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专题综述 
铸造耐热铝合金研究及应用现状与展望 • 李虎田1，宋 炜1，钟 鼓1，蒋会学1，路 通1，郑志凯1，周海涛2，王根全2 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 铸造Mg/Al 复合材料工艺参数和 复合界面的研究进展 • 孙青竹 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 试验研究 热等静压对一种激光增材制造镍基高温合金 组织与性能的影响 • 陈 爽1，杨彦红1，2，郭志强1，梁静静2，李金国2，周亦胄2 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 结构对SLS 砂型次级烧结区的影响 及其控制工艺研究 • 惠 旭1，李广宇1，2，刘文文1，付宏源1，姚 山1，2 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 铸造车间空中移动式烟气捕集罩 气流组织优化研究 • 孔令旭1，2，宋高举2，赵 虎2，刘统洲2，徐恩献3，强天伟1 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 有色合金 航空用高品质7050 铝合金大规格 扁锭熔铸技术研究 • 王 剑1，马斯牧2，朱子宗2，王 开2 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 原位自生富Fe 相增强Mg-Cu-Ag-Gd-Fe 非晶复合材料的制备及其力学性能 • 黄润华1，郭 威1，2，3，吕书林1，王锦程2，吴树森1 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 高导压铸Al-La 合金组织及性能研究 • 裘珂可1，周其良1，郭潘狄1，彭暄霖2，胡 波2，李德江2，曾小勤2 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 含铈半固态ZL105 合金组织及 耐腐蚀性能研究 • 马路路，张 莉，张南洋 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 钛合金铸锭冒口损失率差异性成因分析 及对策研究 • 郑亚波1，毛玲玲1，刘 钊1，陈 峰1，陈战乾2 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 铸钢•铸铁 Nb 对铁素体不锈钢耐铝液 腐蚀性能的影响 • 宋佳敏，袁美怡，杨弋涛 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 基于热分析技术的球墨铸铁球化率和 收缩特性预测 • 白宇轩1，叶 寒1，顾 嘉1，杨明浩1，李仕林2，朱福生2 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 不锈钢基材表面激光熔覆钴基合金 涂层组织对比研究 • 赵 欣1，徐 强1，黄天明1，高 冰2，熊 礼2，黄延伟3，4 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 铁素体球墨铸铁原铁液含碳量的 计算方法与控制技术 • 赵益锋 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 316H 钢电渣重熔过程氢含量控制措施 及效果分析 • 李德军1，2，葛春钰3，李海强3，马 强3，刘 磊3，赵 亮1，2 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 制浆磨片不锈钢材料的数字化模拟 及热处理研究 • 赵仲恺1，赵 平2 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 铸造中碳钢钢锭凝固组织的数值模拟 • 李吉林，伍 伟，冯俊宁 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 四种典型球墨铸铁应变释放系数及 其塑性修正研究 • 汪友路1，钱冬冬2，刘爱军1，解明国2，张学斌1 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 工艺技术 基于数值模拟的薄壁机匣铸造工艺设计与优化 • 马月姣1，牛俊涛2，谢 君1，孙 元1，崔岳峰2，吴 浩1，仉凤江1，柴宏宇1，李金国1 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 薄壁球壳铸造工艺设计及数值模拟 • 李燕霞，张晓辉，李 鹏 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
