试验研究 
超声处理诱导组织细化提升 Ti1.5NbZrV0.4Mo0.6Si0.6 高熵合金强塑性机制 • 陈 峣，秦 刚，陈 雷，王 琪，王 亮，苏彦庆，陈瑞润 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 微量稀土 Y 对 AlCrMo0.5NbV 体系难熔高熵合金组织和性能的影响 • 汪天天，蒋文韬，姜 博，王 晔，朱冬冬，许红雨，胡茂良 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] Al/Ti/Ta 合金化对 CoCrNi 中熵合金结构与性能的影响 • 龚祖荣，李 栋，张 锐，李 傲，王晓红，苏云婷，梁 骁，马腾飞 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 铝硅酸盐对粘结剂喷射成形氧化铝基陶瓷性能的影响 • 唐世艳，彭子伟，杨 力，樊自田 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 矿化剂对 3D 打印硅基陶瓷型芯微观结构及力学性能的影响 • 程毅明，李 鹤，石小丽，管大伟，李 飞 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 基于失效机理分析的耐蚀抗磨高铬铜铸铁磨球开发 • 韩凯歌，刘金浪，沈茂林，胡朝辉，鲍刘虎，赵莫迪，梁驹华，韩福生 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 基于 BDF2-AB2 的钢铸件凝固多物理场耦合模拟方法 • 李嘉韦，潘思源，江北竹，张宇昕，石宇航， 殷亚军，李 文，沈 旭，周建新 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 机械切屑诱发的局部冷铁效应与富铁相选择性析出机理 • 覃 皓，李 越，唐 鹏 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 基于机器学习和优化 AI 算法预测壳芯强度 • 于 成，刘建平，陆仕平 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 有色合金 半固态注射成形 SiC 增强镁基复合材料微观组织及强化机制 • 周 俊，鹿宪珂，郝伟娜，郭春榕，付 丽，陈 勇 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 铝合金熔炼炉铝液温差的研究及措施 • 俞杭生，章旭霞，吴 军，俞津涛，刘坚辉，叶帅超 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 挤压铸造铝合金隔框铸件有限元模拟及组织性能调控 • 张作伟，杨 莉，高民强，王长峰，管仁国 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 铸造 Al-Zn-Mg-Cu 合金高温短时固溶处理研究 • 雷 华，李元浩，罗红品 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 工艺技术 钛合金熔模铸造型壳面层制备真空浸浆工艺研究 • 孙 冰，杨 光，孙宏喆，乔海滨，刘雅心 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 不同铸造工艺对氧化物弥散强化（ODS）钢组织影响 • 谭希林，李宝治，高云保，李景明，赵 岭，王 宇，曹 衡，董文博，王增睿 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]
