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专题综述 有色合金 
细化变质对免热处理压铸Al-Zn-Si-Cu 合金组织及性能的影响 • 张恩图1，郝建飞2，夏 鹏2，陈 斌2，王志鹏2，揭晓华1，李润霞2 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 基于熵值法的铝合金缸体低压 铸造工艺多目标优化 • 邓 伟1，宋仲模1，雷基林1，罗 坤1，徐远志2，张 勇3 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] A356 合金低温拉伸力学性能变化机理研究 • 马广辉1，李广龙2，崔 勇1，刘 海1，金玉静1 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 铸造工艺对VW63Z镁合金圆盘铸件的内部质量、 显微组织及力学性能的影响 • 李 蒙1，古金涛1，潘 龙1，褚 杰1，陈惠风2，张旭亮1，邹文兵1，李宝辉2 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 精炼工艺对A356 铝合金熔体渣含量 及性能的影响 • 李雪科1，刘雨泽2，霍臣明1，葛素静1，田战峰1，张祎程1，苑高利1 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] Si 含量对Al-Si-Cu-Ni-Mg 合金组织 和性能的影响 • 韩 杨，相志磊，陈子勇 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 高温溶解法制备铝磷变质剂及 变质效果研究 • 关博文1，李青春2，霍宝阳2，赵志伟2 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 造型材料 铸造过滤网用无机- 有机耐热 复合涂层材料研究 • 黄仁和，袁振飞 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 铸造混合型旧砂的复合再生工艺研究 • 韩海涛1，2，韩继磊1，2，王大威1，2，刘 宁2，3，李宝娥2，3，师春生2，4，李海鹏2，3 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 磷酸盐干态覆膜砂结块现象的 改善措施研究 • 罗圆圆1，2，夏 露1，2，张友寿1，2，夏增权1，2，胡汉基1，2 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 特铸铸造 Ru、Y 对铸造高温合金与陶瓷 界面反应的影响 • 史振学，潘宏涛，郝齐赞，刘世忠 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 分层挤出成形陶瓷型壳的 表面粗糙度研究 • 王盼龙，杨 力，杨致远，彭子伟，樊自田 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 数字化应用 钢铁生产主工序碳排放数字化仿真 及流程改造 • 侯明君1，王才加尚1，陈 众1，计效园1，谢敬佩2，3，周建新1 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 铸件X 射线检测虚拟探伤图像生成方法 • 董 淏1，侯明君1，计效园1，李沁阳1，吴楚澔1，李硕宏1， 郄喜望1，2，陈 强3，李 宁1，周建新1，高 亮4 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 基于双向加权特征融合网络的 铸件内部缺陷检测方法 • 王 蕾1，2， 贺万山1，2， 张泽琳1，2， 夏绪辉1，2 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 基于STL 模型的砂型表面网格重构算法 • 杨伟东1，净鹤洋1，方妍娇1，陈学广2，于建军3 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 工艺技术 大型ZL205A 铝合金舱体铸件 铸造工艺研究 • 杜旭初1，2，黄 粒1，2，厉沙沙1，2，何茂领1，2，郝慧林1，2 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] ZL205A 合金侧盖壳体铸造工艺 研究与产品试制 • 马文龙1，杨 力2，杨小冬1，徐远财2，罗 辉1，樊自田2，唐锦球1 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] LAZ811 合金水冷凝固工艺设计 与组织性能研究 • 王 威，浦丽莉，霍雨晗 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
