特邀专题：高温合金 
激光增材制造连续纤维增强金属基复合材料 研究进展及展望 • 刘 义1，2，吴 迪1，王玉敏1，周亦胄1，孙晓峰1，李金国1 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 变形高温合金成分 调控与冶金制备技术研究 • 任 帅1，2，吕少敏2，3，谢兴飞2，3，曲敬龙2，3，唐 超2，3，张北江2，3，杜金辉2，3 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 数值模拟技术在高温合金中的应用 • 刘孝山1，2，宋 旼1，夏圣旭2，郭建政1，2 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 籽晶法制备单晶高温合金杂晶缺陷 控制技术研究进展 • 高雪峰1，王 亮1，白炜琛1，林子博2，赵遇成2， 张朝威1，杨彦红1，孟 杰1，周亦胄1 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 基于人工神经网络的镍基单晶高温合金 蠕变寿命预测模型及应用 • 李春雨1，2，刘纪德2，张文颖1，2，王家健2，朱崇伟2，李金国2 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 基于显微组织特征的定向凝固高温合金 涡轮叶片服役温度评价方法 • 张 迈1，王 尧1，2，吴雨萌1，3，卢广先1，4，崔丽丽1，王海文1，张 剑1 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 基于响应面法的GH3536 合金激光粉末 床熔融技术工艺参数优化 • 赵翔宇1，2，周 林2，陈瑞志1，2，吴 迪2，梁静静2，刘丽荣1，周亦胄2，李金国2 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 航空发动机高温合金铸件质量智能控制 • 刘雅辉，余慧澎，张珺荟，高海燕，王 俊，董安平，孙宝德 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] Ta 对一种镍基单晶高温合金 组织和持久性能的影响 • 李亚微1，葛志成2，谢 光1，黄亚奇1，卢玉章1 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] V 与Hf 对一种镍基高温合金组织 及性能影响 • 李红海1，申 健2，卢玉章2，郑 伟2，张振波1，武颖娜1，黄亚奇2 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 专题综述 泡沫锌制备与压缩性能研究进展 • 张 宇1，王莹玉1，孙伟博1，孙广志1，刘家安1，2 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 试验研究 熔模铸造用硅溶胶面层涂料关键参数 动态演化过程及胶凝机理 • 伍 林1，2，姜卫国3，郝 悦1，2，胡玉昆3，张琼元1，2， 赵代银1，2，曾 洪1，2，郭维华1，2 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 20Si2MnCrNi 铸钢奥氏体化晶粒长大 及过冷奥氏体相变的原位观察 • 王波尧1，范秀风2，侯 渊2，高占勇1 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 论福州开元寺大佛的铸造日程 • 唐 电，王 欣，陈俊锋 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 工艺技术 CB2 中压内缸铸造工艺设计分析与优化 • 胡志强，杜延强，许 诺 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] QT700-10 风电主轴轴承 连接段铸造工艺试验 • 王 垒，梁绍波，李训佼，徐水利，黄连凯 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