试验研究 超声处理诱导组织细化提升 Ti1.5NbZrV0.4Mo0.6Si0.6 高熵合金强塑性机制 • 陈 峣，秦 刚，陈 雷，王 琪，王 亮，苏彦庆，陈瑞润 本研究系统探究了超声处理时间（0~120 s）对Ti1.5NbZrV0.4Mo0.6Si0.6高熵合金微观组织与力学性能的影响规律。通过真空电弧熔炼结合超声外场处理制备合金试样，利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）及室温压缩试验系统表征合金的相组成、显微结构演变与力学性能。研究结果表明，超声处理未改变合金的BCC与Zr3Ti2Si3硅化物两相组成，但显著优化了元素分布均匀性，BCC相含量由70.4%降至54.5%，硅化物相含量由29.6%增至45.5%。显微组织分析显示，超声处理促使BCC树枝晶转化为团簇状，共晶组织比例提升至93.0%，片层间距由3.7 μm细化至0.93 μm（细化程度达75%）。力学性能方面，合金屈服强度提升至1 762 MPa，抗压强度达2 108 MPa，断裂应变增幅达66.3%，实现了强度与塑性的协同优化。断口分析进一步揭示了断裂机制由沿晶断裂向解理断裂的转变。本研究阐明了超声空化与声流效应通过促进形核、抑制偏析、细化共晶片层等多机制协同作用，为高性能高熵合金的凝固调控提供了理论依据与工艺参考。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 微量稀土 Y 对 AlCrMo0.5NbV 体系难熔高熵合金组织和性能的影响 • 汪天天，蒋文韬，姜 博，王 晔，朱冬冬，许红雨，胡茂良 采用真空电弧熔炼的方法制备了一系列含微量稀土Y的（AlCrNbMo0.5V）100-xYx难熔高熵合金，系统研究了Y元素对（AlCrNbMo0.5V）100-xYx合金微观组织和力学性能的影响。结果表明，所有合金均呈现单一体心立方（BCC）结构，Y含量变化不改变相组成。Y含量较低（≤0.3at.%）时，各元素分布均匀；当Y含量增加至0.45at.%时，因超出固溶极限，Y元素发生偏聚析出。1 273 K下的高温压缩试验表明，Y含量为0.15at.%时，合金的屈服强度和峰值强度达到值（632 MPa、716 MPa），较未添加Y的合金分别提升30.4%和10.8%，但其断裂应变从>50%降至45.8%。分析表明，适量的Y可通过晶格畸变产生的固溶强化来提升合金强度，但会抑制位错滑移，导致塑性下降；过量Y则会偏聚形成脆性析出相，削弱强化效果，导致塑性降低。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] Al/Ti/Ta 合金化对 CoCrNi 中熵合金结构与性能的影响 • 龚祖荣，李 栋，张 锐，李 傲，王晓红，苏云婷，梁 骁，马腾飞 通过向 CoCrNi 中熵合金中引入 Al/Ti/Ta 三种元素，结合真空电弧熔炼，制备了一系列（CoCrNi）99.5-2x（AlTi）xTa0.5中熵合金，用以研究Al（原子分数，at.%）（1、3、5、7）、Ti（原子分数，at.%）（1、3、5、7）、Ta（0.5at.%）三种元素共掺杂对CoCrNi中熵合金微观结构演变以及力学性能的影响。结果表明，Al/Ti/Ta的引入能够促使在塑性的CoCrNi基体中生成脆性析出相。硬质第二相的析出能够在 不明显降低CoCrNi中熵合金断裂应变的前提下显著提高其室温压缩强度和硬度。其中，（AlTi）7Ta0.5合金表现出了良好的强塑性平衡，压缩屈服强度和硬度分别达到了1.0 GPa和HV470左右，但仍保持23.6%的断裂应变。微观结构表征表明，析出强化和固溶强化是屈服强度和硬度增加的主要原因。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 铝硅酸盐对粘结剂喷射成形氧化铝基陶瓷性能的影响 • 唐世艳，彭子伟，杨 力，樊自田 粘结剂喷射（BJ）技术具有成形快、材料利用率高、成本相对较低等优势，在陶瓷快速制备方面具有重要潜力。但目前采用该方法制备的陶瓷试样烧结前多需要进行浸渗处理，以提高陶瓷强度。为简化此工艺，使打印的陶瓷坯体直接烧结即可得到较高强度，本研究在氧化铝粉末中加入铝硅酸盐粉，并在免浸渗工艺下制备了氧化铝基陶瓷试样，研究了铝硅酸盐加入量、烧结温度和烧结时间对陶瓷性能的影响。