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金属加工·热加工

金属加工·热加工

2025年04期

《金属加工》创办于1950年，始终服务于金属加工领域，作为我国金属加工技术发展历程的忠实记录者和传播者，为广大企业和读者提供了数量巨大、实用性强、具有很高参考价值的技术文章，深受广大企业及读者的喜爱，为推动我国金属加工技术与装备水平的提高做出了卓越的贡献。

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智能锻造与热处理专题 | 金属材料锻造和热处理行业的节能研究进展

智能锻造与热处理专题 | 金属材料锻造和热处理行业的节能研究进展

摘要：金属材料锻造和热处理工艺具有高污染、高能耗的生产特征，对现有工艺进行节能优化是产业绿色升级的关键。众多学者从试验方法、数值模拟和人工智能等角度提出了一些优化方案，这些成果在帮助企业提升生产效率的同时也提高了能源利用率，实现了低碳发展。对金属材料的锻造和热处理工艺进行了系统的阐述，将节能优化方案分为试验方法、数值模拟和人工智能等三类，并分析讨论了每种方案的优缺点。其中数值模拟可通过全面分析对生产过程进行优化，但具有计算时间长的缺点。同时数值模拟技术近年来不断向数字孪生方向发展，能够使预测结果与实际生产实时交互，实现动态优化。
智能锻造与热处理专题 | 控轧控冷工艺参数对海上风电用S460钢组织性能影响

智能锻造与热处理专题 | 控轧控冷工艺参数对海上风电用S460钢组织性能影响

摘要：针对海上风电S460钢在复杂海洋环境中对高强韧性的需求，通过超纯净冶炼结合控轧控冷工艺，研究了未再结晶区轧制温度、道次压下率及待温厚度对组织性能的影响。结果表明：降低未再结晶区轧制温度至812℃可促进晶粒细化与位错强化，屈服强度提升至 610.47MPa ，同时增加准多边形铁素体比例并改善塑韧性；当道次压下率增至 26.0% 时，贝氏体含量提升并强化纳米级粒子析出，-80℃ 冲击吸收能量下降至142J；当待温厚度为 40mm 时，其强度与低温韧性综合性能最佳。研究表明：通过控轧控冷工艺调控晶粒细化、位错及析出相分布是控制S460钢强韧性匹配的核心要素，可为海上风电结构钢的高效制备提供工艺设计依据。
智能锻造与热处理专题 | 热处理工艺对锻造8418模具钢组织和力学性能的影响

智能锻造与热处理专题 | 热处理工艺对锻造8418模具钢组织和力学性能的影响

摘要：8418钢是一种含有Cr、Mo和V等元素的空冷硬化热作模具钢，目前广泛应用于热锻模具、热镦模具、冲压模具、压铸模具及挤压模具等热成形领域。以国内某铸锻公司生产的8418钢为研究对象，利用金相显微分析、硬度检测、拉伸试验及冲击试验等方法研究了热处理对锻造8418模具钢显微组织和力学性能的影响规律。结果表明：8418钢经过热处理（超细化处理和球化退火、正火、淬火和两次回火）后，材料的
热处理 | TioNb12Mo12Ta12W4轻质难熔高熵合金组织性能表征

热处理 | TioNb12Mo12Ta12W4轻质难熔高熵合金组织性能表征

摘要：难熔高熵合金（RHEA）由于其优异的高温力学性能，近年来备受关注。然而，室温延展性差和密度高仍然是限制其工业应用的主要因素。通过机械合金化和放电等离子烧结组合工艺，制备出理论密度仅为7.708g/cm的TioNb12Mo12Ta12W4难熔高熵合金。研究了烧结温度对合金组织和力学性能的影响。结果表明：合金相结构由BCC相（BCC1相和BCC2相）和极少量FCC析出相组成。在室温条件下，经 1600℃烧结的合金获得最高的压缩峰值应力和最佳塑性（2542MPa和 9.8% ），同时该合金在 1000℃压缩时仍保持较高压缩性能，最高峰值应力可达到419mpa 。本研究将为RHEA的制备、表征及进一步的工业应用提供参考。
热处理 | Fe元素对TC4钛合金熔化温度的影响

