专题综述 
异种焊接关键技术在汽轮机中的研究与应用 • 宋抵军，闫正军，张磊，张强，张达 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 试验研究 锡和锑等合金元素对球墨铸铁组织和力学性能的影响解析 • 张茂仁，宁吉泉，宁林祥 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 阶梯件蜡模注射成形过程数值模拟及工艺参数优化 • 杨其航 ，胡晓玉 ，马聚怀 ，郄喜望 ，张美娟 ，南 海，许庆彦 ，李言祥 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 凝固速率及热处理参数对 K6414 材料磨削裂纹的影响 • 葛丙明，庞艳辉 ，刘孝福，李小飞 ，张创东，薛 兵，来永军，秦 虎 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] Si含量对3104铝合金铸态组织和力学性能的影响 • 杨东明，宋景昊，刘欢 ，蔡月华 ，朱世安 ，宋东福 ，柯彬 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 基于浆料直写成形锆锰共掺杂对氧化铝基陶瓷性能的影响 • 冯广海 ，樊索 ，杨力 ，刘菁非 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 有色合金 镁和铝含量变化对锌铝镁硅合金凝固组织的影响 • 占杨方 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] AZ91D 镁合金半固态等温组织转变规律及注射成形微观组织和力学性能 • 郭春榕 ，鹿宪珂，岳昭宇，付 丽，陈 勇，李 祥，沈晶晶 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 饰品用银基合金的成分设计与抗变色性能研究 • 郭威，吴健乔，李龙丰，刘 波 ，吴锟钰，吴树森 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 超声波 - 电磁复合物理场对 M174 耐热铝合金熔体脱气行为的作用及机制 • 边羿宁，李军文 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] Mg-Al 系合金凝固组织形貌及特征参数演变规律 • 张 昂，刘 和，覃 朗，宋江凤，杨 艳，蒋 斌 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 工艺技术 熔模铸造 ZM6 合金夹渣缺陷研究 • 杜欢欢，丁方政，杨武强，杨乘飞，苏宏东，杜 越 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 6061 与 7075 铝合金砂型铸造工艺及铸件疲劳性能研究 • 顾 杰，朱洪宇，刘 亮，孟 佳 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 振动压力下高强度 ZL205A 铝合金壳体铸件的制备与性能分析 • 王蕴弢 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 铝合金涡旋压缩机静盘挤压铸造工艺研究 • 巫世强，张春铭，张建忠，潘 龙，黄启宇 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
专题综述 异种焊接关键技术在汽轮机中的研究与应用 • 宋抵军，闫正军，张磊，张强，张达 620 ℃及以上等级超（超）临界汽轮机转子等部件主要采用异种焊接方式连接，但异种金属化学成分不同，焊接性能存在明显差异，易产生裂纹等缺陷，而汽轮机在燃煤发电机组中起着至关重要的作用，因此异种焊接技术成为制约燃煤发电汽轮机组快速发展的主要因素之一。随着我国从传统工业化模式向生态文明的绿色发展模式加速转变，提高汽轮机组能量转化效率成为最重要的途径之一，特别是异种焊接技术的快速进步，使我国超（超）临界汽轮机组的应用迎来新的发展机遇。本文概述了汽轮机异种部件焊接技术发展现状，分析了异种焊接技术的优劣、应用及发展趋势。