专题综述 
铸造有色合金研究进展与展望 ——第75 届世界铸造会议有色合金论坛评述 • 袁晓光1，2，王云霞1，3，郑博文4 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 铸钢铸铁工艺技术进展与展望 ——第75 届世界铸造会议铸铁铸钢工艺技术论坛评述 • 何靖宇1，陈 祥1，2，王云霞3 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 铸造技术在功能材料中的应用与优化 ——第75 届世界铸造会议功能材料论坛评述 • 王重贺1，李 谦1，王云霞2，3 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 试验研究 镂空铸型（砂芯）的设计与生成方法 • 康进武，刘宝林，荆 涛，沈厚发 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 基于Ansys 软件的重型燃气轮机叶片 蜡模蠕变规律研究 • 张俊文1，赵代银2，李定骏2，张琼元2，张 杰1 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] Nb、Ta 和W 元素对铸造高温 钛合金组织及性能的影响 • 毛浚鉴1，2，3，赵 军2，3，谭 毅1，刘时兵2，3， 史 昆2，3，张志勇2，3，刘田雨2，3，闫 平2，3 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 高温钛基复合材料显微组织 和摩擦磨损行为 • 李天亦，范敏灏，李九霄，赵志伟，李子怿，夏俊杰，陈雨何，张同政，艾尔旦 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 有色合金 Ti6Al4V 钛合金热等静压过程温度 与压力对孔洞闭合行为的影响 • 郄喜望1，2，李 文1，殷亚军1，徐 倩3，南 海2，周建新1 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] Ce、Gd 和Nd 对Mg-9Li-xRE-0.4Zr-（3Y） 合金组织及力学性能的影响 • 赵大志1，周 晨2，廖启宇1，胡文义3，宝 磊2，李勤学2，乐启炽2 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] Fe 含量对AlSi10MnMg 合金微观组织 演变及力学性能的作用机制研究 • 王云海1，高润山2，冀佳琪2 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] Ca 对Mg-2Zn-1Y-0.5Nd-0.5Zr-xCa 镁合金显微组织和力学性能的影响 • 张倩倩，王彬旭 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 高铅铜合金水冷铜模铸造组织特征 • 刘 雪，李聪玮，卢 鑫 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 某钛合金条形结构件铸造工艺分析及优化 • 马 静1，2 ，王林春1，2，张 宁1，2，崔新鹏3，李 峰3，李鑫磊1，2，赵瑞斌1，2 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 增材制造 选择性激光烧结覆膜砂材料及 成形工艺研究进展 • 李华艺，谭 锐，尹绍奎，于瑞龙，于志勇， 王鹏伟，李延海，朱慧君，田立丹 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 基于SLS 技术的钛合金铸造用砂型的 尺寸精度及传递规律研究 • 黎 阳1，徐志锋1，张守银1，肖强伟2，李政勋1，李 珅1 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 检测技术 轻合金大型铸件X 射线探伤 自动路径规划研究 • 李沁阳1，柳竺芃1，计效园1，董 淏1，侯明君1，赵高瞻2，黄志伟2，陈 强2，周建新1 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