热处理 | Fe元素对TC4钛合金熔化温度的影响

摘要：航空用TC4钛合金薄壁件热处理过程中受工艺的影响易发生氧化和晶间腐蚀，若与其他材料接触加热，易与其中的Fe元素发生共晶反应，形成低熔点共晶产物在低温下熔化。研究不同材料中的Fe元素对TC4钛合金熔化温度的影响。选取Fe含量不同的典型航空材料GH4169、06Cr18Ni9和TC4钛合金板料进行研究，对比分析GH4169+TC4 、06Cr18Ni9+TC4和GH4169+06Cr18Ni9共3组样品放置在真空气淬炉中进行1170℃ 保温400min热处理后的组织形态与共晶产物FeTi，使用布鲁克SITITAN300光谱仪和AxioObserver蔡司显微镜对热处理产生的共晶产物FeTi成分进行分析。结果表明：当温度升至FeTi共晶温度点（最低共晶温度1085℃ ）时，不同样品中的Fe与TC4钛合金中的Ti在低熔点共晶区发生共晶反应，从而形成共晶化合物FeTi，Fe含量越高，反应越明显。随着温度升高，FeTi共晶组织发生熔化生成液相，从而降低TC4钛合金熔化温度。本研究可为航空用TC4钛合金零部件真空热处理提供理论指导。
热处理 | 固溶冷却方式对Ti150合金组织及性能的影响

热处理 | 固溶冷却方式对Ti150合金组织及性能的影响

摘要：主要研究了不同固溶冷却方式对Ti150合金组织及力学性能的影响。通过采用不同的热处理制度对Ti150合金试样分别进行热处理，然后对试样的室温拉伸、高温拉伸、硬度、金相组织及高温蠕变进行测试与分析。结果表明：不同的固溶冷却方式对材料的金相组织及力学性能有明显影响。随着冷却速度的降低，Ti150合金的强度逐渐降低，固溶水冷时，室温抗拉强度达1176MPa，空冷时降至 1027MPa ；塑性逐渐提升，室温伸长率由水冷时的 8.4% 升高到空冷时的 14.1% ；硬度方面，不仅随着固溶冷却速度的降低而降低，而且相同制度下试样心部硬度也明显低于表面硬度。结论认为：这是由于Ti150合金具有较强的固溶强化效应，固溶冷却速度越慢，合金元素扩散越充分，初生α相逐渐长大，次生α相板条变粗，位错密度降低，所以强度、硬度降低，抗蠕变能力变差；反之，固溶冷却速度越快，强度、硬度越高，因此，要想获得较高的强度及抗蠕变能力，固溶宜采用水冷。
热处理 | 环保型轴承钢球淬火油槽温度调节系统的设计

热处理 | 环保型轴承钢球淬火油槽温度调节系统的设计

摘要：热处理工艺中淬火冷却介质的冷却性能直接决定了工件的内在质量，控制着零件的变形程度。淬火冷却介质的温度控制多以被动式方式处理，或加装冷却塔来降温，采用冷却塔式又因噪声大常常难以满足环保要求，因此设计一款环保型低噪声的淬火油槽淬火油温度控制系统用于控制淬火油温度，对减少油气挥发，减小原有设备噪声，解决距居民区较近企业因噪声而产生不利于企业发展的问题就显得十分必要。
热处理 | 20CrMnMo钢的晶粒度稳定性试验研究

热处理 | 20CrMnMo钢的晶粒度稳定性试验研究

摘要：从微合金化和锻后热处理优化两个方面，对20CrMnMo钢在伪渗碳条件下（ 940℃ 保温36h）的晶粒度稳定性进行了多组试验。结果表明：在一定N含量的基础上，只添加A1的试验材料的晶粒度稳定性明显优于同时添加Nb和AI的试验材料；通过优化锻后热处理工艺，将锻后非平衡组织改善为平衡组织，并消除组织遗传，可以有效细化晶粒，提高晶粒度稳定性。
焊接与切割 | 激光封接金属与玻璃的研究现状

焊接与切割 | 激光封接金属与玻璃的研究现状

摘要：玻璃和金属是工业中常见的两种材料，在物理和化学性质上均具有独特的性能。近年来，玻璃和金属的封接体由于其独特的性能而获得了关注，并且应用在医疗、航空航天和微电子等行业中。然而，传统的金属与玻璃的封接技术会导致热物理性质的差异而形成残余应力和界面的连接失效。激光焊接技术具有高精度、能量集中和快速加工的特点，从而在玻璃与金属的加工中得到了迅速的应用。介绍了传统封接金属与玻璃的应用和弊端，并对比分析
焊接与切割 | U71Mn钢闪光-摩擦复合焊接头组织及性能研究