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专题综述 铸造耐热铝合金研究及应用现状与展望 • 李虎田1，宋 炜1，钟 鼓1，蒋会学1，路 通1，郑志凯1，周海涛2，王根全2 传统的铸造耐热铝合金在汽、柴油发动机热端部件已经得到广泛应用。随着发动机功率提升和燃油经济性提高，对铸造铝合金的耐热性能和耐疲劳性能等提出了更高的要求。本文从回顾现在广泛使用的铸造耐热铝合金的强化相出发，综述了耐热相设计原则及耐热构型设计以及共晶合金体系的最新进展，最后结合一些最新发展的先进耐热铸造铝合金案例，展望了未来耐热铸造铝合金的发展方向及开发技术。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 铸造Mg/Al 复合材料工艺参数和 复合界面的研究进展 • 孙青竹 Mg/Al复合材料在汽车、航空航天和电子设备等领域广泛应用。相对于制备复合板的轧制工艺，铸造能够用于制备复杂的复合材料构件，并具有成本低和生产效率高等优点。然而，铸造Mg/Al复合材料存在微观组织难以控制和界面结合强度较低等问题，限制了材料性能。影响复合材料性能的因素包括铸造工艺、界面处理和扩散层组织等。目前，主要通过控制晶粒尺寸、界面强化和界面反应等方式来强化复合材料。本文综述了铸造法制备Mg/Al复合材料过程中的工艺参数对复合界面的影响，包括扩散层厚度、晶粒尺寸等，最后对此方向提出自己的见解。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 试验研究 热等静压对一种激光增材制造镍基高温合金 组织与性能的影响 • 陈 爽1，杨彦红1，2，郭志强1，梁静静2，李金国2，周亦胄2 以ZGH451合金为研究对象，利用OM、SEM、EBSD等手段研究了热等静压前后的微观组织和力学性能。结果表明，经热等静压工艺处理后，ZGH451合金试样熔池消失，微观组织仍为柱状晶，晶粒尺寸和方向基本和沉积态试样保持一致，未出现再结晶和晶粒长大现象。合金显微缺陷大量减少，微孔体积分数由0.226 5%下降至0.000 512 5%，有效直径由80 μm下降至13.5 μm。随着热等静压处理温度的升高，位错密度逐渐降低。经热等静压工艺处理后，残余应力从拉应力变为压应力，抗拉强度未发生明显改变；维氏硬度和断后拉伸率大幅上升，HIP1180工艺处理的ZGH451合金维氏硬度从HV 411上升至HV 430，增加了4.7%；断后伸长率提高了35.29%。经过合适的热等静压工艺处理后，使ZGH451合金获得了良好的拉伸性能。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 结构对SLS 砂型次级烧结区的影响 及其控制工艺研究 • 惠 旭1，李广宇1，2，刘文文1，付宏源1，姚 山1，2 设计了一种包含多种常见结构的精度测试件，用于探究结构对SLS打印的砂型成形精度的影响。通过打印和尺寸测量发现，纵向椭圆结构和圆孔的次级烧结相对其他结构更加严重，且存在方向性差异。采用低密度多道次的扫描方法，相较于常规扫描方法，在0.1 J· mm· s-2的总能量密度下可以将国标鼓形件的精度等级从无评级提高至5级，筋板的尺寸偏差降低到0.072 mm，显著改善了砂型的尺寸精度。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 铸造车间空中移动式烟气捕集罩 气流组织优化研究 • 孔令旭1，2，宋高举2，赵 虎2，刘统洲2，徐恩献3，强天伟1 因铸件浇注工序产生烟气的污染源位置不固定、源强变化大、实施污染气体捕集的空间位置不足等问题，成为铸造车间营造职业卫生环境的难点。设计了一套空中移动式烟气捕集罩，采用数值模拟的方法研究了捕集效率的影响因素。