专题综述 铸造有色合金研究进展与展望 ——第75 届世界铸造会议有色合金论坛评述 • 袁晓光1，2，王云霞1，3，郑博文4 随着装备制造业的不断发展，铸造有色合金应用越来越广泛，对铸件性能的要求也越来越高，促进了对铸造有色合金研究工作的不断深入。2024年10月25—30日，第75届世界铸造会议在四川省德阳市顺利召开。铸造有色合金作为铸造最有活力的研究领域之一，这次大会设置了铸造有色合金论坛，收录了来自9个国家的97篇相关论文，国内外18位专家学者应邀出席论坛并作专题报告。本文梳理了本次论坛相关报告，从铝、镁和钛等合金，在外力场作用下的凝固及其他相关研究工作等5个主要方面进行了总结和评述，并对未来发展进行了展望。本次会议有色论坛的研究报告基本体现了当前本领域研究热点，为进一步推动铸造有色合金技术进步指明了方向，进而将推动铸造有色合金的进一步应用。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 铸钢铸铁工艺技术进展与展望 ——第75 届世界铸造会议铸铁铸钢工艺技术论坛评述 • 何靖宇1，陈 祥1，2，王云霞3 铸铁铸钢技术历史悠久，为国家的工业发展做出了巨大的贡献。铸铁铸钢方向作为铸造领域的传统基石，时至今日仍在工业建设中发挥重要作用。2024年10月25-30日，第75届世界铸造会议在四川省德阳市顺利召开。本次会议设置铸铁铸钢工艺技术国际论坛，收录了来自12个国家的55篇相关论文，安排了6篇论坛邀请报告和10篇专题报告。本文梳理了铸铁铸钢论坛中相关论文报告，阐述了当今铸铁铸钢领域关注的重要问题，总结铸铁铸钢工艺技术发展新方向。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 铸造技术在功能材料中的应用与优化 ——第75 届世界铸造会议功能材料论坛评述 • 王重贺1，李 谦1，王云霞2，3 第75届世界铸造会议功能材料论坛聚焦铸造技术在功能材料中的应用与优化的探索。铸造技术如今已成为实现功能材料性能优化的一种重要手段，特别是在储能、隔热和中子屏蔽材料等领域。本次论坛学者分享了计算材料科学在铸造技术中的应用、轻质功能材料的成分调控与工艺改进、多主元素合金在储氢与储能领域的开发以及铸造与凝固应用于功能材料等领域的前沿工作。论坛分享的研究成果为铸造技术在功能材料领域的创新应用奠定了理论基础和实践依据，并结合高通量计算和人工智能技术的迅速发展，为绿色制造和智能化铸造技术的未来发展开辟了新路径，进一步助力材料科学的持续创新与突破。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 试验研究 镂空铸型（砂芯）的设计与生成方法 • 康进武，刘宝林，荆 涛，沈厚发 铸造生产中，通常难以对铸件成形过程进行有效控制，主要因为铸型（砂芯）为密实结构。为实现铸件成形过程中的精细控制，本文提出了面向绿色智能铸造的镂空铸型（砂芯）理念、设计及生成方法。镂空铸型（砂芯）包括形成型腔的自适应厚度壳型和各种外围（内部）镂空结构，壳型也可以设计成空心壳型，外围（内部）的镂空结构包括桁架、加强筋和多层嵌套壳等。提出了镂空结构的设计理论，考虑金属液静压力、涨箱力和型芯受热引发的强度下降以及镂空结构弯矩等多方面因素进行镂空结构设计。采用表面离散、空间离散以及数值模拟相耦合的方法实现了镂空结构的自动生成，开发了镂空铸型（砂芯）设计软件，实现了镂空铸型（砂芯）的快速生成，不依赖于造型软件。镂空铸型（砂芯）可实现铸件成形过程较为灵活的差异化控制，进而为实现铸件组织、性能和缺陷的控制奠定基础。镂空砂型芯采用3D打印技术制备，通过试验验证了其在铸造过程控制冷却方面的应用效果，镂空减重50%以上，大幅度降低3D打印成本，有利于3D打印铸造技术的推广。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 基于Ansys 软件的重型燃气轮机叶片 蜡模蠕变规律研究 • 张俊文1，赵代银2，李定骏2，张琼元2，张 杰1 熔模精密铸造蜡模在存放过程中，会因重力作用而发生蠕变，致使自身尺寸精度降低，进而导致叶片的整体尺寸精度也随之下降。因此，研究蜡模在存放过程中的蠕变规律并降低其蠕变变形对于叶片的尺寸精度控制具有重要意义。本文首先使用DMA对填充蜡试样进行了蠕变试验，获得了时间硬化蠕变方程。之后，采用有限元分析软件Ansys对试验过程进行了模拟，并与试验结果对比，验证了蠕变方程的准确性。最后，对不同存放方式下的蜡模蠕变过程进行了模拟，获得了蜡模在不同存放方式下的蠕变随时间变化规律。结果表明，采用竖直悬挂方式存放的蜡模蠕变要略小于采用竖直放置方式。而采用竖直放置方式存放蜡模时，为保证蜡模尺寸精度，应尽量避免蜡模偏离竖直方向。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] Nb、Ta 和W 元素对铸造高温 钛合金组织及性能的影响 • 毛浚鉴1，2，3，赵 军2，3，谭 毅1，刘时兵2，3， 史 昆2，3，张志勇2，3，刘田雨2，3，闫 平2，3 以Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si-Nb-Ta-W铸造高温钛合金体系为研究基础，通过正交试验的方法，探究了Nb、Ta和W元素对合金组织及性能的影响。