结果表明：当铝硅酸盐粉质量分数为40%、烧结温度为1 500 ℃时，氧化铝基陶瓷的抗弯强度为10.50 MPa，较未添加铝硅酸盐粉的陶瓷提升5倍，且陶瓷的Z方向收缩率仅约为7.5%，该优化工艺下可制备出精度较高的氧化铝基陶瓷。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 矿化剂对 3D 打印硅基陶瓷型芯微观结构及力学性能的影响 • 程毅明，李 鹤，石小丽，管大伟，李 飞 传统氧化硅基陶瓷型芯虽具有良好的化学可溶性和脱芯性能，但其本征强度较低，在高温金属液体冲击下易发生开裂或变形，难以满足复杂空心叶片对型芯力学性能的要求。本研究提出引入TiO2矿化剂结合DLP增材制造的方法，旨在通过组分优化改善硅基陶瓷的致密化行为与力学性能。采用DLP光固化成形工艺制备不同TiO2掺量的陶瓷型芯，利用SEM和XRD等手段分析其微观结构演变，研究烧结温度对陶瓷型芯抗弯强度的影响。研究结果表明，TiO2的添加可与基体形成共熔液相，促进致密化。添加10wt.%TiO2的陶瓷在1 300 ℃烧结后气孔率显著降低为14.28%±0.22%，抗弯强度达到峰值（65.46±1.96）MPa。TiO2含量与烧结温度对微观结构具有协同调控作用，10wt.%TiO2含量通过促进液相烧结，显著提升了材料的力学性能。本研究为高性能可溶性陶瓷型芯的组分优化提供了参考依据。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 基于失效机理分析的耐蚀抗磨高铬铜铸铁磨球开发 • 韩凯歌，刘金浪，沈茂林，胡朝辉，鲍刘虎，赵莫迪，梁驹华，韩福生 针对高铬铸铁磨球在湿法磨矿工况下存在的腐蚀磨损严重、使用寿命短等技术难题，通过多尺度表征与合金设计相结合的方法，系统揭示了磨球的失效机理并开发出新型高铬铜铸铁磨球。利用金相分析、扫描电镜及能谱分析等技术，发现磨球失效主要源于基体微裂纹扩展、共晶碳化物断裂以及界面贫铬区的形成。基于失效机制分析，采用铜合金化改性与热力学计算优化相结合的策略，实现了材料成分与组织的协同调控。试验结果表明，当铜含量超过1%时，磨球的自腐蚀电位提升至-0.454 V，腐蚀电流密度显著降低，耐蚀性得到明显改善。同时，铜合金化在保持HRC62高硬度的基础上，使冲击韧性提升22%。工业化应用表明，新型磨球在实际工况下的磨耗量降低9.5%~12.8%，展现出优异的工程适用性。本研究不仅为湿式磨矿工况下磨球的材料设计提供了新思路，而且对提升耐磨材料服役性能具有重要指导意义。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 基于 BDF2-AB2 的钢铸件凝固多物理场耦合模拟方法 • 李嘉韦，潘思源，江北竹，张宇昕，石宇航， 殷亚军，李 文，沈 旭，周建新 钢铸件凝固过程数值模拟对于缺陷预测与工艺优化具有重要意义，但其强非线性特性对算法稳定性与计算效率提出了严峻挑战。为此，本研究提出一种基于BDF2-AB2混合时间积分格式的多物理场耦合求解方法，详细介绍了数学模型建立及数值离散方法，并将其与经典显式欧拉法进行了对比。结果表明，在相同网格规模下，BDF2-AB2方法的单步计算成本与显式欧拉法相当，且在稳定性方面具有显著优势。显式欧拉法在时间步长增至0.000 5 s时发生数值失稳，而BDF2-AB2格式在步长达到0.01 s时才发生数值失稳，其稳定步长上限约为显式欧拉法的20倍。在工程算例中，BDF2-AB2方法能够准确模拟三维铸锭的凝固过程及宏观偏析行为，可为铸件凝固过程的高效、高精度数值模拟提供有效的计算手段。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 机械切屑诱发的局部冷铁效应与富铁相选择性析出机理 • 覃 皓，李 越，唐 鹏 以Al-12Si-Fe合金为基体，添加不同质量分数（0~3%）的机械切屑，构建“局部冷铁–异质形核”耦合作用场，系统研究其对凝固组织与力学性能的影响。