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专题综述 有色合金 细化变质对免热处理压铸Al-Zn-Si-Cu 合金组织及性能的影响 • 张恩图1，郝建飞2，夏 鹏2，陈 斌2，王志鹏2，揭晓华1，李润霞2 采用压铸成形工艺制备Al-Zn-Si-Cu合金，研究陶瓷纳米增强颗粒（TiC/TiB2）和Al-10Sr变质剂对免热处理压铸Al-Zn-Si-Cu合金力学性能、导热/电性能、显微组织的细化变质效果。结果表明，单独添加0.5%陶瓷纳米颗粒后，与未添加细化剂的合金相比，α-Al相得到明显细化，呈近蔷薇状，纤维状共晶Si相更加致密，短棒状Al2Cu相更加细小，且Zn、Si、Cu元素在基体中含量增加，此时力学性能得到提升，导热/电性能略有下降，主要是由于溶质元素的增加导致晶格发生畸变程度变大，增大电子散射能力的同时减小电子的平均自由程，使得金属的导热和导电能力下降；经0.5%陶瓷纳米颗粒和0.1%Al-10Sr中间合金共同作用后，共晶Si相棱角钝化，基体中溶质元素含量进一步增加，此时合金力学性能达到，其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为361 MPa，213 MPa和6.8%，热导率为118.73 W/（m·K） 。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 基于熵值法的铝合金缸体低压 铸造工艺多目标优化 • 邓 伟1，宋仲模1，雷基林1，罗 坤1，徐远志2，张 勇3 基于有限元软件ProCAST构建某型铝合金缸体的有限元模型，设计L16（44）正交试验方案，探究了浇注温度、模具预热温度、充型时间、保压压力四个工艺参数对凝固时间和缩松体积的影响。采用熵值法分别计算两个评价指标的权重，将凝固时间与缩松体积转化为综合评分值进行单目标优化。通过极差分析与方差分析，得到了各参数对综合评分的影响程度为：浇注温度（A）>模具预热温度（B）>保压压力（D）>充型时间（C），确定了的工艺参数为A1B2C1D3。对比原工艺参数方案和优选工艺参数方案发现：凝固时间缩短了20.35%，缩松体积下降了2.96%。经生产试验，缸体铸件外观质量良好，无明显铸造缺陷，验证了工艺参数的合理性。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] A356 合金低温拉伸力学性能变化机理研究 • 马广辉1，李广龙2，崔 勇1，刘 海1，金玉静1 对A356合金在20 ℃、-20 ℃、-40 ℃、-60 ℃和-80 ℃低温环境下进行了拉伸力学性能测试，并利用扫描电子显微镜和金相显微镜对20 ℃、-20 ℃和-60 ℃三种环境的低温拉伸试样断口形貌和附近组织结构进行观察分析，并对断口深腐蚀后的Si相裂纹和铝基体中的位错滑移带进行分析。结果表明：当环境温度由20 ℃下降至-80 ℃时，A356合金的抗拉强度和屈服强度呈上升趋势，而塑性呈下降趋势；拉伸过程中，铝基体中位错在Si相边缘塞积，造成Si相破裂，形成大量微裂纹，在裂纹产生的应力集中，使合金在低温下发生较小的塑性变形时就发生断裂，这是影响合金低温塑性下降的主要原因；随着温度的降低，铝基体内部的点阵阻力增加，塑性变形过程中位错运动困难，导致合金强度提高。同时合金的硬化指数升高，使合金的整体变形趋于均匀化。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 铸造工艺对VW63Z镁合金圆盘铸件的内部质量、 显微组织及力学性能的影响 • 李 蒙1，古金涛1，潘 龙1，褚 杰1，陈惠风2，张旭亮1，邹文兵1，李宝辉2 采用ProCAST软件仿真模拟，光学显微镜观察和室温拉伸试验等方法研究了铸造工艺对VW63Z镁合金圆盘铸件的内部质量、显微组织和力学性能的影响。结果显示：重力铸造的圆盘铸件上存在疏松和夹渣缺陷，反重力铸造的圆盘铸件上没有夹渣、疏松以及微裂纹等铸造缺陷。