通过正交试验分析结果可知，Nb、Ta和W元素对合金组织均具有细化效果，其对β晶粒尺寸及α片层间距的影响大小顺序为：Ta>Nb>W。此外，进一步探讨了Nb、Ta和W元素对合金室温及高温拉伸性能的影响规律，并结合合金随钼当量的变化趋势，最终确定该合金体系中Nb、Ta和W元素的优选含量配比分别为0.8wt.%、0.9wt.%及0.8wt.%，获得了较好的700 ℃时的力学性能，其中Rm=571.5 MPa、Rp0.2=349 MPa、A=6%和Z=10%。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 高温钛基复合材料显微组织 和摩擦磨损行为 • 李天亦，范敏灏，李九霄，赵志伟，李子怿，夏俊杰，陈雨何，张同政，艾尔旦 通过原位合成熔铸法制备了TiB增强的IMI834高温钛基复合材料，研究了复合材料显微硬度、摩擦性能、磨损率及磨损表面的形貌较基体合金的变化。试验结果表明，复合材料显微组织为片层α组织，TiB增强相呈现圆棒状或针状形态，均匀地分散于钛合金基体。室温下，复合材料的显微硬度较基体材料提高了约HV32，平均摩擦系数从0.49降至0.41，磨损率从72.5×10-5 mm3/（N·m）降低至47.4×10-5 mm3/（N·m）。在700 ℃的高温条件下，基体合金的摩擦系数从0.49上升至0.83，磨损率为27.4×10-5 mm3/（N·m）；而钛基复合材料在相同条件下，摩擦系数仅从0.41升高至0.47，磨损率降至7.2×10-5 mm3/（N·m），显示出优异的高温耐磨性和热稳定性。磨损表面形貌分析表明，复合材料的主要磨损机制为磨粒磨损，伴有少量的粘着磨损。这些研究结果表明，TiB增强效应显著改善了IMI834钛基复合材料的硬度、耐磨性及摩擦性能。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 有色合金 Ti6Al4V 钛合金热等静压过程温度 与压力对孔洞闭合行为的影响 • 郄喜望1，2，李 文1，殷亚军1，徐 倩3，南 海2，周建新1 通过数值模拟研究了HIP温度（800~950 ℃）和压力（20~160 MPa）对钛合金铸件内部孔洞闭合的影响，并分析影响孔洞闭合的关键工艺参数。此外，以920 ℃/140 MPa热等静压工艺条件为例，分析热等静压不同阶段孔洞闭合情况。结果表明，当热等静压工艺参数T≥890 ℃且P≥80 MPa时，孔洞完全闭合，且在该区间内，压力参数对孔洞闭合的调控效果优于温度；孔洞体积在 HIP 升温升压阶段（第Ⅰ阶段）剧烈收缩，该阶段是孔洞闭合的主导阶段。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] Ce、Gd 和Nd 对Mg-9Li-xRE-0.4Zr-（3Y） 合金组织及力学性能的影响 • 赵大志1，周 晨2，廖启宇1，胡文义3，宝 磊2，李勤学2，乐启炽2 通过添加Ce、Gd、Nd及复合添加Y设计9种新型Mg-9Li-xRE-0.4Zr-（3Y）（x=5、10）合金，采用模铸及热挤压工艺制备试样，研究分析了稀土元素对Mg-9Li-0.4Zr合金铸态组织及挤压态微观组织和力学性能的影响。研究发现：随着Ce、Gd和Nd含量增加，对合金凝固组织具有细化作用，改变白色稀土相存在形式及形貌，共晶组织增多，Gd对合金基体组织细化效果较好，呈蔷薇状分布；添加Gd+Y，合金组织细化并熟化，呈近等轴晶分布，有效改善合金基体形貌。Ce、Gd和Nd含量对合金变形强度影响不明显，伸长率明显提高，其中Gd含量10%时，伸长率达到52.2%；Y可增加合金变形组织发生动态再结晶的趋势，起到细晶强化作用，添加10%Gd+3%Y，可获得分布较均匀的变形组织，颗粒状共晶相增多，使合金变形组织塑性降低，合金依然具有较高的抗拉强度和伸长率，分别为147 MPa和39.1%，具有良好的塑性变形能力。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] Fe 含量对AlSi10MnMg 合金微观组织 演变及力学性能的作用机制研究 • 王云海1，高润山2，冀佳琪2 利用金相分析、拉伸试验和SEM研究了Fe元素含量及热处理条件对AlSi10MnMg合金组织和力学性能的影响。研究表明，Fe含量的增加会对合金组织和性能产生双重影响：适量Fe（≤0.3%）有助于细化晶粒，形成对性能影响较小的π-Fe相（π- Al8FeMg3Si6），从而提升硬度，但过量的Fe（>1.0%）则会析出长针状或板条状的β-Fe相（β-Al5FeSi），导致合金韧性和塑性显著下降，抗拉强度和屈服强度降低。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] Ca 对Mg-2Zn-1Y-0.5Nd-0.5Zr-xCa 镁合金显微组织和力学性能的影响 • 张倩倩，王彬旭 采用OM、SEM、拉伸实验和摩擦磨损试验等方法，研究了Ca含量对Mg-2Zn-1Y-0.5Nd-0.5Zr-xCa（x=0.1，0.3，0.5，1.0）系列合金显微组织和力学性能的影响。