焊接与切割 | U71Mn钢闪光-摩擦复合焊接头组织及性能研究

摘要：闪光焊（Flash ButtWelding，FBW）以其高效优良的特性广泛应用于钢轨焊接，但目前其焊接接头存在灰斑缺陷、焊缝脱碳等问题仍无法彻底解决，针对该问题开发闪光-摩擦复合焊（Flash-FrictionHybridWelding，F-FHW）。通过对U71Mn钢采用F-FHW进行焊接，并与FBW进行对比，研究两种焊接方法在显微组织、温度场与性能方面的影响规律。结果表明：F-FHW的焊缝可获得接近母材的金属显微组织；FBW焊缝的晶粒度为1级，晶粒直径平均约为350um ，而F-FHW为2.5级，晶粒直径平均约为200um ；闪光焊焊接焊缝高温聚集于中心部位，F-FHW焊接温度场高温区分布更均匀；FBW焊缝硬度存在明显的下降且略低于母材，F-FHW接头硬度分布均匀且高于母材。FBW焊缝冲击断口形貌为解理面 + 少量韧窝，并发现少量灰斑，F-FHW焊缝冲击断口形貌为解理面且未发现灰斑。
焊接与切割 | 电力机车车体总成自动化焊接应用研究

焊接与切割 | 电力机车车体总成自动化焊接应用研究

摘要：电力机车车体是整个电力机车的承载主体，稳定的焊接质量对于保证行车安全至关重要。选取典型HXD1型电力机车车体总成为对象，从电力机车车体总成结构特点、自动化焊接工位布局、自动焊设备选型、自动焊焊接参数调试、样件验证及实物应用等方面进行了介绍。通过批量生产验证将自动焊台位与上下工序连通，满足了电力机车车体总成的自动上下料、自动化焊接要求，最终电力机车车体总成在行业内首次实现自动化焊接工程化应用。
焊接与切割 | 电极直径对连续点焊熔核的影响

焊接与切割 | 电极直径对连续点焊熔核的影响

摘要：在电阻焊过程中，电极材料的选择直接影响着焊接质量。常用的Cr-Zr-Cu合金因其出色的电导率和力学性能而被广泛应用于电极制造。然而，在连续点焊操作中，电极头部的磨损会导致其直径增大，这一变化会直接影响到焊点熔核直径，进而影响焊点质量。为深入研究这一现象，利用ABAQUS软件构建了 1.5mm 厚的1Cr18Ni9Ti钢电阻点焊的仿真模型。通过模拟电极直径在6mm、 7mm 及 8mm 焊接条件下的温度场变化，探讨了电极直径变化如何影响焊接过程中熔核直径的温度分布。仿真结果表明：在固定焊接压力和焊接时间的条件下，随着电极直径的增大，焊点区域的温度降低，导致熔核直径逐渐缩小。特别是当电极直径达到 8mm 时，焊点区域的温度未能达到金属的熔化点，从而导致熔核消失，电极失效。
焊接与切割 | 新质生产力视角下激光焊接技术课程教学创新改革的思考与实践

焊接与切割 | 新质生产力视角下激光焊接技术课程教学创新改革的思考与实践

摘要：随着新质生产力概念的提出，国内在产业布局、技术创新与人才发展方面逐步推进变革。基于对激光焊接技术课程定位、学情和课程问题的分析，探讨了该专业课程的教学短板问题，包括理论与应用脱节、授课形式单一、教学手段滞后、考评机制缺乏共4个方面。围绕教学短板问题，从新质生产力的视角出发，总结课程的教学思路，创新教学过程，从而培养设计思维，归纳适合于理论与实践相结合的教学改革策略，包括多元化教学内容、差异化
焊接与切割 | 铝合金支撑骨架组焊工艺研究

