专题综述 
镁合金半固态浆料制备研究进展 • 李亚娟，侯程宇，赵言辉，刘 超， 何志鑫，余 炜，李晶琨，余 晖 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 4D打印形状记忆合金的研究现状及发展趋势 • 谢桂平，李昭青，陈 双 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 高强高导铝合金研究现状 • 李 凯，王红超，杨志彬，张晓敏，吴小超 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 试验研究 DZ22B 合金定向叶片凝固过程数值模拟及试验验证 • 吴 波，牟 昊，罗 勇，高雪峰，伍晶晶， 么丽娜，孟 杰，储昭贶，李金国 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] Co 对一种无铼镍基单晶高温合金组织和性能的影响 • 王梓龙，张 功，王 莉，李佳声，李先亮，董加胜 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 生成式人工智能在熔模铸造实践教学中的应用 • 李玄霜，孔祥发，郑志军，夏琴香，张志明 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 有色合金 热处理对挤压铸造 AlCu5Mn1Mg 铝合金飞轮壳微观组织和力学性能的影响 • 孔令波，姜巨福，王 迎，董 健，张晓东，崔竞波，张金泽，陈 岩 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 基于改进的 YOLOv8 的铝合金熔体夹杂物自动分割与 K 模质量智能评价系统 • 樊 攀，郎玉玲，刘书基，魏晨光，韦春营 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 工艺技术 大型钛合金薄壁构件熔模铸造工艺数值模拟与浇冒系统优化 • 张美娟，杨其航，马聚怀，郄喜望，南 海，许庆彦 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 百吨级钢锭底注工艺参数优化的数值模拟研究 • 崔家骏，胡小强，袁 麟，王意平，穆鸿敏，刘航航，李殿中 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 新能源汽车电池盖一体化压铸模具设计 • 崔 杰，邓杨全，王 峰，王晓威，夏 天 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 铸造工艺优化与二次正火协同提升新型 20Si2MnCrNi 铸钢桥壳强韧性 • 刘燕铭，呼云飞，白云飞，魏文龙，侯 渊，高占勇 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 河南巩义大坡墓地出土汉代铁器制作工艺 • 樊 伟，杨浩淼，赵志文 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 液压吊卡主体构件铸造工艺设计与数值模拟 • 秦 伟，王圣波，宋 伟 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 高油压大型厚断面注塑机模板球墨铸铁件铸造工艺研发 • 宋贤发，贾志欣，李继强，周 宁，项铮宇，吴 超 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
专题综述 镁合金半固态浆料制备研究进展 • 李亚娟，侯程宇，赵言辉，刘 超， 何志鑫，余 炜，李晶琨，余 晖 镁合金作为21世纪绿色环保合金的代表，广泛应用于交通、电子、空天等领域。半固态成形作为一种极具发展潜力的近终成形技术而备受业界关注。采用半固态成形技术制备优质镁合金展现出广阔的发展前景。其中，半固态浆料的制备是关键步骤。本文对镁合金半固态浆料制备方法及合金体系进行了系统综述，重点讨论了不同制浆工艺下的晶粒细化机制，以及不同镁合金体系经半固态成形后的力学性能表现。目前，制约镁合金半固态技术发展的主要瓶颈包括高成本的制浆工艺、有限的合金设计思路和不完善的工艺路线。因此，进一步发展和优化镁合金浆料的制备工艺，对于推动镁合金及半固态技术的进步具有重要意义。