研究表明，随着Ca含量的增加，合金晶粒明显细化，Ca含量增加到0.3%以上，细化效果降低。合金的显微硬度随着Ca含量的增加而提高，室温抗拉强度在Ca含量0.3%时，而Ca含量0.1%时合金的伸长率。合金的摩擦系数和磨损率在Ca含量0.3%时最小，摩擦磨损性能，高于此含量时会产生严重的磨粒磨损。综上，添加0.3%Ca的Mg-2Zn-1Y-0.5Nd-0.5Zr-xCa合金的综合性能。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 高铅铜合金水冷铜模铸造组织特征 • 刘 雪，李聪玮，卢 鑫 采用水冷铜模铸造方法制备ZCuSb3Ni3Zn3Pb20P铜合金铸件，通过扫描电镜和光谱分析等研究了铜合金铸件的组织特征和偏析。结果表明：铸件中铅相分布存在差异，铸件外壁和底部铅相细小均匀，靠近中心和顶部铅相尺寸变大。铸件合金元素分布差异较小，铅成分差异较大，越晚凝固铅含量越高。水冷铜模铸造可以得到成分和组织均匀的高铅铜合金。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 某钛合金条形结构件铸造工艺分析及优化 • 马 静1，2 ，王林春1，2，张 宁1，2，崔新鹏3，李 峰3，李鑫磊1，2，赵瑞斌1，2 针对某钛合金条形结构件生产周期长，铸件回弹变形、批次性鼓胀、裂纹和缺肉等铸造缺陷比较严重的问题，开展工艺改进及降本增效工作，利用ProCast对条形结构件充型及凝固过程进行分析，预测某条形结构件中的缩孔缺陷，后根据初始方案的结果进行方案优化，对其浇冒系统进行改进，最终得到的某条形结构件的缩孔大小减小为0.03 cm3，整体相较初始方案减小了99.1%。结合某条形结构件校形工装的改进，铸件生产周期由116天降低至90天，铸件成形良好，无鼓胀和砂眼等缺陷，小缩孔可以热等静压压实，实现铸件的稳定批量生产。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 增材制造 选择性激光烧结覆膜砂材料及 成形工艺研究进展 • 李华艺，谭 锐，尹绍奎，于瑞龙，于志勇， 王鹏伟，李延海，朱慧君，田立丹 选择性激光烧结（SLS）技术凭借其无模制造优势，在复杂砂型（芯）制备中发挥了重要作用，而覆膜砂作为关键材料，其成分与工艺优化对提升砂型性能至关重要。本文系统综述了SLS覆膜砂材料的研究进展，重点对覆膜砂成分及覆膜工艺和砂型（芯）成形工艺研究进行了梳理，最后介绍了SLS覆膜砂型（芯）应用，并对未来的发展方向进行了展望。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 基于SLS 技术的钛合金铸造用砂型的 尺寸精度及传递规律研究 • 黎 阳1，徐志锋1，张守银1，肖强伟2，李政勋1，李 珅1 结合SLS技术和钛合金砂型铸造，采用酚醛树脂覆膜宝珠砂+7wt.%磷酸盐粉末的双组分粘结剂型砂，混合均匀后进行SLS成形、低温焙烧和高温焙烧制备钛合金铸造用砂型。主要研究制备钛合金铸造用砂型主要工序阶段的X、Y、Z向尺寸变化与尺寸传递规律，并浇注钛合金铸件进行验证。结果表明，砂型在SLS成形及低温焙烧过程中尺寸变化小，其尺寸变化集中在高温焙烧过程中。砂型经高温焙烧后，其X、Y向尺寸偏差为-1.37~0.09 mm，Z向尺寸偏差为-3.18~0.55 mm。采用该工艺制备钛合金铸造用砂型，得到的阶梯砂型表面质量好，无裂纹和翘曲变形等缺陷，并进行了TC4钛合金的铸造试验，得到表面质量较好的钛合金铸件，尺寸精度为DCTG10级要求。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 检测技术 轻合金大型铸件X 射线探伤 自动路径规划研究 • 李沁阳1，柳竺芃1，计效园1，董 淏1，侯明君1，赵高瞻2，黄志伟2，陈 强2，周建新1 针对大型轻合金铸件X射线探伤人工规划存在的漏检率高和效率低等问题，提出基于质量控制点的多目标自动路径规划方法。首先，结合壁厚分析与几何特征提取技术，通过密度聚类优化空间分布，建立包含大壁厚区域和突出结构的质量控制点生成机制；其次，构建柱面约束射线探伤模型，利用包络圆柱限定部件运动范围，将三维路径规划转化为柱面映射点的优化排序问题；再次，优化遗传算法，通过多目标适应度函数优化探伤路径；最后，开发图形化系统，实现了三维模型分析，质量点映射与路径优化的全流程可视化。试验表明，该方法自动生成路径覆盖率达98%以上，检测效率较人工提升3倍，有效解决了传统检测的漏检与低效难题，为大型铸件无损检测提供了创新技术方案。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]