特邀专题：高温合金 激光增材制造连续纤维增强金属基复合材料 研究进展及展望 • 刘 义1，2，吴 迪1，王玉敏1，周亦胄1，孙晓峰1，李金国1 连续纤维增强金属基复合材料因其高比强度、高比模量、以及优异的耐腐蚀性、抗磨损性及耐高温性能，在高温结构材料领域展现出广阔的应用前景。近年来，激光增材制造技术的快速发展为连续纤维增强金属基复合材料的制备提供了新的技术路径。本文综述了当前激光增材制造连续纤维增强金属基复合材料的研究进展，针对各自的研究现状和应用前景进行了分析，主要综述激光增材制造连续纤维增强镍基、铁基等高温复合结构材料的工艺参数、显微组织结构及力学性能。通过分析现有研究成果，总结激光增材制造连续纤维增强金属基复合材料的三大技术挑战，即连续纤维精准铺设问题和连续纤维存活问题及纤维-基体的界面反应问题，对关键问题给出研究思路及解决方案，并对该领域的未来发展进行展望。未来随着激光增材制造技术的不断完善及深入研究，该技术有望成为高效制备连续纤维增强金属基复合材料的重要发展方向。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 变形高温合金成分 调控与冶金制备技术研究 • 任 帅1，2，吕少敏2，3，谢兴飞2，3，曲敬龙2，3，唐 超2，3，张北江2，3，杜金辉2，3 变形高温合金作为航空航天、能源及国防领域的关键材料，其高温强度、抗氧化性及抗蠕变性能直接决定了高端装备的服役极限与可靠性。近年来，国内外围绕合金成分设计、冶金工艺优化及先进制备技术，推动了变形高温合金性能的显著提升。在合金设计方面，通过高熵化、微量元素协同调控及计算材料学辅助，开发了新型Ni-Co-Cr基高熵合金及低密度合金（密度降低10%），显著拓展了高温适应性；在冶金制备技术中，国内建立了较为成熟的三联冶炼工艺，并针对单联和双联工艺进行对应的优化，通过后续电渣重熔与定向凝固技术相结合，快速凝固技术以及对返回料再利用技术的发展，生产高性能优质高温合金。未来，智能化设计、超高温（>1 200 ℃）合金开发及全生命周期绿色制造将成为重点方向。本文从材料成分和冶金制备技术方面综述了近些年来变形高温合金的研究进展，为高性能材料开发与工程应用提供理论支撑。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 数值模拟技术在高温合金中的应用 • 刘孝山1，2，宋 旼1，夏圣旭2，郭建政1，2 在航空、航天及能源等科技领域，高温合金凭借其在极端环境下的优异性能已成为不可或缺的关键材料。然而，其复杂的化学成分及多尺度精细组织结构给传统试验研究带来了巨大挑战。此类研究普遍存在周期长、成本高、难以系统解析多重影响因素协同作用等问题，导致研究效率受限，难以满足现代工业对高温合金材料开发与性能优化的迫切需求。随着计算技术和算法的不断进步，基于数值模拟的高温合金研究体系应运而生，并迅速成为材料科学领域的关键研究方法。通过构建高保真度的多物理场耦合模型，该技术能够深入探索高温合金的微观组织演化机制、宏观力学行为响应特性以及复杂工艺参数间的定量关联，从而为材料成分设计、工艺参数优化和服役性能预测提供科学依据。本文概述了数值模拟技术在高温合金研究领域的一些具体应用，并对其未来的发展趋势进行了展望。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 籽晶法制备单晶高温合金杂晶缺陷 控制技术研究进展 • 高雪峰1，王 亮1，白炜琛1，林子博2，赵遇成2， 张朝威1，杨彦红1，孟 杰1，周亦胄1 籽晶法制备单晶高温合金技术的提出，解决了单晶合金晶体定向生长过程中取向偏离的关键问题，能够利用籽晶取向控制所需零件的任意晶体取向，因此受到了大量国内外研究学者的关注，对籽晶法制备单晶高温合金的杂晶缺陷形成机理及控制、制备工艺优化等开展了大量研究。本文基于国内外研究现状，梳理了近年来籽晶法制备单晶高温合金数值模拟与试验方面的研究情况。根据定向凝固特征，综述了籽晶外延生长过程杂晶缺陷形成机理，同时进一步从材料特性及凝固工艺等方面实现对缺陷的控制，并展望了未来籽晶法制备单晶高温合金的发展趋势。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 基于人工神经网络的镍基单晶高温合金 蠕变寿命预测模型及应用 • 李春雨1，2，刘纪德2，张文颖1，2，王家健2，朱崇伟2，李金国2 镍基单晶高温合金因其优越的高温强度，被广泛应用于航空发动机热端部件，蠕变寿命是衡量单晶高温合金性能的重要指标。本研究通过建立ANN机器学习模型，实现高温合金蠕变寿命预测，通过在模型内添加合金显微组织参数提高模型精度，降低模型过拟合倾向，提高模型泛化能力。将模型应用于DD4500合金优化，逆向指导合金成分设计，新设计合金较原合金蠕变寿命得到大幅提升，同时印证了机器学习技术应用于材料科学领域的有效性。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 基于显微组织特征的定向凝固高温合金 涡轮叶片服役温度评价方法 • 张 迈1，王 尧1，2，吴雨萌1，3，卢广先1，4，崔丽丽1，王海文1，张 剑1 采用SEM观察了一种第二代定向凝固高温合金在860~1 140 ℃热暴露后的显微组织演变情况。