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 4D打印形状记忆合金的研究现状及发展趋势 • 谢桂平，李昭青，陈 双 4D打印技术通过将增材制造与智能材料和智能结构相结合，可实现材料-结构-功能的一体化制造，是未来制造技术的重要发展方向。形状记忆合金作为一种具有独特形状记忆效应和超弹性的金属智能材料，可实现承载与变形、传感、驱动、控制和能量转换等多种功能的集成。4D打印形状记忆合金有望创造出具有丰富激励响应行为的自适应、自组装或自修复智能结构和装备。为进一步推动4D打印形状记忆合金的发展和应用，本文综述了4D打印形状记忆合金的主要成形方式，重点介绍了Ni-Ti基、Cu基和Fe基形状记忆合金的研究进展，分析讨论了4D打印形状记忆合金目前存在的关键问题和未来的发展方向。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 高强高导铝合金研究现状 • 李 凯，王红超，杨志彬，张晓敏，吴小超 高强高导铝合金因其优异的性能被广泛应用于电力、航天、交通等领域。综述了高强高导铝合金的强化机制、导电导热性能影响因素及不同合金体系的研究现状。研究发现，铝合金强化需引入晶格缺陷阻碍位错运动，但缺陷会加剧电子散射，降低导电导热性，精细化调控微观缺陷是协调二者矛盾的关键。传统Al-Mg-Si系、Al-Zr（-Sc）系合金通过精准调控成分与析出相，可实现强度与导电性的平衡；Al-RE系及Al-石墨烯/CNTs复合材料借助界面工程突破性能瓶颈，显著提升强度且控制电导率损失。此外，热处理、塑性变形等工艺对合金性能起决定性作用，多级热机械处理可有效协调强度与导电性，机器学习为工艺优化和新材料开发提供了新路径。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 试验研究 DZ22B 合金定向叶片凝固过程数值模拟及试验验证 • 吴 波，牟 昊，罗 勇，高雪峰，伍晶晶， 么丽娜，孟 杰，储昭贶，李金国 采用数值模拟与试验验证结相合的方法，研究了DZ22B合金定向叶片凝固过程缺陷形成的原因及控制方法。结果表明，晶粒生长路径增加及固液界面前沿温度梯度不足导致取向偏离；叶片薄壁位置凝固应力和应变集中导致再结晶缺陷和尺寸超差问题。在此基础上提出了提高浇注温度及炉体加热温度、增加浇道缩颈结构、改变叶片排布方式的工艺优化方案。通过试验验证，优化后的工艺方案可以改善叶片铸件的晶粒组织，降低铸件尺寸变形、开裂及再结晶风险。最终使用该工艺方法生产出了质量合格的叶片铸件。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] Co 对一种无铼镍基单晶高温合金组织和性能的影响 • 王梓龙，张 功，王 莉，李佳声，李先亮，董加胜 本研究以无铼镍基单晶高温合金为基体，设计制备5Co、7Co和9Co三种不同钴含量的合金。采用光学显微镜（OM）、差示扫描量热（DSC）和扫描电子显微镜（SEM）等手段，系统研究Co含量对合金铸态、固溶态及完全热处理态组织演变规律的影响，并测试其980 ℃高温拉伸性能与980 ℃/248 MPa持久性能。结果表明：当Co含量在5.0wt.%~9.0wt.%区间内时，因Co元素扩散速率较快，铸态组织中元素偏析程度略有加剧；一次枝晶间距随Co含量升高呈先减小后增大趋势，共晶含量则呈先升高后降低趋势。对比1 270 ℃、1 280 ℃、1 285 ℃和1 290 ℃固溶工艺，1 280 ℃固溶处理后三种合金的γ′相面积占比均达到。Co含量升高会降低γ′相溶解温度，在相同完全热处理制度下，5Co合金γ′相含量，其980 ℃拉伸抗拉强度与屈服强度优于7Co、9Co合金，但伸长率相对较低。在980 ℃/248 MPa 持久测试条件下，7Co合金因一次枝晶间距最小、元素偏析程度更低，表现出最长的持久寿命。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 生成式人工智能在熔模铸造实践教学中的应用 • 李玄霜，孔祥发，郑志军，夏琴香，张志明 本研究针对熔模铸造实践教学中存在的学生3D建模能力参差不齐、金属液充型与凝固过程难以直观观察等问题，探讨生成式人工智能（Gen AI）在熔模铸造实践教学中的应用模式，提出生成式人工智能与 AnyCasting数值模拟相结合的融合教学策略。