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专题综述 钛合金增材制造技术研究及其应用现状 • 崔亚迪1,吴志远2,赵 军1,刘宏宇1,陈晓明1,闫 平1,刘泊良1,刘田雨1,张立龙1 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 单晶高温合金晶界缺陷研究进展 • 王 强1,何 歆2,黄子琳1,冯建文2,张 弓2,石 瑶1,曾佳敏1,袁 珂1 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 试验研究 液态金属冷却工艺下籽晶成分 对单晶生长的影响 • 黄亚奇1,张爱民2,张 金3,郑 伟1,申 健1,王 栋1,谢 光1,卢玉章1 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 表面处理对液固复合铜合金/ 球墨铸铁 双金属界面结合性能的影响 • 姚鹏鹏,尹延国,方小亮 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 后处理对磷酸盐干态覆膜砂性能影响 及机理分析 • 胡汉基1,2,夏 露1,2,张友寿1,2,罗圆圆1,2 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] MW 级风电机组轮毂用QT400 与QT450 球墨铸铁关键服役性能对比 • 吴 韬1,4,姜依彤1,陈 光1,帅 栩1,杨 晨1,龚潜海2,毛鹏展3,桂万元4 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 有色合金 β/α 转变温度附近恒温处理对 铸造Ti65 合金显微组织的影响 • 武朋辉1,焦海峰1,2,汪国栋1,岳春华2,周耀忠1,2,寇宏超1 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 长周期堆垛有序结构增强Mg-Zn-Y-(ZrB2) 合金组织和性能的研究 • 郝建强1,2,王碧心1,赵 侃1,张金山2 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 铸造Mg-5Sm-4Gd 合金的 反常抗拉强度 • 李 萍1,黄 蕾1,王 莹1,张 清2 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 再生铝合金中富Fe 相形貌的改善 • 苗赛男,郑长清,周亚伟,李 泉,李国瑞,吕小松 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 型壳参数对ZL101A 合金凝固过程 温度变化的影响规律 • 张荣强1,冀晓磊1,丁方政2,王 琳1,王子阳1,李园园1,邢昌勇1 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 热等静压对铝合金铸件冶金质量 和组织的影响研究 • 冀晓磊,李 杨,邢昌勇,王立召,潘煜曜,王子阳,张荣强 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 建筑铝合金塑性变形件中裂纹源位置 对力学性能和抗氧化性能的影响 • 徐强林1,吴小成1,张 玲2 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 工艺技术 ZL205A 增材再制造工艺参数优化研究 • 杨永生1,戚艳玲1,李超超1,李翔宇1,俞 亮2 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 铝合金变速箱壳体压铸工艺CAE 分析及优化 • 张海杰1,刘 军1,黄智红2,王宗境1 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 商用车球墨铸铁V 型推力杆 结构设计与开发 • 吕高伟1,王海啸1,丛建臣1,2,丛子凌3,吕世杰2,刘凡伟2,倪培相2,张少军4 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 铝合金盖板铸件轻量化设计 与铸造工艺优化 • 李红强,朱 广,李沛根,李文静 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 新能源汽车底盘副车架一体化 