结果表明，一次γ′相、γ基体、二次γ′相随温度升高呈规律性变化。温度低于980 ℃时，一次γ′相及基体保持相对稳定，无二次γ′相析出，超过980 ℃后，随温度升高，一次γ′相体积分数降低，尺寸增加，基体通道宽度增加，二次γ′相析出且尺寸和体积分数增加。根据显微组织特征参量的变化规律，提出一种基于显微组织参量评估涡轮叶片服役温度的模型及方法，具有一定的工程应用价值。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 基于响应面法的GH3536 合金激光粉末 床熔融技术工艺参数优化 • 赵翔宇1，2，周 林2，陈瑞志1，2，吴 迪2，梁静静2，刘丽荣1，周亦胄2，李金国2 以GH3536合金为研究对象，采用响应面中心复合设计法优化激光粉末床熔融成形工艺参数，建立了增材工艺参数与合金孔隙率的函数关系。结果表明，扫描速率对GH3536合金的孔隙率影响更为显著。通过响应面优化试验，确定了激光粉末床熔融技术制备GH3536合金的参数组合：激光功率210 W，扫描速率1 000 mm/s，搭接率40%。该工艺条件下GH3536合金的孔隙率（0.026%）与预测值基本吻合，证实了响应面优化试验的准确性。测试该工艺参数下合金的力学性能，抗拉强度为844 MPa，屈服强度为640 MPa，断后伸长率为29.5%，表现出良好的拉伸性能，归因于合金中低孔隙率和细小晶粒的共同作用。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 航空发动机高温合金铸件质量智能控制 • 刘雅辉，余慧澎，张珺荟，高海燕，王 俊，董安平，孙宝德 随着全球制造业工业数字化转型进程加速，航空发动机用高温合金精密铸造迎来数字化智能化发展时代。为了实现高温合金精密铸造少缺陷、低成本和短生产周期，本文基于高温合金结构件熔模铸造研制及生产实践，提出高温合金精密铸造关键工序的工业物联网和数字孪生体融合设计新思路。阐明高温合金精铸工艺中的凝固缺陷、尺寸超差、组织和性能不达标等普遍性质量问题的影响因素，通过数字化解决方案提升高温合金铸件的质量，从而为航空发动机高温合金精铸工业数字化转型提供参考依据。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] Ta 对一种镍基单晶高温合金 组织和持久性能的影响 • 李亚微1，葛志成2，谢 光1，黄亚奇1，卢玉章1 以一种镍基单晶高温合金为基础，设计了0Ta和3.5Ta两种合金。采用光学显微镜和扫描电镜等手段研究了Ta元素对铸态和热处理态组织的影响，并基于组织确定了合适的热处理制度。最后分析了Ta对中温持久性能的影响。结果表明：相较于0Ta合金，3.5Ta铸态合金的一次枝晶间距提高约36.5 μm，γ/γ′共晶含量增大约3倍，且固溶热处理窗口明显更窄。两合金在1 280 ℃分别缓慢升至1 325 ℃和1330 ℃并保温4 h后，枝晶偏析均不明显，共晶完全消除，且均未发生初熔，但3.5Ta合金在1 330 ℃固溶后微孔较多。最终的热处理制度确定为：1 280 ℃→1 325 ℃/4 h（0.1 ℃/min），空冷→1 150 ℃/4 h，空冷→870 ℃/24 h，空冷。热处理后3.5Ta合金在760 ℃/810 MPa下的持久寿命约为0Ta合金的2倍，而断后伸长率低于0Ta合金。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] V 与Hf 对一种镍基高温合金组织 及性能影响 • 李红海1，申 健2，卢玉章2，郑 伟2，张振波1，武颖娜1，黄亚奇2 采用金相显微镜、扫描电镜、热分析仪和电子材料试验机研究了V与Hf元素对第一代镍基单晶高温合金（DD26）组织及性能的影响。DD26Hf和DD26V的Nv值分别为2.10、2.38。DD26V合金铸态组织一次枝晶间距略大，碳化物和共晶含量略高。固溶态DD26Hf中共晶基本消失，但DD26V中仍然存在白板状共晶，并析出大量针状相，热处理态DD26Hf中γ′相尺寸更小。室温拉伸时，断裂类型为准解理断裂。碳化物均为两种合金的裂纹源，但在DD26V合金中裂纹沿针状相或穿过针状相扩展，形成众多的解理台阶的断口形貌。DD26Hf中则是沿着碳化物开裂，形成鱼骨状的形貌。针状相的析出导致DD26V合金屈服强度低于DD26Hf合金，但抗拉强度略高。加入过量V元素形成针状相和残余共晶导致DD26V合金的中温和高温持久性能都低于DD26Hf合金。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 专题综述 泡沫锌制备与压缩性能研究进展 • 张 宇1，王莹玉1，孙伟博1，孙广志1，刘家安1，2 泡沫锌是一种结构功能一体化的重要工程材料，在交通运输、机电仪表和生物医学等领域均有广泛的应用前景。