通过对高温先进汽轮机关键部件异种焊接技术的总结和展望，可加深对异种材料结构及性能变化规律的理解，促进汽轮机部件异种焊接技术的开发及进步。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 试验研究 锡和锑等合金元素对球墨铸铁组织和力学性能的影响解析 • 张茂仁，宁吉泉，宁林祥 通过对大量不同成分的球墨铸铁拉伸试样的抗拉强度、硬度、伸长率、珠光体面积率、球化率、石墨组织以及化学成分的多变量解析，得出了强度、硬度、伸长率以及珠光体面积率的回归计算公式、合金元素的影响系数以及强度、硬度、伸长率、珠光体面积率之间相关系数。通过调整Si、Mn、Sn、Sb等元素的添加量可设计出具有不同力学性能的球墨铸铁，利用力学性能指标之间的相关性，可通过测量硬度推测其他力学性能指标，从而在铸造生产中进行材质管理。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 阶梯件蜡模注射成形过程数值模拟及工艺参数优化 • 杨其航 ，胡晓玉 ，马聚怀 ，郄喜望 ，张美娟 ，南 海，许庆彦 ，李言祥 大型机匣作为航空航天领域的核心承力部件，其变壁厚结构导致蜡模注射成形过程中易产生翘曲缺陷，严重影响产品质量与安全性。本课题以小型阶梯件为研究对象模拟机匣变壁厚几何结构，以注射压力、注射时间和保压时间为关键工艺参数，采用L9（33 ）正交试验设计，结合数值模拟技术，研究了各参数对变壁厚区域翘曲量的影响规律。通过极差分析与方差分析，各工艺参数对翘曲影响的主次顺序为：注射压力>保压时间>注射时间，并确定工艺参数组合：注射压力3 MPa、注射时间 3 s、保压时间60 s。通过实际注射试验与数值模拟翘曲分布云图对比发现，在薄壁以及壁厚突变区翘曲趋势高度一致，验证了数值模拟模型的可靠性及参数的有效性。研究结果对具有阶梯件壁厚特征如大型机匣的蜡模注射工艺优化和精密铸件成形质量提升具有重要参考价值。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 凝固速率及热处理参数对 K6414 材料磨削裂纹的影响 • 葛丙明，庞艳辉 ，刘孝福，李小飞 ，张创东，薛 兵，来永军，秦 虎 研究了K6414材料机加工磨削过程中出现裂纹的原因及解决措施。裂纹源附近显微组织分析表明，M23C6及MC等碳化物尺寸粗大且在晶界区域呈链状形态分布，是导致出现磨削裂纹的主要原因。探索了凝固过程中的冷却速率以及热处理工艺对K6414合金材料机加工磨削过程中出现裂纹倾向的影响。试验结果表明凝固过程中冷却速率提高后的材料碳化物更为细小、不连续，且晶粒也更加细小，共晶相含量更低，有效地降低了磨削裂纹产生的倾向；固溶时间增长，可使成分更加均匀化，有效改善碳化物尺寸和形貌、降低共晶组织含量等，同样使得磨削裂纹的产生倾向大幅降低。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] Si含量对3104铝合金铸态组织和力学性能的影响 • 杨东明，宋景昊，刘欢 ，蔡月华 ，朱世安 ，宋东福 ，柯彬 Si元素作为3104铝合金的主要杂质元素，影响合金中杂质相的特征及合金的力学性能。采用扫描电子显微镜（SEM）、万能拉伸试验机和JMat-Pro软件等研究3104铝合金的富Fe相形貌与分布及对力学性能的影响。研究结果表明：随着Si含量的增加，富Fe相类型由颗粒状Al6（Mn，Fe）相转变为汉字状α-Al（Mn，Fe）Si相；富铁相的面积分数和平均面积显著增加。当Si含量为0.50%时，富Fe相的平均面积较0.25%Si合金增加了46.2%，而相应的圆整度则降低了32.9%。随着Si含量的增加，合金强度逐渐增加，而伸长率则逐渐降低。当Si含量为0.50%时，合金抗拉强度相比于0.25Si合金仅提高了6 MPa，伸长率降低了13.8%。Si含量的增加提高了α-Al（Mn，Fe）Si相的形成温度和温度范围，促使α-Fe相的形成和粗化，降低了合金塑性。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 基于浆料直写成形锆锰共掺杂对氧化铝基陶瓷性能的影响 • 冯广海 ，樊索 ，杨力 ，刘菁非 为满足功能陶瓷高力学性能和复杂几何结构双重需求，基于浆料直写成形（DIW）技术，系统探讨了ZrO2与MnO2协同强化效应对氧化铝基陶瓷力学性能和微观结构的影响。