压铸技术研发与应用 • 夏 天1,吴时雨2 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 特种合金真空感应悬浮熔炼工艺控制研究 • 李万青,刘志中,张鹏程,何永亮,刘新峰 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 数值模拟辅助设计小型外壳体铸造工艺 • 邓高生,刘 勇,牟宜华,乔兴华,杨 旸 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 检测技术 航空铝合金机匣铸件荧光渗透 检测异常显像问题研究 • 蔡增辉,申发明,陈彦宏,崔岩峰 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
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专题综述 钛合金增材制造技术研究及其应用现状 • 崔亚迪1,吴志远2,赵 军1,刘宏宇1,陈晓明1,闫 平1,刘泊良1,刘田雨1,张立龙1 钛合金作为良好的结构材料和功能材料,在众多行业均有广泛应用,愈发复杂的应用场景对于钛合金的加工制造技术提出了更高的要求。增材制造作为高效率的近净成形方法,适用于多场景下钛合金构件的一体化先进制造。当前国内外学者已针对钛合金增材制造进行了大量研究。本文梳理了近年来钛合金增材制造技术的相关研究,总结了基于熔化过程的钛合金不同增材制造方法及其优化策略的增材研究进展,包括各增材方法下钛合金的组织性能特点和成形效果等方面的研究成果。介绍了钛合金增材制造中常见的组织缺陷,以及采用合适的工艺和合金设计等解决办法。通过对不同钛合金增材制造方法的现状和优化策略的分析,为钛合金增材制造技术的进一步发展提供了有益的参考。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 单晶高温合金晶界缺陷研究进展 • 王 强1,何 歆2,黄子琳1,冯建文2,张 弓2,石 瑶1,曾佳敏1,袁 珂1 晶界是一种单晶高温合金中须严格控制的缺陷,但随单晶叶片结构的日益复杂,单晶晶体生长愈加的困难,完美单晶晶体获得的难度越来越大,晶界缺陷产生的可能性越来越高,因此开展单晶高温合金中晶界缺陷的研究已成为目前单晶研究工作的一个热点。本研究分析了单晶高温合金晶界缺陷产生的原因和控制难点,总结了现有小角度晶界对合金性能影响的研究,以及目前微量元素添加对提高合金晶界损伤容限的研究进展,并对今后的研究方向提出了展望。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 试验研究 液态金属冷却工艺下籽晶成分 对单晶生长的影响 • 黄亚奇1,张爱民2,张 金3,郑 伟1,申 健1,王 栋1,谢 光1,卢玉章1 利用单晶高温合金SX1、SX2分别作为籽晶和铸造材料,进行了LMC工艺下籽晶法控制单晶高温合金晶体取向的浇注试验和数值模拟,并对籽晶和铸件进行了解剖分析。结果表明:当籽晶和铸造材料为同一成分时,可以获得完整的单晶铸件,并且籽晶与单晶铸件取向一致。当籽晶和铸造材料为不同成分时,如果籽晶的液相线高于铸造材料的液相线,则获得完整的单晶铸件,并且籽晶与单晶铸件取向一致;反之,如果铸造材料的液相线高于籽晶的液相线,则会在籽晶重熔界面处产生大量的杂晶形核,并在纵向温度梯度下长大为定向柱晶,无法获得完整的单晶铸件。数值模拟结果表明这可能是由于合金浇注后,在抽拉过程中,上部铸造材料由于液相线较高,在籽晶重熔界面处优先凝固,导致重新形核,形成定向柱晶。因此,在利用籽晶法进行单晶铸件取向控制时应当保证籽晶的液相线等于或者高于铸造材料的液相线,才能获得完整的单晶组织,并控制取向。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 表面处理对液固复合铜合金/ 球墨铸铁 双金属界面结合性能的影响 • 姚鹏鹏,尹延国,方小亮 结合性能是铜/球墨铸铁双金属能否在恶劣条件下使用的关键因素。本文采用不同的球墨铸铁表面处理方式制备了铜/球墨铸铁双金属。通过SEM和EDS等对结合处显微组织进行微观组织和元素分析,并开展相应力学性能检测与分析。结果表明,正火工艺可以减少或者除去球墨铸铁表面的石墨颗粒,熔铸过程使得熔化的铜液可以渗透进入石墨凹槽内,增加了双金属界面性能,界面结合强度提高。