焊接与切割 | 铝合金支撑骨架组焊工艺研究

摘要：对铝合金支撑骨架的组焊工艺进行研究，结合支撑骨架结构、焊缝形式和技术要求，从工艺设计、焊接参数、焊接顺序及焊接变形控制等方面进行分析和研究。通过采取免划线定位的组装设计、焊接坡口深度优化、尺寸工艺放量、焊接反变形、刚性固定方法，以及静压力调修方法，实现了支撑骨架样品试制，达到了技术指标，可以为同类铝合金货车产品的制造提供技术借鉴。
焊接与切割 | 大电流金属粉芯焊丝在工程机械制造领域的应用研究

焊接与切割 | 大电流金属粉芯焊丝在工程机械制造领域的应用研究

摘要：针对工程机械某型产品长方盒类构件在制造中存在工件母材受热面积大、焊接变形大，以及焊后修磨量大、补焊部位多等问题，开展大电流金属粉芯焊丝焊接工艺研究并进行试验。从焊接性能、成形质量、焊接参数，以及焊接修磨辅料成本等方面，与目前实心焊丝进行对比分析，从综合应用因素评价，找到更适合长方盒类构件长直焊缝的焊接工艺方法。
焊接与切割 | 夹层爆炸焊接高强度铝合金与钛合金的界面特性和力学性能研究

焊接与切割 | 夹层爆炸焊接高强度铝合金与钛合金的界面特性和力学性能研究

摘要：为了实现高强度低熔点铝合金（A7075）与高强度钛合金（Ti-6A1-4V）的爆炸复合，提出了纯铝（A1060）作为夹层的设计思路，对不同焊接参数下的界面形貌和结构特征进行了研究。通过光学显微镜(OM）、扫描电子显微镜（SEM）和万能材料试验机等分析手段对复合板界面的微观组织特征和拉伸弯曲性能进行分析。在两组参数下均实现了A7075/A1060/Ti-6A1-4V金属复合板的夹层爆炸焊接，焊接界面无明显缺陷。不同爆炸焊接参数下，上下界面均观察到熔化区域存在。力学性能结果表明：使用 2mm 厚度A1060夹层制备出的复合板界面抗剪强度 >70.3MPa 。弯曲表现方面，板件间隙参数为2mm和5mm的样品拥有更高的抗弯性能，最大抗弯性能为 1209.9MPa ，拉伸弯曲断裂均未出现在焊接界面上。本研究为该类复合板的爆炸焊接工艺提供了参考。
焊接与切割 | 在役核电站蒸汽发生器返修堵管自动焊工艺研究

焊接与切割 | 在役核电站蒸汽发生器返修堵管自动焊工艺研究

摘要：为解决传热管因发生破损而导致放射性介质从一回路泄漏的问题，提出了一种蒸汽发生器传热管自动焊接堵管的工艺，采用堵头“自熔环”结构及分段式自熔焊接方法，通过对传热管堵管返修焊接参数的调整及热输入控制，得到了一套最优的堵管返修自动焊工艺参数，该套工艺下的堵管焊缝具有良好的根部熔合情况、表面成形效果及力学性能。
铸造与锻造 | 上横臂锻造成形模拟及工艺优化

铸造与锻造 | 上横臂锻造成形模拟及工艺优化

摘要：钢质上横臂是某越野车的关键承力部件，该产品截面变化大、形状较复杂，存在不容易锻造的开叉、高筋。采用Deform-3D软件进行锻造成形模拟研究，在现有22000t压力机生产线进行锻造试制。模拟表明：采用制坯-模锻的工艺成形良好，试制得到的锻件充型饱满，但切边后锻件凸耳变形（向外侧张开），通过夹钳工装校正凸耳，得到形状、尺寸、性能良好的上横臂锻件。 Abstract：Thesteelupper
铸造与锻造 | 提高压射冲头铸件质量及其寿命的措施研究

铸造与锻造 | 提高压射冲头铸件质量及其寿命的措施研究

摘要：压射冲头是采用砂型铸造的球墨铸铁件，内部易产生缩孔、缩松、气孔等缺陷，机械加工后表面会呈现组织疏松现象。在压射冲头试制初期，产品的使用寿命平均仅为半个班次（每个班次12h）。采取改善铸造及熔炼工艺后，产品内部组织致密，机械加工后正品率达 98% 以上。与此同时，对产品外表面的感应淬火工艺进行了改进，使基体金相组织转变为片状马氏体，表面硬度得到提升，单件使用寿命均在一个班次以上。
增材制造 | 医用高熵合金植入物研究进展

