cl-环境中腐蚀程度最低，为材料科学领域提供了新的研究方向。”
        李宗茂,范新会,李想,耿甜甜,谭本立,杨珂,李炳
        2024, 44(9): 1260-1265. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.09.020
        摘要：研究了Hf28Be18Ti17Zr17Cu7.5Ni12.5、Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5、（Cu43Zr48Al9）98Y2 3种非晶合金分别在3.5%的NaCl溶液、1 mol/L HCl溶液和1 mol/L的H2SO4溶液中的电化学腐蚀行为，并与304不锈钢进行对比。结果发现，在含Cl-腐蚀液中，3种非晶合金均发生明显腐蚀，其中Hf28Be18Ti17Zr17Cu7.5Ni12.5（Hf28合金）腐蚀程度最低，腐蚀电流密度最小，而Cu基非晶合金发生了严重的腐蚀。在1 mol/L的H2SO4溶液中，3种非晶合金均展现良好的耐蚀性能，腐蚀电流密度均在10-7 A/cm2左右，且具有较正的腐蚀电位，表面均无明显腐蚀痕迹。表明非晶合金受Cl-离子侵蚀的影响较大，而在氧化性的腐蚀液中，合金表面极易形成钝化膜，表现出优异的抗腐蚀性能。  
        关键词：非晶合金;电化学腐蚀;腐蚀电流密度   
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        发布时间：2024-09-18
      • “在材料科学领域，研究者通过热处理优化了低铜含量铸造Al-Si-Mg-Cu合金的性能，发现固溶和时效处理显著影响合金的强度和塑性，为合金应用提供了新思路。”
        孙纪航,周亚军,张康,杨锋,靳灵钧,丁宏升
        2024, 44(9): 1266-1270. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.09.021
        摘要：采用低Cu含量铸造Al-Si-Mg-Cu合金，通过光学显微镜、SEM和拉伸试验等方法，研究了热处理工艺对其组织性能的影响。结果表明，随着固溶时间增长，合金的强度及伸长率呈先增高后下降趋势，此时合金中共晶Si形貌会随着固溶时间而逐渐趋于球化。随着150 ℃下时效时间的延长，合金的强度逐渐升高，在时效14 h后抗拉强度达到339.87 MPa，而伸长率呈先下降后升高最后下降的趋势。在165 ℃下随着时效时间的延长，合金的强度先升高后下降，在10~14 h达到峰值，伸长率则持续降低。合金在热处理后析出W-Al2Cu5Si4Mg4及Mg2Si相，两相弥散分布于基体中，形成第二相强化和弥散强化，提高合金的强度，但降低塑韧性。  
        关键词：Al-Si-Mg-Cu合金;固溶处理;时效处理;显微组织;力学性能   
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        发布时间：2024-09-18
      • “在铝合金领域，研究者通过添加稀土La和Al-5Ti-1B，显著提升了A356合金的力学性能，为材料科学的发展提供了新思路。”
        吴恺威,雍学超
        2024, 44(9): 1271-1275. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.09.022
        摘要：研究了稀土La和Al-5Ti-1B对A356铸造铝合金中初生α-Al、共晶Si相和力学性能的影响。结果表明，稀土La和Al-5Ti-1B的加入对A356铝合金的组织具有多重细化作用：α-Al晶粒尺寸和二次枝晶间距（SDAS）显著细化，共晶Si形貌由片状变为小颗粒状和棒状。由于α-Al晶粒细化和共晶Si纤维化组织的改善，经0.3%的La+0.15%的Al-5Ti-1B细化处理的A356铝合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别提高了35%、33%和400%，远高于采用传统方法制备的A356铝合金。经T6热处理后，细化处理的A356铝合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率相比未细化处理的分别提高了24%、20%和176%。  
        关键词：稀土La;Al-5Ti-1B;细化;变质;力学性能   
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        发布时间：2024-09-18
      • “在材料科学领域，研究人员建立了基于经验参数的高熵合金室温屈服强度预测模型，为合金性能预测提供新方法。”
        王万年,朱煦,陈占兴,周珉旭,邢秋玮,王晓红,马腾飞
        2024, 44(9): 1276-1281. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.09.023
        摘要：提出了一种基于经验参数来预测高熵合金（HEA）室温屈服强度的方法，以经验参数作为输入变量构建了一个多元线性回归模型，该模型在拟合优度（R2）方面表现出色，达到了0.996，同时模型预测的室温屈服强度的平均误差仅为4.2%。此外，通过皮尔逊相关系数检验，筛选出对室温屈服强度影响最显著的经验参数，包括价电子浓度、理论熔点、混合焓以及熵焓比。  
        关键词：经验参数;多元线性回归模型;HEA;皮尔逊相关系数   
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        发布时间：2024-09-18