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 后处理对磷酸盐干态覆膜砂性能影响 及机理分析 • 胡汉基1,2,夏 露1,2,张友寿1,2,罗圆圆1,2 基于单因素试验和正交试验,研究了磷酸盐干态覆膜砂后处理工艺,探究装炉方式、加热温度、保温时间及冷却方式对试样性能的影响,建立及验证了加热温度、保温时间、冷却方式与发气量之间的数学模型;借助TG-DSC、SEM-EDS等表征技术对影响机理进行了分析。结果表明,加热后处理工艺优化方案为随炉加热120 ℃×10 min,空冷;所得试样的发气量为15.9 mL/g,降低了15.0%;抗拉强度达1.91 MPa,提升了18.6%。多元线性回归模型与试验结果吻合,试验值与预测值误差率在5%以内;显微分析表明,适当的后处理可促使覆膜砂粘结膜中残留的水合物进一步放水,形成水蒸气逸出,部分水分子润湿周围粘结膜,在降低试样发气量的同时,提高覆膜砂的粘结强度。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] MW 级风电机组轮毂用QT400 与QT450 球墨铸铁关键服役性能对比 • 吴 韬1,4,姜依彤1,陈 光1,帅 栩1,杨 晨1,龚潜海2,毛鹏展3,桂万元4 MW级风电机组球墨铸铁轮毂是连接其三根叶片和主轴的重要受力部件。由于其经常在恶劣的环境下工作,并且需要承受高冲击力和低温环境的考验,同时需要满足上百米的高空服役长达15~20年不更换,所以研究其疲劳性能具有非常重要的意义。系统研究了风电机组球墨铸铁轮毂用QT400与QT450低温冲击韧性和高周疲劳性能,同时结合断口分析来研究其疲劳现象,找出疲劳失效的主要原因是球化的好坏,是影响球墨铸铁拉-拉疲劳寿命的关键因素。通过对风电轮毂运行过程中应力分布进行数值模拟,得出其应力分布规律,以期为其安全服役提供数据支撑。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 有色合金 β/α 转变温度附近恒温处理对 铸造Ti65 合金显微组织的影响 • 武朋辉1,焦海峰1,2,汪国栋1,岳春华2,周耀忠1,2,寇宏超1 :Ti65是我国自主研发的一种近α型高温钛合金,作为铸造合金使用时其粗大的片层组织难以通过热等静压和热处理工艺进行调控。本文研究了由β单相区冷却过程中在β/α转变温度附近940~1 020 ℃恒温处理对Ti65合金显微组织的影响。结果表明,Ti65合金经960~1 000 ℃/30 min恒温处理后α片层出现粗化、碎断现象,形成由粗化、碎断的α片层及细片层组成的“特殊双态组织”,其中,α片层的粗化、碎断发生在高温保温期间,而细α片层则是在随后的冷却过程中形成。960 ℃/30 min恒温处理后α片层的粗化、碎断最为明显;940 ℃和1 020 ℃恒温处理过程中片层形貌特征基本不变,仅发生片层厚度的改变。该工作可为调控铸造钛合金的粗大片层组织提供新的思路。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 长周期堆垛有序结构增强Mg-Zn-Y-(ZrB2) 合金组织和性能的研究 • 郝建强1,2,王碧心1,赵 侃1,张金山2 采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、XRD衍射仪、电子万能试验机、HVS-1000A型硬度计和正挤压实验机研究了长周期堆垛有序结构增强Mg-Zn-Y-(ZrB2)的微观组织和力学性能。结果表明:铸态Mg-Zn-Y-(ZrB2)合金组织由α-Mg基体、条块状LPSO相和网状W相组成,适量ZrB2的加入可以细化晶粒,促进LPSO相的形成和抑制W相的析出;当ZrB2含量为0.3wt.%时,合金达到最细的组织和的力学性能;晶粒由42.6 μm细化到22.8 μm,合金的屈服强度由131 MPa增加到180 MPa,合金的抗拉强度由172 MPa增加到225 MPa,伸长率由6.9%增加到17.5%;随后对优化得到的合金进行固溶处理和不同挤压温度(350 ℃、400 ℃、450 ℃)下的试验,发现350 ℃挤压后合金表现出良好综合力学性能,屈服强度305 MPa,抗拉强度达到358 MPa,伸长率21%。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 铸造Mg-5Sm-4Gd 合金的 反常抗拉强度 • 李 萍1,黄 蕾1,王 莹1,张 清2 通过电子拉伸试验,结合显微组织、稀土相和拉伸断口分析,研究了铸造Mg-5Sm-4Gd合金的室温和高温抗拉强度。