结果表明，增设捕集罩后可以提高捕集范围内风速约0.1 m/s，送风风速为2 m/s时，捕集效果最好；污染源温度为200 ℃时的颗粒物捕集率比温度为800 ℃时的捕集率提高19.7%，污染源位于捕集罩正下方时的颗粒物捕集率比位于侧方4 m处的捕集率提高9.9%，污染源直径为1 m时的颗粒物捕集率比直径为3 m时的捕集率提高35.8%。通过本研究可为铸造车间空中移动式捕集罩的工程应用提供参数支撑。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 有色合金 航空用高品质7050 铝合金大规格 扁锭熔铸技术研究 • 王 剑1，马斯牧2，朱子宗2，王 开2 ：7050铝合金具有密度低、强度高、热加工性能优异等优点，在航空航天结构件上应用广泛。但在7050铝合金大规格铸锭半连续铸造过程中，存在热裂、成形困难、严重显微疏松和氧化夹杂等问题。本研究开发了大规格扁锭半连续铸造过程中合金熔体冶金质量控制技术，系统考察了精炼工艺、晶粒细化技术对大规格扁锭品质的影响规律，确定了大规格扁锭铸造工艺。结果表明，优化工艺制度能严控熔体内氢和夹杂物含量，采用Al-Ti-C晶粒细化工艺制度将晶粒度控制在1~1.5级，高质量的熔体质量缓解了合金凝固收缩应变，极高比例地解决了扁锭开裂问题。最终，形成了一套适用于大规格7050合金扁锭的熔铸工艺制度。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 原位自生富Fe 相增强Mg-Cu-Ag-Gd-Fe 非晶复合材料的制备及其力学性能 • 黄润华1，郭 威1，2，3，吕书林1，王锦程2，吴树森1 基于元素间混合焓差异，通过在Mg基非晶合金中添加Fe元素，使合金凝固过程中析出原位自生富Fe相，从而制备出原位自生相增强镁基非晶复合材料。研究发现，富Fe相均匀分散在镁基非晶合金基体中，平均尺寸为8 μm，体积含量约为14%。相比于基体材料的脆性断裂，原位自生富Fe相增强镁基非晶复合材料表现出明显的屈服与塑性变形，塑性形变量达9.5%，并且断裂强度也较基体合金有所提高。通过对断面的分析发现富Fe相在变形过程中可有效阻碍非晶基体中主剪切带的快速扩展，使其发生偏转和增殖，生成多重剪切带，使复合材料的力学性能显著提高。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 高导压铸Al-La 合金组织及性能研究 • 裘珂可1，周其良1，郭潘狄1，彭暄霖2，胡 波2，李德江2，曾小勤2 研究了La含量（4%、6%、8%、10%）对压铸Al-La合金的微观组织、力学性能以及导电导热性能的影响。La在铝基体中的固溶度极小，易富集于α-Al凝固界面前沿而造成成分过冷，降低α-Al周围液相的结晶温度，进而抑制α-Al的生长而实现细化。凝固过程中生成的Al11La3第二相不仅可以强化合金，还可作为α-Al的异质形核点以实现细化，这得益于其与α-Al基体5.96%的较小错配度。随着La含量从4%增加到10%，合金的屈服强度与抗拉强度分别从48.6 MPa、113.9 MPa提升到92.3 MPa、186.7 MPa，但伸长率从26.1%降低至9.6%。此外，Al-La合金的热导率、电导率随La含量的增加大致呈线性下降趋势，分别从207.8 W/（m·K）、32.0 MS/m下降至173.1 W/（m·K）、26.1 MS/m。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 含铈半固态ZL105 合金组织及 耐腐蚀性能研究 • 马路路，张 莉，张南洋 通过光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析仪、显微硬度测试、盐溶液浸泡腐蚀及电化学工作站等分析测试方法研究了不同稀土铈添加量对半固态ZL105合金微观组织形貌及耐腐蚀性能的影响。研究结果表明：随着稀土铈含量的不断提高，ZL105合金组织内的初生α-Al相的尺寸逐渐缩小；当铈的含量为0.6%时，合金中初生α-Al相晶粒尺寸为65.77 μm，晶粒平均形状因子为0.74，与不添加稀土铈的ZL105合金相比α-Al相晶粒尺寸（115.37 μm）降低了42.99%，晶粒平均形状因子（0.42）提高了76.19%。与不含稀土铈的ZL105合金相比，添加了0.6%稀土铈的合金维氏硬度提高了31.64%。