显微组织分析结果显示：重力铸造的圆盘铸件显微组织不均匀，平均晶粒尺寸达到95 μm；反重力铸造的圆盘铸件显微组织比较均匀，平均晶粒尺寸仅为70 μm。力学性能测试结果显示：反重力浇注的圆盘铸件的力学性能更高，室温条件下的本体平均抗拉强度、平均屈服强度和断后伸长率分别为315.75 MPa、215.50 MPa和6.90%，160 ℃条件下的本体平均抗拉强度、平均屈服强度和断后伸长率分别为295.75 MPa、196.75 MPa和9.85%。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 精炼工艺对A356 铝合金熔体渣含量 及性能的影响 • 李雪科1，刘雨泽2，霍臣明1，葛素静1，田战峰1，张祎程1，苑高利1 采用Prefil-Footprinter铝渣检测仪、室温拉伸机、金相显微镜等多种检测分析手段，研究了精炼工艺对A356合金熔体渣含量及力学性能的影响。研究结果显示，加入精炼剂量为铝液总量的0.15%，以20 L/min流量通入高纯度氩气15 min，静置20 min后进行检测，此时A356合金熔体中渣含量，且力学性能。因此该精炼工艺将对现场A356铝合金锭熔炼和生产具有一定的指导意义。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] Si 含量对Al-Si-Cu-Ni-Mg 合金组织 和性能的影响 • 韩 杨，相志磊，陈子勇 采用搅拌铸造工艺制备不同Si含量合金，旨在揭示Si含量对Al-Si-Cu-Ni-Mg合金微观组织、力学性能和耐磨性的影响。结果表明，随着Si含量升高，合金中共晶Si长径比和平均长度先升高后降低，Si含量为16wt.%合金的长径比和平均长度，分别为8.8 μm、24.1 μm。经过520 ℃/6 h固溶+180 ℃/5 h时效处理后，共晶Si形貌由纤维状变为球状，初晶Si棱角钝化。合金中共晶Si长径比和平均长度均有明显降低，保持与铸态合金相同的变化趋势；Si含量为16wt.%合金的长径比和平均长度分别为3.5 μm、12.4 μm，初晶Si尺寸没有明显变化。随着Si含量的升高，铸态合金拉伸性能逐渐降低，宏观硬度逐渐上升。经过T6热处理后，合金的拉伸性能和宏观硬度有了明显提升，保持与铸态合金相同的变化趋势，随着Si含量的升高，合金磨损失重减少，耐磨性得到改善。Si含量为16wt.%的合金磨损失重最少，耐磨性最好；继续增加Si含量时，合金耐磨性降低。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 高温溶解法制备铝磷变质剂及 变质效果研究 • 关博文1，李青春2，霍宝阳2，赵志伟2 采用高温溶解法制得Al-P合金，AlP的平均尺寸约为5 μm。研究了冷却速度对Al-P合金凝固组织的影响规律，发现降低冷却速度会导致AlP析出长大，不利于获得细小的AlP；提高冷却速度会导致AlP开裂，这种裂纹的产生有利于获得更加细小的AlP，有利于变质处理。Al-P合金对过共晶铝硅合金具有较好的变质效果，能够将Al-15%Si合金初生硅尺寸细化到16.56 μm。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 造型材料 铸造过滤网用无机- 有机耐热 复合涂层材料研究 • 黄仁和，袁振飞 利用生产热塑性酚醛树脂产生的废水和六羟甲基三聚氰胺（HMM），生产铸造过滤网用耐热涂层材料HMM改性酚醛树脂，并与液体铝溶胶复合，制备过滤网用无机-有机耐热涂层复合材料。借助残炭率的测定、热重分析和差示扫描量法手段，分析了HMM改性酚醛树脂的组成对改性酚醛树脂的耐热性能影响，同时还分析了无机-有机耐热复合涂层材料降低过滤网发烟量与阻止着火机理，以及讨论了影响过滤网性能的因素；从而得出HMM改性酚醛树脂组成为HMM改性酚醛树的固体物中氮含量约在5%左右，无机-有机复合涂层材料的组成为HMM改性酚醛树脂与液体铝溶胶质量比为4∶1，铝溶胶有利于提高过滤网复合涂层材料耐热性能和降低过滤网发烟量、阻止着火有一定作用。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 铸造混合型旧砂的复合再生工艺研究 • 韩海涛1，2，韩继磊1，2，王大威1，2，刘 宁2，3，李宝娥2，3，师春生2，4，李海鹏2，3 对含不同类型树脂芯砂的粘土混合旧砂进行再生试验研究，对比了湿法再生、化学再生和复合再生等对再生砂表面形貌和性能的影响。结果表明：单一再生方法无法同时满足对含泥量、灼减量、酸耗值等要求。