结果表明:随着温度的升高,Mg-5Sm-4Gd合金的抗拉强度先升高后降低,出现了反常温度效应。该合金主要由α-Mg基体以及稀土相Mg41Sm5和Mg5Gd组成,平均晶粒尺寸约为200 μm。拉伸断裂方式主要为脆性断裂。抗拉强度反常温度效应与合金的晶粒尺寸、α-Mg基体的晶格常数及稀土相的热稳定性有关。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 再生铝合金中富Fe 相形貌的改善 • 苗赛男,郑长清,周亚伟,李 泉,李国瑞,吕小松 为明确Mn、Cr元素对再生铝合金中富Fe相的协同作用及配比,通过光学显微镜、扫描电子显微镜和拉伸试验机等研究了合金的微观组织及力学性能,并与未添加微合金化元素的再生铝合金进行对比。结果表明,在本试验条件下,Fe元素含量为0.3%时,添加不同Mn和Cr元素会导致富Fe相形貌发生改变,当Fe∶Mn∶Cr约为5∶3∶1时,合金中富Fe相形貌,均由针片状转变为汉字状或颗粒状,进一步增加0.04%的RE元素对合金进行细化,使再生铝合金性能达到。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 型壳参数对ZL101A 合金凝固过程 温度变化的影响规律 • 张荣强1,冀晓磊1,丁方政2,王 琳1,王子阳1,李园园1,邢昌勇1 采用数值模拟与工艺试验相结合的方法研究了熔模铸造ZL101A铸件凝固过程中不同的型壳预热温度和型壳厚度对金属温度变化的影响。数值模拟结果表明,在合金固相线温度以上,型壳预热温度对金属凝固过程温度变化的影响较大,型壳预热温度越高,金属温度波动幅度越明显;在合金固相线温度以下,型壳厚度对金属凝固过程温度变化的影响较大,且随型壳厚度的增加影响逐渐减弱。选取型壳厚度6 mm、型壳预热温度350 ℃进行工艺试验,验证了数值模拟的可行性与准确性。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 热等静压对铝合金铸件冶金质量 和组织的影响研究 • 冀晓磊,李 杨,邢昌勇,王立召,潘煜曜,王子阳,张荣强 通过对比热等静压前后铝合金铸件的冶金质量和金相组织的变化,研究了热等静压对铝合金铸件冶金质量和组织致密度的影响。结果表明,铸件经热等静压处理后,可有效修复铸件中的显微缩孔及疏松缺陷,使铸件组织更加致密均匀,但对于严重的海绵状疏松及宏观疏松,热等静压无法使其愈合。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 建筑铝合金塑性变形件中裂纹源位置 对力学性能和抗氧化性能的影响 • 徐强林1,吴小成1,张 玲2 为明确裂纹源位置对铝合金塑性变形件的影响机制,制备不同裂纹源位置的铝合金塑性变形件试样,进行试样的断口形貌、力学性能、高温抗氧化性能以及疲劳性能测试。试验结果表明,铝合金塑性变形件的强度、韧性、断裂伸长率、抗氧化性能和疲劳寿命均受到裂纹源位置的显著影响。裂纹源远离应力集中区域的试样表现更优,能够承受更大的塑性变形,氧化层能够均匀形成且稳定,疲劳破坏的风险低。相反,裂纹源位于缺口中部或根部的试样,由于应力集中和潜在损伤,其各项性能指标均有所下降,尤其是在缺口根部,性能明显降低。因此,在铝合金塑性变形件的设计、生产和使用过程中,应高度重视裂纹源的控制,确保塑性变形件的性能。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 工艺技术 ZL205A 增材再制造工艺参数优化研究 • 杨永生1,戚艳玲1,李超超1,李翔宇1,俞 亮2 为解决船用ZL205A铝合金部件损坏后修复过程繁琐、成本高且周期长的问题,开展了ZL205A铝合金电弧增材再制造的关键工艺参数研究。通过对单层单道焊缝的宽高比与稀释率、显微硬度及其XRD图、摩擦学性能、电化学性能、单道多层焊缝层间冷却时间和多道单层焊缝搭接率的影响等进行综合分析,获得了焊接速度、送丝速度、干伸长、层间等待时间、搭接率等较优工艺参数组合,并开展样件试验验证。研究成果可为船用装备高质量和快速修复提供理论依据和技术保证。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 铝合金变速箱壳体压铸工艺CAE 分析及优化 • 张海杰1,刘 军1,黄智红2,王宗境1 运用CAE模拟软件对铝合金变速箱壳体在充型和凝固过程中的顺序和温度场进行仿真分析,观察易产生卷气、缩松等缺陷的部位,并分析原因。根据模拟分析的结果,提出相关的压铸工艺改善,即通过增加浇注系统分流道的数量以及对排溢系统进行优化设计。