泡沫锌的性质取决于化学组成、微观组织和宏观孔结构等，这些因素均受到制备技术的影响。为了深入认识泡沫锌的制备技术-宏（微）观结构-压缩性能之间的联系，本文结合国内外研究文献，首先介绍了泡沫锌的制备工艺，梳理了关键技术上的发展趋势，阐述了工艺参数对孔结构特征的影响及机理；其次，总结了泡沫锌压缩性能的研究现状，从基体性质、孔结构和测试条件等多角度分析了压缩性能的主要影响因素，并探讨了泡沫锌的应变率效应问题。最后，阐述了实现泡沫锌高性能化的有效途径，展望了泡沫锌研究的未来发展。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 试验研究 熔模铸造用硅溶胶面层涂料关键参数 动态演化过程及胶凝机理 • 伍 林1，2，姜卫国3，郝 悦1，2，胡玉昆3，张琼元1，2， 赵代银1，2，曾 洪1，2，郭维华1，2 采用粒度级配技术及低钠硅溶胶制备了熔模铸造面层涂料。利用激光粒度仪测试了涂料中粉料粒度及硅溶胶中胶粒粒度分布，使用pH计、分析天平和粘度计等测试了随时间变化的硅溶胶pH值、SiO2含量及涂料粘度值。采用透射电镜观察了原始硅溶胶及胶凝硅溶胶胶粒形貌。结果表明：涂料使用初期，随涂料中水分减少，涂料清液pH值降低、SiO2含量及涂料粘度增加；涂料使用后期，含水量明显减少，涂料中硅溶胶胶粒接触几率增加，胶粒间的布朗运动导致胶粒聚集并长大成团，最终导致涂料清液pH值急剧降低，SiO2含量急剧增高，涂料粘度显著增大并使涂层厚度明显变厚，面层有裂纹产生。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 20Si2MnCrNi 铸钢奥氏体化晶粒长大 及过冷奥氏体相变的原位观察 • 王波尧1，范秀风2，侯 渊2，高占勇1 利用高温激光共聚焦显微镜，观察了Si-Mn-Cr-Ni系低合金高强度铸钢在不同奥氏体化温度晶粒长大及不同冷速下连续冷却过程中的相变过程。结果表明，奥氏体化保温温度及保温时间均与奥氏体晶粒尺寸呈正相关关系，当奥氏体化温度高于1 160 ℃时，晶粒粗化严重；马氏体转变可在奥氏体晶界或退火孪晶界处以及先形成的马氏体板条处形核，且随着奥氏体化温度升高，马氏体相变起始温度Ms也呈现逐渐升高的趋势；贝氏体在形核长大过程中表现出复杂性，形核不仅发生在奥氏体晶界处，还可发生在奥氏体晶内及先形成的贝氏体铁素体处，并且在长大过程中板条间出现碰撞，最终形成大量贝氏体互锁组织。降低奥氏体化温度可加快贝氏体转变，抑制贝氏体板条长大，从而获得更为均匀细小的贝氏体组织。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 论福州开元寺大佛的铸造日程 • 唐 电，王 欣，陈俊锋 福州开元寺大佛是国内外现存的古代铁佛，其铸造年代的确定具有十分重要的意义。关于此问题存在两种主流观点：北宋元丰六年说和后梁贞明四年说。论文找出了这两种观点的各自讹误及其原委。结合先前对大铁佛所做的试验观测，总结出铁佛存在七个实证，它们均指向唐末文献《丈六金身碑》，从而推断出大铁佛正是《丈六金身碑》所描述的大佛，进而确认其铸造时日以及大事日程等重要的信息。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 工艺技术 CB2 中压内缸铸造工艺设计分析与优化 • 胡志强，杜延强，许 诺 汽轮机中压内缸铸件壁厚大，内腔汽道部位狭窄、易粘砂。分析了初始铸造工艺出现缩松缺陷的原因，并运用MAGMA软件对凝固过程进行模拟，有针对性地优化了铸造工艺方案。经过优化后的铸造工艺进行生产验证，铸件质量良好，满足技术要求，与初始方案对比，铸件工艺出品率提高近20%。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] QT700-10 风电主轴轴承 连接段铸造工艺试验 • 王 垒，梁绍波，李训佼，徐水利，黄连凯 采用铁型外模、铁芯覆砂工艺，制作了QT700-10球墨铸铁风电主轴轴承连接段铸件。检测了铸件本体金相组织、拉伸性能、疲劳性能和残余应力值。结果表明：铸件球化等级达到2级，石墨球大小为6~7级，外表层抗拉强度为688.5 MPa，断后伸长率为8.2%。铸件中值疲劳极限为271.6 MPa。铸态件内表层受拉应力，应力值在112.3~210.8 MPa范围内；铸态件外表层受压应力，应力值在51~107.2 MPa范围内。经过550 ℃×12 h去应力退火后，铸件残余应力值均低于40 MPa。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]