结果表明：1 μm的3Y-ZrO2对Al2O3基体强化效果最好，且抗弯强度随着添加量（质量分数）的提高而增大；加入8% 3Y-ZrO2能形成连续晶界网络，1600 ℃烧结温度下陶瓷抗弯强度达63.9 MPa；添加MnO2能形成液相烧结，促进致密化，同时优化晶界结构。最终确定添加8%1 μm 3Y-ZrO2与2% MnO2为配比，在1 600 ℃烧结后陶瓷的抗弯强度从纯Al 2O3的26.86 MPa提升至136.51 MPa。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 有色合金 镁和铝含量变化对锌铝镁硅合金凝固组织的影响 • 占杨方 Zn-11%Al-3%Mg-0.2%Si合金镀层耐腐蚀性能优异，为明确该成分附近合金的微观组织特征，研究了Al和Mg含量分别在9%~13%和1%~5%的范围内的Zn-Al-Mg-0.2%Si合金凝固组织。结果表明，这些合金凝固组织主要由初生Al-fcc相、Zn-hcp相、Al/MgZn2二元共晶、Zn/Al/MgZn2三元共晶组织和Mg2Si相构成。当Mg含量为3%时，Zn-11%Al-3%Mg-0.2%Si合金Alfcc相占比最多，Al/MgZn2二元共晶和Zn/Al/MgZn2三元共晶分布最均匀，Mg2Si相尺寸最小。随着Al含量的增加，Zn-（9~13） %Al-3%Mg-0.2%Si合金中的Al-fcc相和Zn-hcp相逐步粗化且数量不断增加，共晶组织占比则逐渐减少且有粗化趋势。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] AZ91D 镁合金半固态等温组织转变规律及注射成形微观组织和力学性能 • 郭春榕 ，鹿宪珂，岳昭宇，付 丽，陈 勇，李 祥，沈晶晶 对机械破碎的AZ91D镁合金颗粒进行等温处理及半固态注射成形，研究了等温处理温度（575、580、585、590 ℃）、时间（5、15、30 min）和注射成形温度（590、595、600、610 ℃）对合金组织演变与力学性能的影响。结果表明，在585 ℃保温15 min可获得圆整度高、分布均匀的理想球化组织，温度过低或过高均会导致组织不均或粗化。延长保温时间有利于球化，但会促使晶粒长大。半固态注射成形在剪切作用下能够显著减少大尺寸固相，提高组织致密性。595 ℃注射成形镁合金的屈服强度、抗拉强度与断后伸长率均达到值，其拉伸裂纹主要沿未熔固相与液相凝固界面扩展。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 饰品用银基合金的成分设计与抗变色性能研究 • 郭威，吴健乔，李龙丰，刘 波 ，吴锟钰，吴树森 针对饰品用银基合金易变色的问题，通过添加贵金属元素铂（Pt），设计并制备了新型抗变色银基合金，系统研究了Pt含量（质量分数）对合金微观组织、力学性能及抗变色能力的影响。结果表明：随着Pt含量的升高，银合金中黑色Si、C富集相减少，富Pt相开始析出并逐渐增多。合金硬度随着Pt含量升高先升高后降低。Pt元素能够抑制腐蚀介质对银基体的侵蚀，显著提升银合金的抗变色性能。当Pt含量为2%时，合金RGB平均值达195.8，硬度为HV85.9，抗变色能力，但进一步增加Pt时抗变色效果提升不明显。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 超声波 - 电磁复合物理场对 M174 耐热铝合金熔体脱气行为的作用及机制 • 边羿宁，李军文 系统探讨了超声波场、电磁场及其序贯复合物理场对M174耐热铝合金熔体除气行为与凝固组织的影响规律。试验结果表明，超声波功率与电磁频率等关键参数对熔体除气效率及后续铸锭力学性能具有决定性作用，在优化工艺参数条件下（超声波功率1 500 W，电磁频率90 kHz，采用超声波-电磁序贯施加方式）可获得综合效果：铸锭密度指数降至0.094 3，氢含量显著降低至10.23 mL/100 g，同时抗拉强度提升至261 MPa，较未处理样品性能提升显著，该结果充分证实超声波-电磁复合场能通过空化效应与电磁搅拌的协同作用有效促进气体及夹杂物的去除，从而大幅提升熔体纯净度与最终制品质量，本研究为高性能铝合金熔体净化工艺的优化提供了坚实的理论依据与试验支撑。