结果表明：切屑过少（≤1.5%）时，仅产生局部激冷与溶质偏聚，共晶/初晶Si粗化；掺量适量（2.5%）时，切屑表面氧化膜与杂质团簇可显著提高形核密度，促进等轴晶形成，抑制富铁相宏观偏聚，改善组织均匀性与强韧性；过量（3.0%）则因界面融合润湿性差成为裂纹源。加入2.5%切屑后，合金抗拉强度由约181 MPa提升至约213 MPa，伸长率由约4.5%提高至约6.4%。从临界形核功、二次枝晶臂间距与柱状-等轴转变（CET）条件出发，建立了“切屑掺量–有效过冷度–等轴晶密度”的定量关系，提出了工艺参数窗口，为再生Al-Si-Fe合金的组织调控与废铝高值化再生利用提供了新途径。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 基于机器学习和优化 AI 算法预测壳芯强度 • 于 成，刘建平，陆仕平 准确可靠的壳芯强度预测，对提升铸造工艺性能、实现制造过程中材料的高效利用具有重要意义。本研究基于所构建的数据库，结合皮尔逊相关系数及SHAP分析，探讨了8种机器学习算法在预测壳芯抗拉强度方面的适用性。结果表明：XGBoost与GBR模型拟合效果优异，其决定系数（R2 ）分别达到93.5%和92.1%，同时均方误差、平均误差和均方根误差等指标也维持在较低水平；对输入特征的重要性进行SHAP分析，发现树脂含量与乌洛托品含量是影响抗拉强度的关键变量；XGBoost与GBR模型预测稳定性较优，其预测值与实测值高度吻合，变化趋势一致。综上所述，本研究证实基于机器学习的建模方法可有效实现壳芯抗拉强度的预测，相较于传统分析手段，其在预测能力方面具有明显优势。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 有色合金 半固态注射成形 SiC 增强镁基复合材料微观组织及强化机制 • 周 俊，鹿宪珂，郝伟娜，郭春榕，付 丽，陈 勇 采用半固态注射成形技术制备了SiC增强AZ91D和AM60B镁基复合材料，系统研究了成形温度（600~630 ℃）、SiC粒径（2.5、10和36 μm）及含量（0~12.4%，体积分数）对复合材料微观组织与力学性能的影响。结果表明，SiC颗粒在镁合金基体中分散均匀，在12.4%高含量下亦未出现明显团聚现象。随着成形温度升高，复合材料中未熔固相减少，浆料流动性提高；随着SiC粒径减小，晶粒细化效果更加显著，2.5 μm SiC增强复合材料的平均晶粒尺寸减小至约6 μm。SiC/AZ91D复合材料的硬度和弹性模量随SiC含量增加而提高，屈服强度和抗拉强度明显提升，断后伸长率有所下降。较小粒径SiC表现出更明显的强化效果，但抗拉强度受强化机制与成形缺陷共同影响，随颗粒尺寸变化呈现非单调规律。对于SiC/AM60B复合材料，随着SiC含量增加，其抗拉强度反而下降，这主要归因于半固态条件下浆料流动性恶化及缺陷增多。复合材料的强化主要源于载荷传递、热失配位错强化及细晶强化三种机制的协同作用。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 铝合金熔炼炉铝液温差的研究及措施 • 俞杭生，章旭霞，吴 军，俞津涛，刘坚辉，叶帅超 铝合金熔炼炉的放液口或取液口普遍存在内外温差较大的问题，本项目对铝液温差的产生原因做了研究和分析，通过在铝合金熔炼炉开口部增加定制的循环装置，实现内外铝液的缓慢循环，降低内外的温差。结果表明，增加循环装置后，放液型熔化炉的内外温差由30~35 ℃降低至3~5 ℃，取液型保温炉的内外温差由40~55 ℃降低至12~16 ℃，温度控制精度得到有效提升，平均能耗和生产成本也进一步降低。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 挤压铸造铝合金隔框铸件有限元模拟及组织性能调控 • 张作伟，杨 莉，高民强，王长峰，管仁国 围绕铝合金隔框铸件挤压铸造展开研究，旨在改善其质量与性能。通过数值模拟分析发现，卷气主要集中于铸件侧壁上方，易引发气孔等缺陷；缩孔多出现于局部厚大位置。X射线检测显示，熔体补缩能力提升后，铸件内部无明显缺陷。