        应用·压力铸造

      • “在铝合金盖板铸造工艺领域，专家通过AnyCasting软件仿真分析，揭示了密封槽缺陷成因并提出改进措施，显著提升了铸件合格率。”
        李红强,朱广,何伟国
        2024, 44(9): 1282-1285. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.09.024
        摘要：通过AnyCasting软件对一种气体绝缘开关（GIS）用金属型低压铸造铝合金盖板工艺进行充型凝固仿真分析，研究了该盖板密封槽出现铸造缺陷的原因并给出了改进措施，最后进行了生产验证。结果表明，当模具温度取工作温度下限与上限时，初始工艺充型凝固仿真分析发现法兰面没有出现缩孔、缩松缺陷。该盖板出现密封槽缺陷，主要由于冒口排气不畅，导致金属液实际浇注高度不足所致，法兰保温冒口浇注实际高度小于1.24倍法兰厚度，冒口不能对法兰有效补缩，导致法兰密封槽出现缩孔、缩松缺陷。工艺改进后，浇注铸件保温冒口浇注高度不低于1.55倍铸件法兰厚度，铸件合格率达到99%以上。模拟结果与实际情况相符。  
        关键词：GIS;盖板;充型凝固;工艺优化;低压铸造   
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        发布时间：2024-09-18

        应用·精密铸造

      • “在铸造技术领域，专家通过优化浇注系统设计，显著提升了ZM6格栅铸件的充型效果和凝固质量，为批量生产提供了有效方案。”
        林琳,陈西孟,薛祥义,黄旗,吴天栋
        2024, 44(9): 1286-1290. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.09.025
        摘要：以ZM6格栅铸件为对象，利用浇注系统设计的水力学原理，采用垂直缝隙式浇道对格栅铸件低压铸造浇注系统进行了优化设计，通过ProCAST软件对浇注过程中流动场和温度场分布规律进行了模拟和分析。结果显示，采用水力学原理，增加缝隙浇道与铸件接触的面积及立筒数量，可显著提高充型效果，降低铸件凝固过程各处的温度梯度；采用优化后的浇注系统设计实现了格栅铸件的成形，配合专用磨头进行后期铸件修整，能够满足格栅铸件批量生产的要求。  
        关键词：格栅;镁合金;低压铸造;浇注系统设计;数值模拟   
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        发布时间：2024-09-18
      • “在精密铸造领域，专家通过正交试验优化车钩铸造工艺，确保了组织致密性和性能达标，为提高铸造质量提供了有效方案。”
        龚海军,郭志启,李福军,钟发勇,高正源,孙鹏飞
        2024, 44(9): 1291-1296. DOI: 10.15980/j.tzzz.2024.09.026
        摘要：为获得致密组织和良好性能、防止产生裂纹，设计了精密铸造车钩的正交试验，确定了最优参数，即浇注温度为1 570 ℃、型壳预热温度为425 ℃、浇注时间为29 s。通过铸造仿真分析了最优参数下铸件温度场、应力场对于缩孔缩松及裂纹形成的影响，同时通过KGT模型对铸件关键部位进行组织模拟。最后对试制车钩进行X射线探伤，未发现内部存在裂纹及孔隙，各部位金相组织与组织仿真结果基本一致，车钩经热处理后其平均抗拉强度可达1 020 MPa。结果表明，正交优化后获得了合理的车钩铸造工艺参数，晶粒较细，性能高于标准要求。  
        关键词：机车车钩;精密铸造;应力;组织模拟;力学性能   
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        发布时间：2024-09-18
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