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] Mg-Al 系合金凝固组织形貌及特征参数演变规律 • 张 昂，刘 和，覃 朗，宋江凤，杨 艳，蒋 斌 通过阶段淬火方法，准原位观察了Mg-Al系合金炉冷凝固过程凝固组织形貌及特征参数的演变过程。凝固过程中枝晶较为粗大，数量较少，粗化较为严重，共晶组织由条状共晶相和分散的岛状共晶相构成。使用多种形貌特征参数刻画了枝晶形貌，发现Mg-Al系合金凝固过程中形貌复杂化和粗化并存，前期以形貌复杂化为主，后期粗化占主导地位，进一步建立了形貌特征参数、成分和固相率之间的关系模型。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 工艺技术 熔模铸造 ZM6 合金夹渣缺陷研究 • 杜欢欢，丁方政，杨武强，杨乘飞，苏宏东，杜 越 镁合金夹渣是部件发生断裂的重要因素之一。为探究浇注系统中各组元对镁合金夹渣缺陷的影响程度，以镁-稀土-锆系ZM6合金为研究对象，设计多组对比试验，利用数值模拟软件对流场进行分析，预测了夹渣缺陷的形成原因及缺陷程度。经实际投产后对实物进行射线检测，验证了数值模拟的准确性和改善措施的有效性，为后续镁合金熔模精密铸造的浇注系统优化设计提供了理论及试验数据支撑。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 6061 与 7075 铝合金砂型铸造工艺及铸件疲劳性能研究 • 顾 杰，朱洪宇，刘 亮，孟 佳 某电力设备含有复杂薄壁结构零件，为优化其加工工艺，降低生产成本，采用砂型铸造工艺成形制造。铸件材料基于6061和7075铝合金熔配，通过优化铸件结构、铸造工艺和生产过程，形成了满足铸件质量要求的砂铸工艺。针对该零件在实际工况中所承受的循环冲击载荷，研究了铸件材料的疲劳性能。结果表明：工艺优化后铸件内部致密，无缩孔和微裂纹等缺陷；基于6061的铸件材料疲劳极限为47 MPa；在200~105 MPa应力幅范围内拟合出基于7075的铸件材料的S-N曲线，其疲劳极限约为112 MPa；通过Haigh图分析得出，基于6061和7075的铸件材料可承受的循环冲击应力幅分别为40.2 MPa和93.2 MPa，为其工程应用提供了关键设计参数。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 振动压力下高强度 ZL205A 铝合金壳体铸件的制备与性能分析 • 王蕴弢 为提升ZL205A铝合金壳体铸件的致密度和力学性能，确定工艺参数以降低其缩松缺陷，提出振动压力下高强度ZL205A铝合金壳体铸件的制备并分析性能。采用熔炼-浇注-振动压力凝固一体化工艺制备铸件，设计包含压力梯度和振动频率梯度的共28组参数组合。分别对每组铸件密度、硬度、力学性能以及缩松面积分数展开测试。结果显示，在同一振动频率下，铸件密度、布氏硬度、抗拉强度、屈服强度及断面收缩率均随压力增加而上升，缩松面积分数则持续降低；同一压力下，在0~50 Hz区间性能逐步提升，50 Hz后随频率继续升高性能有所回落。当压力为0.6 MPa、振动频率为50 Hz时，铸件密度和硬度保持状态，抗拉强度可达490 MPa以上，屈服强度也保持较高水平，同时缩松面积分数保持在4.5%以下。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 铝合金涡旋压缩机静盘挤压铸造工艺研究 • 巫世强，张春铭，张建忠，潘 龙，黄启宇 采用数值模拟方法，探究了最小壁厚3 mm的铝合金涡旋压缩机静盘挤压铸造铸件充型与凝固过程，预测了缩孔缩松的分布，并基于数值模拟结果提出了结合分段速度控制与模具局部强制冷却的优化工艺。试制验证表明：采用“慢-快-慢”（0.3 m·s -1—0.6 m·s -1—0.3 m·s -1）的充型速度模式可有效保障薄壁区域充型完整；同时在热节部位实施定点冷却，能够有效抑制缩孔与缩松缺陷。最终所得铸件内部质量优良，经X射线检测与T6热处理验证，无缩松、鼓泡等缺陷，满足产品技术要求。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]