借助ProCAST软件计算试验合金平衡相组成，并依据热力学固体扩散模型Scheil预测固相线和液相线温度。此外，采用SEM、EBSD分析了微观组织。变质处理与适当的热处理工艺协同作用，提升了变质效果，促使共晶Si形态从粗大片状与粗短棒状转变为纤维状和弥散的细小球状。挤压铸造工艺条件下，通过弥散强化机制，热处理后挤压铸造隔框试样的抗拉强度（UTS）提高25%、屈服强度（YS）提高20%、伸长率（EL）提高26%。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 铸造 Al-Zn-Mg-Cu 合金高温短时固溶处理研究 • 雷 华，李元浩，罗红品 为改善Al-Zn-Mg-Cu合金铸造性能差、传统长时T6热处理成本高的问题，采用光学显微镜（OM）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等表征手段，探究了高温短时固溶处理结合新型时效处理（非等温时效）对该铸造合金组织及性能的影响机理。结果表明：高温短时结合非等温时效技术通过改变合金固溶处理过程，促进非平衡共晶相溶解，更多Mg （Zn，Al，Cu）2相于晶界析出，实现晶粒细化；同时保留位错作为形核点促进强化相析出。该技术通过晶界强化、析出强化和弥散强化的协同作用，提高了合金的抗拉强度与伸长率等性能，在470 ℃保温5 min固溶处理及非等温时效后性能，抗拉强度达到510 MPa，伸长率达到3.8%，硬度达到HV212。本研究为优化Al-Zn-Mg-Cu合金热处理工艺、降低生产成本提供了参考。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 工艺技术 钛合金熔模铸造型壳面层制备真空浸浆工艺研究 • 孙 冰，杨 光，孙宏喆，乔海滨，刘雅心 在微小型复杂精密件的钛合金熔模铸造中，薄壁浇不足与表面钛珠和夹渣是亟待解决的关键问题。本研究针对熔模精铸型壳面层制备工艺展开深入研究，系统对比了常压浸浆、负压消泡浸浆及负压浸浆工艺对型壳面层性能的影响。结果表明，-0.08~-0.1 MPa 高负压浸浆工艺优势突出，该工艺借助高负压抽吸作用，可强化浆料密实度，促进浆料附着填充，减少蜡模表面气膜与气泡，进而提升面层致密度，所制备的型壳面层平整光洁，孔隙密度显著降低。同时，高负压浸浆工艺在增加面层厚度和提高抗弯强度方面效果显著。经蓝牙无线耳机微小型复杂精铸件批量铸造验证，采用该工艺能够完整成形0.7 mm×30 mm规格的穿线槽与0.5 mm壁厚的薄壁壳，有效改善细孔窄槽中的钛珠和夹渣缺陷，抑制界面反应污染层的产生，将表面粗糙度Ra值优化至1.6~3.2 μm，相比常压工艺，合格率从22%提升至96%。高负压浸浆通过强化浆料渗透与消泡机制，为微小型薄壁复杂精密件的熔模铸造工艺升级提供了有力的技术支撑。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文] 不同铸造工艺对氧化物弥散强化（ODS）钢组织影响 • 谭希林，李宝治，高云保，李景明，赵 岭，王 宇，曹 衡，董文博，王增睿 为探究高效低成本的氧化物弥散强化（ODS）钢的制备工艺，简化ODS钢的制备流程，分别采用直接浇注法、混流搅拌法、型底包埋法及真空实型铸造法（V-EPC铸渗法）四种方法试制Y2O3弥散分布的ODS钢。通过光学显微镜（OM）和扫描电子显微镜（SEM）等测试手段，系统研究了不同制备方法对ODS钢显微组织、物相组成及Y2O3颗粒弥散分布状态的影响，并探讨ODS钢制备机制。结果表明：四种方法制备的ODS钢基体均主要由铁素体（α-Fe）相构成；直接浇注法可以使Y2O3颗粒进入基体中，但颗粒尺寸与分布均匀性存在显著不足；真空实型铸造法制备的ODS钢中Y2O3颗粒平均尺寸较小，分布较均匀，弥散效果更优。本研究明确了不同制备方法的优劣及适用场景，为低成本短流程ODS钢的制备工艺选择与优化提供了试验依据和理论支撑，对推动ODS钢在先进核能、航空航天等高端装备领域的应用具有重要意义。 [摘要] [HTML 0KB] [PDF全文]