利用生成式人工智能实现由图生3D模型，支持个性化铸件设计与快速成型，降低熔模铸造技术学习门槛，激发学生学习兴趣，推动工程教育与历史文化融合创新；借助AnyCasting开展标准化数值分析，可直观呈现铸造过程，为实践操作提供精准指导，帮助学生深刻理解铸造机理，提升数字化与智能化工程实践能力。研究为生成式人工智能在高等工程教育中的创新应用提供新思路，也为文创类熔模铸件的工业化生产与教学转化提供参考。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 有色合金 热处理对挤压铸造 AlCu5Mn1Mg 铝合金飞轮壳微观组织和力学性能的影响 • 孔令波，姜巨福，王 迎，董 健，张晓东，崔竞波，张金泽，陈 岩 作为汽车关键承载部件，铝合金飞轮壳经热处理后，其力学性能可得到有效提升。采用X射线荧光光谱仪（XRF）、金相显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、20 kN万能拉伸试验机、硬度计等对热处理前后的AlCu5Mn1Mg铝合金飞轮壳试验件的微观组织和力学性能变化规律进行了研究。结果表明，原始铸件的晶粒细小，组织致密，主要由大量形貌为蔷薇状和等轴状的α-Al晶粒和非平衡共晶相组成。当提高固溶温度后，晶界处的第二相粒子逐步溶解到铝基体中，但是过高的固溶温度导致晶粒发生粗化，有晶粒合并的现象发生，降低了材料的力学性能。随着固溶时间的延长，晶界处的合金元素向晶粒内部扩散，同时晶粒尺寸增大。在180 ℃时效5 h后，拉伸曲线存在Portevin-Le Chatelier（PLC）效应。挤压铸造AlCu5Mn1Mg铝合金飞轮壳构件的热处理工艺为：固溶495 ℃×10 h，时效140 ℃×5 h。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 基于改进的 YOLOv8 的铝合金熔体夹杂物自动分割与 K 模质量智能评价系统 • 樊 攀，郎玉玲，刘书基，魏晨光，韦春营 铝合金熔体中氧化物夹杂的识别与量化评估是提升铸件性能的关键。针对传统K模法（K-mold）人工检测存在的主观性强、效率低且微小夹杂易漏检等问题，提出一种基于改进YOLOv8的K模质量智能评价系统。首先，构建了涵盖多尺度夹杂物的金相数据集；其次，在YOLOv8s-seg网络中引入P2微小目标检测层，显著增强了对 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 工艺技术 大型钛合金薄壁构件熔模铸造工艺数值模拟与浇冒系统优化 • 张美娟，杨其航，马聚怀，郄喜望，南 海，许庆彦 针对大型钛合金薄壁构件熔模铸造中易出现的缩松缩孔缺陷，以某环形铸件为研究对象，基于自主开发的数值模拟软件对其充型凝固过程进行研究，确定了缩松缩孔分布规律，并对复杂铸件薄壁处和薄厚壁转接处进行多轮优化方案模拟。结果表明，优化工艺方案下缩松缩孔集中于冒口与浇道内，铸件本体缺陷显著减少。实际生产铸件的CT检测验证显示，缺陷位置与数值模拟结果高度吻合。本研究可为大型钛合金薄壁构件熔模铸造工艺优化提供科学依据与技术参考。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 百吨级钢锭底注工艺参数优化的数值模拟研究 • 崔家骏，胡小强，袁 麟，王意平，穆鸿敏，刘航航，李殿中 本研究在不同浇注工艺参数下，对百吨级钢锭底注生产过程进行了数值模拟，预测了钢锭内形成的缩孔缩松缺陷。研究结果表明，凝固后期钢锭中心形成狭长液相区，补缩难度增大，易形成轴线缩孔缩松缺陷。当浇注温度优化为1 536~1 540 ℃时，可显著改善轴线缩孔缩松情况，并获得浅碟状小范围的冒口缩孔，从而降低钢锭切头率；将锭身浇注时间控制为20 min，可维持良好的补缩平衡；把模具预热温度提升至250 ℃，能通过降低模具热容量来增强冒口保温与补缩效果。优化后的底注工艺方案兼顾了质量控制与生产效益，且已经过生产试验验证。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 新能源汽车电池盖一体化压铸模具设计 • 崔 杰，邓杨全，王 峰，王晓威，夏 天 新能源汽车电池盖作为超大型一体化压铸件，尺寸大，壁薄，深腔区域多，铸造工艺要求高。采用成熟方案和经验公式设计流道布局。结合压铸工艺参数，基于多次迭代进行模流分析，借助抽真空方案，达到填充效果，铸件气孔率从3%~5%降至0.5%，抗拉强度提升15%~20%。采用模具加热冷却结构布置方案，借助CAE仿真温度分布，集成水温机、油温机和点冷机交互控制，利用红外线成像技术实时监控，程度实现模具热平衡。