增材制造 | 医用高熵合金植入物研究进展

摘要：因创伤、感染、肿瘤等原因造成的骨折和骨缺损问题一直广受关注。尽管人体骨组织有一定的再生和修复能力，但单纯依靠骨再生难以完成骨缺损的修复。当下TC4钛合金、不锈钢和铬钼合金等传统医用材料与人体细胞相容性较低，因此迫切需要开发出力学性能优良、生物相容性适宜的新型生物材料来解决长期植入引起的应力屏蔽和细胞相容性差等不良反应的共同难题。由于存在鸡尾酒效应，高熵合金具有可适应性调节的力学性能和良好的生
增材制造 | 316L板材与选区激光熔化成形材料的组织和性能对比

增材制造 | 316L板材与选区激光熔化成形材料的组织和性能对比

摘要：对比研究了通过选区激光熔化（SelectiveLaserMelting，SLM）成形316L不锈钢和连铸连轧不锈钢板的微观形貌及其对力学性能的影响，并对比分析了不同工艺下成形试样的微观组织形貌、室温拉伸性能和高温拉伸性能的差异。结果表明：通过光学显微镜（OM）观察，不锈钢板试样中可以看出等轴晶结构，从SLM打印试样则可以观察到鱼鳞状熔池形貌，放大后能观察到大量细胞状和纤维状的亚晶结构。通过电子背散射衍射（EBSD）分析，不锈钢板试样中可以看到大量等轴晶结构，小角度晶界较多。相比之下，SLM打印试样可以看到的晶粒形状大多为柱状晶结构，且大角度晶界较多。SLM打印试样的室温和高温拉伸性能均优于不锈钢板试样。在硬度方面，SLM打印试样的硬度性能高于不锈钢板试样。
增材制造 | 主轴激光熔覆修复再制造技术研究

增材制造 | 主轴激光熔覆修复再制造技术研究

摘要：风机作为燃煤电站及钢厂的主要通风设备，其平稳可靠性对于整个机组的运行十分重要，随着运行工况的变化，风机主轴磨损日益严重，风机主轴磨损后局部形成沟槽，尺寸公差无法保证，易造成风机振动，影响风机正常运行。激光熔覆技术可对磨损失效工件进行修复再制造。为探索激光熔覆技术对磨损风机主轴修复的可行性。测试了激光熔覆工艺修复后试样的硬度、力学性能、微观结构等性能。结果表明：采用优化后的工艺参数：激光功率 2500W 、扫描速度 20mm/s 、送粉速度 2.5r/min 进行激光熔覆修复后，试样表面硬度为295HBW左右，硬度有所提高，抗拉强度为 832MPa ，屈服强度为722MPa，正向冲击吸收能量为93J，侧向冲击吸收能量为74J，背向冲击吸收能量为84J，均满足母材相关要求。熔覆层无气孔裂纹等缺陷，组织均匀。由此可见，激光熔覆工艺修复风机主轴具有可行性。
检测 | 挖掘机链轨节失效分析及改善

检测 | 挖掘机链轨节失效分析及改善

摘要：挖掘机履带链轨节在服役过程中出现裂纹及掉块等失效问题。通过化学成分、硬度、微观组织、断口形貌、有限元等检测对链轨节进行全面失效分析。结果表明：链轨节裂纹为疲劳裂纹，其结构上存在应力集中区域；剖检分析发现，其调质晶粒度及硬化区马氏体组织较为粗大，其他检测项目均无明显异常。基于分析结果，进行设计优化避免应力集中区域，并且通过改善调质工艺来提高基体晶粒度，改善踏面硬化工艺以细化马氏体组织。通过以上改善措施加强链轨节的强韧性、抗冲击性等综合性能，链轨节裂纹掉块失效问题得到显著改善。
检测 | 电动机主轴裂纹失效分析

检测 | 电动机主轴裂纹失效分析

摘要：对失效电动机主轴化学成分、力学性能、断口低倍形貌、断口扫描数据及使用状况等进行分析。结果表明：断口为疲劳断裂形貌，断口有明显的裂纹源、扩展区有明显的疲劳辉纹；电动机主轴表面有X形状裂纹，裂纹扩展方向与电动机主轴轴向呈45°，断口具有扭转断裂特征。失效原因为电动机主轴在谐振的作用下，产生扭振疲劳裂纹。

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