最后经实际生产和X光射线检测,缺陷得到改善,验证了该方案的可行性,为铸造出合格的铸件提供参考。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 商用车球墨铸铁V 型推力杆 结构设计与开发 • 吕高伟1,王海啸1,丛建臣1,2,丛子凌3,吕世杰2,刘凡伟2,倪培相2,张少军4 针对传统商用车V型推力杆的制造工艺存在工序繁多,生产周期长及成本高等问题,提出了以铁代钢的技术方案,成功开发了商用车铸态QT700-6球墨铸铁V型推力杆。球墨铸铁V型推力杆采用H型整体式结构,与钢结构推力杆相比,球墨铸铁V型推力杆能够有效避免内应力的产生,同时重量降低9%,通过有限元静力学分析发现在相同工况下球墨铸铁V型推力杆的应力低于钢结构V型推力杆的应力,验证了球墨铸铁V型推力杆的可靠性。对球墨铸铁V型推力杆进行静态台架试验,对比试验结果与仿真结果,发现有7个应力误差值在15%以内。在完成纵向循环加载20万次后,球墨铸铁V型推力杆未出现失效问题,满足疲劳台架试验要求。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 铝合金盖板铸件轻量化设计 与铸造工艺优化 • 李红强,朱 广,李沛根,李文静 应用ANSYS仿真软件辅助铝合金盖板铸件轻量化设计,并应用AnyCastingg铸造模拟软件辅助铸造工艺优化。ANSYS仿真结果表明,轻量化设计前,铸件满足水压破坏试验强度要求;壁厚减薄3 mm,铸件内腔两小凸台附近存在水压破坏试验破裂风险;将凸台根部圆角由R5 mm变为R10 mm,铸件破裂风险消除;进一步分析知,法兰减薄5 mm可行,减薄10 mm不可行。AnyCasting仿真结果表明,轻量化设计前,铸造工艺充型凝固过程良好,铸件没有缺陷;轻量化设计后,充型铝温较低,凝固出现多处缩孔和疏松缺陷;将充型速率由880 Pa/s提高至1 100 Pa/s,问题消除。轻量化盖板铸件进行了生产试制,通过水压破坏试验验证。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 新能源汽车底盘副车架一体化 压铸技术研发与应用 • 夏 天1,吴时雨2 新能源汽车底盘副车架尺寸大,结构复杂,力学性能要求高,常规一体化压铸工艺无法满足设计要求。采用三级抽真空技术,提高了模具型腔的真空度,真空度达到≤15 kPa;采用集群局部挤压技术,改善了区域组织结构,有效缩减了缩孔,减少了气孔。生产实践证明,两种技术的应用使压铸件的力学性能达到了设计要求,提升了压铸件品质,提高了生产效率,产品合格率达到95%以上。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 特种合金真空感应悬浮熔炼工艺控制研究 • 李万青,刘志中,张鹏程,何永亮,刘新峰 通过真空感应悬浮熔炼技术、采取特种合金感应熔炼工艺,解决高熵合金、高温合金、钛合金等高质量特种合金材料熔炼和无污染的高端铸件的问题,以满足生产工艺技术要求,提高产品质量。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 数值模拟辅助设计小型外壳体铸造工艺 • 邓高生,刘 勇,牟宜华,乔兴华,杨 旸 某小型外壳体作为动力装置外壳,铸件不允许有缩孔、渣孔及砂眼等缺陷存在,且组织致密。为降低铸件试制后的质量风险,设计了5种铸造工艺方案,利用计算机数值模拟分析技术,分析5种方案下外壳体的充型与凝固过程,确定工艺方案并进行生产验证。结果表明,方案5为工艺方案:外壳体内壁增加0~7 mm补贴余量和放满20 mm厚随形冷铁,获得了无疏松和组织致密的优质铸件。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 检测技术 航空铝合金机匣铸件荧光渗透 检测异常显像问题研究 • 蔡增辉,申发明,陈彦宏,崔岩峰 在航空铝合金机匣铸件生产过程中,通常采用吹砂、人工抛磨方式对铸件表面进行清理以去除表面氧化皮、油污、粘砂等问题,保证铸件的外观质量。但是机匣铸件在热处理后经过荧光渗透检验时,出现异常显像问题,极大影响了铸件表面缺陷的判断。通过光学显微镜和扫描电镜对铸件荧光异常显像进行分析,确定铸件热处理后荧光显像异常的主要原因是吹砂和人工抛磨对铸件表面造成了损伤。通过调整吹砂工艺参数、调整铸件表面清理工序,最终解决了铝合金机匣铸件的荧光异常显像问题。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]