根据X射线探伤和多组铸件测试结果显示，产品内部缺陷检测合格率达到98%。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 铸造工艺优化与二次正火协同提升新型 20Si2MnCrNi 铸钢桥壳强韧性 • 刘燕铭，呼云飞，白云飞，魏文龙，侯 渊，高占勇 针对重型车辆驱动桥壳对轻量化与高可靠性的迫切需求，研发了新型低碳低合金20Si2MnCrNi桥壳专用铸钢，其综合性能优于E级桥壳铸钢。传统E级铸钢桥壳工艺用于该材料时，易在桥壳底部厚大热节区域产生严重缩孔与缩松缺陷，且其强韧性潜力未能充分发挥。为此，本研究提出一种铸造工艺优化及二次正火与调质处理协同提升20Si2MnCrNi铸钢桥壳强韧性的技术策略。利用数值模拟技术揭示了原工艺下缺陷形成的根源，通过优化封闭式浇注系统并增设发热保温冒口，实现了充型与凝固过程的协同调控，成功将铸件本体关键部位的缩孔缩松缺陷转移至工艺系统，并获得了适用于20Si2MnCrNi铸钢桥壳的缩孔缩松缺陷预测判据值。在此基础上，为消除铸态粗晶组织的遗传性，设计了1 000 ℃高温均匀化与900 ℃低温细化相结合的二次正火预处理工艺。研究表明，该工艺可有效细化原奥氏体晶粒，晶粒度显著提升至8.5级；结合920 ℃淬火与610 ℃高温回火调质处理，最终使桥壳材料获得了优异的强韧匹配性能：抗拉强度944.4 MPa，屈服强度825.1 MPa，室温冲击吸收功90.43 J，表面HB硬度259.3，-40 ℃低温冲击吸收功36.2 J。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 河南巩义大坡墓地出土汉代铁器制作工艺 • 樊 伟，杨浩淼，赵志文 对大坡墓地出土的8件西汉铁器进行金相观察和SEM-EDS分析，结果表明，这批铁器的制作工艺可分为生铁铸造和生铁退火两大类。生活用具由白口铁和麻口铁直接铸造而成；农具为石墨化退火的韧性铸铁；手工工具采用经过脱碳退火处理的铸铁脱碳钢和脱碳铸铁。这一差异化的材质选择，反映了西汉时期巩义地区工匠对不同钢铁材料力学性能的深刻理解，以及其成熟的铸铁退火技术水平。研究进一步表明，汉代河南地区的铁器生产已建立起一个以生铁技术为核心，并辅以多样化退火处理的成熟技术体系。该格局既反映了工匠对材料性能的深刻认知，也与“盐铁官营”政策下集中管控的生产网络密切相关。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 液压吊卡主体构件铸造工艺设计与数值模拟 • 秦 伟，王圣波，宋 伟 液压吊卡主体是石油钻采关键铸钢构件，因结构复杂、壁厚差大，铸造易产生缩孔缩松、热裂等缺陷，传统工艺设计试制周期长、废品率高。以ZG26CrNiMo材质液压吊卡主体为研究对象，采用重力砂型铸造工艺，开展浇注系统与冒口的设计计算，确定开放式浇注系统参数及腰圆发热保温冒口规格。基于UG建立三维模型，导入ProCAST软件开展凝固过程温度场、应力场数值模拟，对比原工艺与改进工艺的铸造缺陷及应力变形情况。结果表明，原工艺存在缩孔缩松、直角处应力集中（1 000 MPa）及大变形问题；通过去除补缩系统、增设外冷铁与拉筋、将直角过渡改为R50 mm圆角，消除了缩孔缩松，铸件三向位移降至1 mm左右，应力仅158 MPa。生产验证显示，优化后铸件经无损检测无内部缺陷，2倍计算载荷拉力试验无断裂，满足APISpec 8C（2012）的PSL1级要求。该传统工艺与数值模拟结合的方法，有效解决了关键铸造缺陷，可为同类复杂铸钢件工艺设计提供参考。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 高油压大型厚断面注塑机模板球墨铸铁件铸造工艺研发 • 宋贤发，贾志欣，李继强，周 宁，项铮宇，吴 超 大型厚断面模板是高油压注塑机的关键部件之一。本文介绍了该类球墨铸铁件的工艺难点，设计了分型方案、浇冒系统和冷却系统，并借助CAE软件模拟分析了缩孔与缩松缺陷。通过材料微合金化处理，严格控制球化、孕育及浇注过程，铸件超声波探伤检测结果符合EN 12680-3：2011标准1级要求，达到20 MPa油压要求。附铸试块的力学性能和金相组织均符合客户技术条件：抗拉强度≥390 MPa，屈服强度≥260 MPa，伸长率≥8%，球化率90% [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]