稀土铈的添加也大幅提高了合金的耐腐蚀性能，铈的含量为0.6%时合金的失重腐蚀速率为10.85 mg·cm-2·d-1，相比于不含稀土铈的合金降低了50.93%，合金的腐蚀电位有所增大并且腐蚀电流密度有所减小。通过腐蚀表面形貌观察可知添加稀土铈的合金的腐蚀凹坑及腐蚀裂纹明显减少，腐蚀表面逐渐变得平整且光滑，腐蚀形貌得到了极好的改善。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 钛合金铸锭冒口损失率差异性成因分析 及对策研究 • 郑亚波1，毛玲玲1，刘 钊1，陈 峰1，陈战乾2 VAR熔炼的钛合金铸锭，熔炼末期需要采用补缩工艺制度，降低铸锭冒口损失率，提高成材率。在实际生产过程中，钛合金铸锭冒口损失率受各种因素影响，每个铸锭之间存在较大差异，且波动范围大，损失严重。为了分析钛合金铸锭冒口损失率差异性的影响因素，应用Minitab统计软件，采用多因子方差分析方法进行研究，找出了熔炼工班次、补缩时间班次、探伤操作者、补缩期操作稳定性、补缩过程是否频繁短路等显著影响因子，排除了不显著的因子交互作用，并针对各显著因子，制定了相应的改进对策，有效降低了钛合金铸锭冒口损失率以及铸锭间的差异性，提高了成品率。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 铸钢•铸铁 Nb 对铁素体不锈钢耐铝液 腐蚀性能的影响 • 宋佳敏，袁美怡，杨弋涛 研究了Nb含量对铁素体不锈钢的耐铝液腐蚀性能的影响及相关机理。不同含量的Nb元素对试样基体中的第二相分布有影响，这些第二相具有阻碍铝液腐蚀的作用。铁素体不锈钢在铝液中浸蚀后，会在界面处生成金属间化合物层，基体中Nb元素的含量会影响碳化物生成和聚集位置，从而导致耐铝液腐蚀性能的差异。试验结果表明：添加0.2wt.%的Nb元素，可以获得细小弥散第二相，最终获得优异的耐铝液腐蚀性能。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 基于热分析技术的球墨铸铁球化率和 收缩特性预测 • 白宇轩1，叶 寒1，顾 嘉1，杨明浩1，李仕林2，朱福生2 针对球铁生产中存在的缩孔、缩松和球化不良等铸造缺陷导致废品率较高的问题，开展基于热分析技术的球铁球化率和收缩特性的预测研究。使用特定的热分析样杯进行铁液取样分析，在浇注目标成分铁液后，多路温度采集系统记录试样凝固温度曲线，计算了液相线温度TL、共晶温度TEU、共晶温度TER特征温度，并以这些特征值为变量，通过多元线性回归方法建立了预测收缩率和球化率的数学模型。经现场试验测试，采用模型预测收缩率和球化率的平均误差分别不超过1%和2%。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 不锈钢基材表面激光熔覆钴基合金 涂层组织对比研究 • 赵 欣1，徐 强1，黄天明1，高 冰2，熊 礼2，黄延伟3，4 采用激光熔覆技术分别在304不锈钢、2205不锈钢基材表面熔覆了stellite 6和stellite 12钴基合金涂层。通过显微硬度分析、金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪和模拟海水电位腐蚀试验，分别研究了在不同不锈钢基材上两种合金熔覆层的显微硬度、微观结构组织、物相、微观形貌、熔池形貌以及腐蚀性能。并结合激光熔覆工艺分析了熔覆层的底部、中部以及顶层的晶相和Co、Cr成分的分布，通过对比分析发现，在2205双相不锈钢衬底上熔覆的stellite 12镀层具有更高的熔覆层界面硬度。腐蚀试验表明，stellite 12镀层较stellite 6镀层具有更好的耐腐蚀性。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 铁素体球墨铸铁原铁液含碳量的 计算方法与控制技术 • 赵益锋 风电铁素体球铁的主要成分有Fe、C和Si，其碳含量测定的准确性很重要。本研究基于检测技术，通过生产现场实际检测，重点对比了直读光谱仪法、碳硅仪法和碳硫仪法三种碳含量检测方法的检测结果，分析了直读光谱仪法和碳硅仪法现场检测碳含量的局限性和其中产生差异的原因；分析了试样白口化程度对检测结果的影响。验证了生产现场的经验判断，提出了注意事项和综合应用的解决办法。