“水洗+碱/酸处理+高温焙烧”工艺能充分发挥不同工艺优势，获得理想结果，适宜的工艺参数为在400 r/min的转速下水洗6次，每次5 min，砂水比约为1.7∶1，并在水洗初期和水洗后每100 g旧砂依次加入0.1 mol/L的氢氧化钠溶液4 mL和草酸溶液6 mL，最后将水洗后的砂子在700 ℃焙烧15 min。再生砂含泥量、酸耗值、灼减量分别达到0.18%，2.61 mL和0.08%，均超过行业标准和企业生产要求。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 磷酸盐干态覆膜砂结块现象的 改善措施研究 • 罗圆圆1，2，夏 露1，2，张友寿1，2，夏增权1，2，胡汉基1，2 结块现象是磷酸盐干态覆膜砂在保存中遇到的问题之一，难以使覆膜砂保持散砂状态，从而严重影响了覆膜砂的流动性，阻碍了无机覆膜砂的应用。通过向干态覆膜砂里加入偶联剂和干燥剂以改善结块问题，结果表明：将偶联剂处理前、后的两种干态覆膜砂以质量比为1∶1混合均匀，再加入占覆膜砂质量分数为1/200的硅胶干燥剂，能有效改善覆膜砂结块问题，结块率下降65%左右，射砂成形所得试样的抗拉强度达到1.5 MPa以上。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 特铸铸造 Ru、Y 对铸造高温合金与陶瓷 界面反应的影响 • 史振学，潘宏涛，郝齐赞，刘世忠 在定向凝固炉中，采用相同的硅基陶瓷型芯，刚玉陶瓷型壳，熔炼工艺和定向凝固工艺制备了四种不同Ru、Y含量的单晶高温合金叶片，研究了组织稳定性提升元素Ru、抗氧化性增强元素Y对合金与陶瓷材料界面反应的影响。研究结果表明，合金中不含Ru、Y时，合金与型壳发生的界面反应主要为物理粘砂作用，未见合金元素与型壳发生明显的化学反应，合金与型芯发生轻微的界面反应，除了物理作用，还发生了Al与SiO2的化学反应。合金中添加Ru，对合金与型壳或型芯的界面反应无影响。合金中添加0.01%Y后，合金与陶瓷型壳或型芯的界面反应稍有增加，但由于其添加量较少，故影响较小。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 分层挤出成形陶瓷型壳的 表面粗糙度研究 • 王盼龙，杨 力，杨致远，彭子伟，樊自田 熔模铸造在进行金属浇注之前，通常要经过蜡模压制、蜡模组树、蜡模沾浆、型壳脱蜡、型壳焙烧等工序制备陶瓷型壳，而采用分层挤出成形技术直接成形陶瓷型壳，可大大简化熔模铸造的工艺流程。本文基于氧化铝陶瓷浆料，主要研究了分层挤出成形关键工艺参数（喷嘴直径、挤出层高和成形角度）对陶瓷型壳表面粗糙度的影响，构建了挤出成形陶瓷型壳的表面粗糙度数学模型，并采用涂层后处理工艺进一步降低了陶瓷型壳的表面粗糙度。结果表明：采用分层挤出成形技术，当喷嘴直径为0.26 mm、挤出层高为0.2 mm、成形角度为90°时，试样表面粗糙度Ra为（12.9±0.9）μm，施加涂层后，表面粗糙度Ra可降低至6.3 μm以下。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 数字化应用 钢铁生产主工序碳排放数字化仿真 及流程改造 • 侯明君1，王才加尚1，陈 众1，计效园1，谢敬佩2，3，周建新1 对照我国提出的“双碳”战略，钢铁行业降碳减排时间紧，任务重，刻不容缓。作为降碳减排的重要手段，钢铁生产碳排放数字化仿真目前主要集中于炼铁、炼钢等单一工序，存在着多工序碳排放模型缺乏、系统性流程改造方案欠缺等问题。为此，开展了钢铁生产主工序流程碳排放数字化仿真及流程改造研究。首先，构建了“5+1”主工序流程碳排放数学模型，开发了华铸钢铁生产碳排放仿真软件，解决钢铁行业主工序流程模型缺乏问题；其次，基于宝钢和唐钢等企业数据进行验证，吻合度超96%，证实了模型与软件的准确性和可靠性，为流程改造奠定基础；最后，从技术革新、碳回收、碳中和和能源变更等四个方面，系统性提出了NTC（New Technology Combination）、燃烧后CO2回收、燃烧前CO2回收、氢冶金短流程生产等四种方案，技术实现从易到难，可依次服务于近期、中期、中后期和后期“双碳”计划，对钢铁行业降碳减排具有很好的参考作用。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 铸件X 射线检测虚拟探伤图像生成方法 • 董 淏1，侯明君1，计效园1，李沁阳1，吴楚澔1，李硕宏1， 郄喜望1，2，陈 强3，李 宁1，周建新1，高 亮4 随着国防核心装备对零件的要求不断提高，铸件向结构复杂化方向发展，如大壁厚差、多交叉结构等，致使铸件内部缺陷的无损检测更困难。