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 316H 钢电渣重熔过程氢含量控制措施 及效果分析 • 李德军1，2，葛春钰3，李海强3，马 强3，刘 磊3，赵 亮1，2 为了降低电渣重熔过程中电渣锭的增氢量，以316H钢为研究对象，对自耗电极中的初始氢含量、渣料成分、空气湿度的影响进行了分析，并在此基础上提出相应的改进措施。改进实施后增氢量由原有的平均2.2×10-6降至平均1.3×10-6以下，其电渣锭中氢含量平均降低了0.9×10-6，降低率达到了41%，有效控制了电渣锭的增氢量。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 制浆磨片不锈钢材料的数字化模拟 及热处理研究 • 赵仲恺1，赵 平2 造纸制浆磨片是制浆系统中磨浆工段的核心件和易损件，在制浆生产线中消耗量巨大，同时也是决定纸浆质量的关键零部件。通过对制浆磨片制造厂的实地跟踪，并记录其生产情况，对磨片生产现场存在的问题进行汇总与分析。通过JMatPro软件模拟计算了耐磨材料的相变特征，并以此制定了热处理制度，进行热处理试验，对热处理后的样品使用OM、SEM、EDS等表征和测试手段，研究了制浆磨片的微观组织特征。结果表明：JMatPro模拟计算结果与试验结果基本吻合，通过合适的热处理，磨片材料组织主要为强度和硬度较高的马氏体基体+微米级细小碳化物，这种组织有利于磨片长寿命使用。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 铸造中碳钢钢锭凝固组织的数值模拟 • 李吉林，伍 伟，冯俊宁 使用CAFE方法模拟了铸造中碳钢钢锭的凝固组织，确定了适用于砂型铸造中碳钢钢锭凝固组织数值模拟的相关参数，主要包括形核密度（n）、形核过冷度（ΔT）及枝晶生长动力学参数（a2，a3）。在此基础上，对比分析了形核和长大过程参数对数值模拟结果的影响，发现在面形核过冷度（ΔTs，max）不变的情况下，提高体形核过冷度（ΔTb，max）会显著增加钢锭组织中柱状晶的比例；在形核参数不变的前提下，增大a2和a3，也会显著扩大柱状晶区的面积；对不同冷却条件下的钢锭凝固组织的数值模拟结果表明，随着冷却速度的加快，钢锭组织中柱状晶的数量明显增加。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 四种典型球墨铸铁应变释放系数及 其塑性修正研究 • 汪友路1，钱冬冬2，刘爱军1，解明国2，张学斌1 盲孔法是工程中测量残余应力最普遍的方法，其中材料的应变释放系数是该方法中的关键参数，目前国内外对球墨铸铁的应变释放系数研究相对较少。本文采用盲孔法对四种常用球墨铸铁QT450-10、QT550-6、QT600-3和QT700-4的应变释放系数进行了标定，得到应变放系数与应力的关系曲线，发现低牌号的球墨铸铁由于铁素体含量多，对应力集中更为敏感，在标定试验中易产生局部的塑性变形。使用基于形状改变比能S的修正方法对四种球墨铸铁的应变释放系数进行修正，发现和其他均质金属材料不同，球墨铸铁应变释放系数与S 之间存在良好的线性关系，因此提出了球墨铸铁应变释放系数关于S 的修正公式，可直接应用于盲孔法测量球墨铸铁的残余应力。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 工艺技术 基于数值模拟的薄壁机匣铸造工艺设计与优化 • 马月姣1，牛俊涛2，谢 君1，孙 元1，崔岳峰2，吴 浩1，仉凤江1，柴宏宇1，李金国1 根据某大型复杂环形薄壁机匣铸件的结构特征及工艺性分析，设计了特征件铸造工艺，并利用有限元分析软件对铸件充型凝固过程进行了数值模拟。根据数值模拟结果，预测了可能产生缺陷的部位，并对浇注和补缩系统进行了改进。最后通过特征件工艺试验，验证了数值模拟结果的准确性和改进方案的可行性。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 薄壁球壳铸造工艺设计及数值模拟 • 李燕霞，张晓辉，李 鹏 介绍了球壳结构、技术要求及原工艺，对侧壁缩松缩孔缺陷产生的原因进行了分析。针对问题进行分型和浇注系统优化，并对排气系统进行校核后调整，利用ProCAST软件对工艺优化方案和铸件质量进行了分析，确定了合理的浇冒系统和排气系统。生产验证后，铸件一次交验合格率由54.5%提升至89%。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]