X射线探伤过程中，拍片依赖人工反复调整成像部位和参数，存在探伤部位易漏检、成像质量波动大等问题，亟需发展智能分区调参拍片技术。为此，本文提出了铸件X射线检测虚拟探伤图像生成方法。首先，建立了铸件坐标降维映射模型，实现了铸件三维坐标降维映射到成像板平面二维坐标。其次，建立了仿真成像参数拟合模型，生成了点光源式虚拟射线对铸件三维模型的仿真探伤图像。最后，开发了铸件X射线检测虚拟成像系统。该方法可为实际探伤提供优化的成像姿态和成像参数信息，为智能分区调参拍片技术提供理论支撑。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 基于双向加权特征融合网络的 铸件内部缺陷检测方法 • 王 蕾1，2， 贺万山1，2， 张泽琳1，2， 夏绪辉1，2 针对X射线无损探伤过程中铸件内部缺陷小、对比度弱、人工识别效率低等问题，提出了一种基于双向加权特征融合网络的铸件内部缺陷检测方法。在YOLOv5网络模型基础上引入改进的坐标注意力模块（NCA），以提高网络对不规则缺陷和小缺陷的学习能力；引入双向特征金字塔网络（BiFPN）代替原有路径聚合网络（PANet），以实现缺陷特征多尺度高效融合，并使用EIoU Loss回归损失函数提高缺陷边界框定位的精度。试验结果表明，本文所提方法对铸件内部小目标、弱对比度缺陷具有良好的检测性能。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 基于STL 模型的砂型表面网格重构算法 • 杨伟东1，净鹤洋1，方妍娇1，陈学广2，于建军3 为解决通用模拟软件对STL模型生成表面网格时存在局部网格稀疏的问题，本文提出了一种基于STL模型的砂型表面网格重构算法。该算法对生成的表面网格进行特征边界以及表面网格内部加密，可有效解决表面网格密度低、质量不高的问题。基于ProCAST模拟软件进行实例仿真，其结果验证了经表面网格重构后的STL网格模型模拟仿真的可行性。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 工艺技术 大型ZL205A 铝合金舱体铸件 铸造工艺研究 • 杜旭初1，2，黄 粒1，2，厉沙沙1，2，何茂领1，2，郝慧林1，2 以ZL205A厚大舱体铸件为研究对象，针对舱体铸件的特点，开展了铸造工艺方案设计、铸造工艺方案数值仿真计算及熔体处理等技术的研究。研究结果表明：铸件采用差压浇注方法，低热量浇注系统，配合低热量浇注系统使用的冷铁，铸件实现了顺序凝固；铸件经检测，内部质量优良，切取试样力学性能远超过了指标值，各项指标均满足设计要求。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] ZL205A 合金侧盖壳体铸造工艺 研究与产品试制 • 马文龙1，杨 力2，杨小冬1，徐远财2，罗 辉1，樊自田2，唐锦球1 模拟分析了重力铸造与低压铸造方法下ZL205A合金侧盖壳体铸件的充型、凝固过程及缺陷特征，进行了侧盖壳体铸件试制及性能对比。采用重力铸造时，模拟显示铸件充型速度快，紊流、混流现象严重，凝固速率慢且过程混乱，孔隙率高；样件表面及内部缩松、偏析等缺陷严重，基体组织及晶界中微观缩松与成分偏析交织显现。取样部位平均抗拉强度与伸长率为A区：400 MPa，3.1%，B区：444 MPa，3.4%，铸件为不合格品。采用低压铸造时，模拟显示铸件充型平稳，凝固速率快且自上而下顺序凝固，孔隙率低，样件探伤合格，组织均匀致密且微观缩松和偏析占比显著降低。取样部位平均抗拉强度与伸长率为A区：478 MPa，4.7%，B区：484 MPa，4.9%，铸件合格且性能优异。验证了低压铸造工艺对ZL205A合金侧盖壳体铸件的适应性与优势。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] LAZ811 合金水冷凝固工艺设计 与组织性能研究 • 王 威，浦丽莉，霍雨晗 对LAZ811合金水冷凝固模具与工艺进行了探索，主要包括熔铸工艺分析、水冷模具的结构设计及浇注参数的确定，并制备出了LAZ811合金铸锭。结果表明：真空感应熔炼+氩气保护，合理的水冷模具结构能够使合金快速凝固，有效防止铸锭内部缩孔及缩松的形成，并获得组织细小、拉伸性能优良的镁锂合金材料，并适用于类似合金的生产。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]