综述

• 铜基键合线的键合界面调控研究进展

  曹飞;王若斯;陶迪;刘元熙;李韶林;曹军;宋克兴;姜伊辉;

  铜基键合线能够满足高效、可靠的电子封装和连接需求，在电子和微电子行业中扮演着重要角色，被广泛应用于集成电路、芯片封装、LED封装以及无线通讯等领域。铜基键合线的优势在于其具有优良的导电、导热性能和力学性能，且具有显著的成本优势。但在实际应用过程中，铜线易于氧化，影响键合空气自由球特性，易对芯片铝焊盘造成损伤，同时键合界面会产生多种脆性金属间化合物，容易导致严重的键合界面结合问题。本文介绍了铜基键合线的键合界面调控研究现状，从键合界面金属间化合物的生长及演变、不同键合工艺及参数、铜线表面涂镀钯层等方面对键合界面的影响进行综述，展望了利用碱金属元素、稀土元素等进行微合金化改善铜线键合界面的应用发展前景，为优化铜基键合线、改善铜基键合线性能、获得更优异的键合界面提供新思路。

  2025年04期 v.46;No.298 1-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 1339K]
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复合材料

• 短碳纤维硅化铝基复合材料制备及其性能

  黄谦仁;金永平;李旻昊;万步炎;刘德顺;

  采用放电等离子烧结技术制备了不含硅和含硅的碳纤维铝基复合材料，并对它们进行了固溶时效处理；采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)技术、数字式显微硬度计和电子万能试验机等研究了添加硅对碳纤维铝基复合材料显微组织及力学性能的影响。结果表明：固溶时效处理后复合材料呈现韧性与脆性混合断裂；Si与Al反应生成了Al_9Si增强相并减少脆性相Al_4C_3的数量；硅的添加细化了复合材料的晶粒，晶界数量和面积增加，同时也使得大角度晶界数量增多，进而阻碍位错移动；含硅的复合材料中(001)面织构聚集，最大织构强度增加，且在[111]方向呈现放射状延伸与收缩；经470℃固溶处理4 h及120℃时效处理24 h后，含硅的碳纤维铝基复合材料屈服强度为233.5 MPa,抗拉强度为382.2 MPa,硬度为257.2 HV0.1,与不含硅的碳纤维铝基复合材料相比，分别增加了15%、9%和78%。

  2025年04期 v.46;No.298 12-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 3782K]
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• 煅烧温度对Bi₂O₃/BiFeO₃复合材料光催化性能的影响

  李增鹏;戴剑锋;王华;何川;马宏;江小鱼;

  采用同轴静电纺丝技术制备了Bi_2O_3/BiFeO_3复合材料，并对其进行了不同温度(450、500和550℃)的煅烧处理。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱仪(EDS)、X射线光电子能谱仪(XPS)、光致发光光谱仪(PL)、拉曼光谱仪(Raman)以及紫外-可见光吸收光谱仪(UV-VIS)等研究了煅烧温度对Bi_2O_3/BiFeO_3复合材料的物相结构、微观形貌、元素分布、表面化学状态和光催化性能的影响。结果表明：不同温度煅烧后的Bi_2O_3/BiFeO_3复合材料呈现为纳米微片层状堆叠结构，XPS和Raman光谱分析进一步表明成功制备了Bi_2O_3/BiFeO_3复合异质结；在光催化降解甲基橙(MO)的试验中，煅烧温度为500℃的Bi_2O_3/BiFeO_3复合材料对MO的光催化降解效率最高，为55.1%;当单质Bi_2O_3和BiFeO_3复合形成异质结后可以有效地提升其光生电荷的分离效率和拓展其可见光的利用率，从而增强了光催化降解效率；当煅烧温度为500℃时，Bi_2O_3/BiFeO_3复合材料的光催化循环稳定性及光催化性能达到最优。

  2025年04期 v.46;No.298 23-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 2614K]
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• 高应变速率下ZTA/Mn17Cr2复合材料的动态压缩性能

  杨剑;周谟金;王志杰;蒋业华;隋育栋;

  采用重力铸渗法制备了ZTA/高锰钢(Mn17Cr2)基复合材料，利用分离式霍普金森压杆(SHPB)对其在高应变速率(975、1060、1581、2664和3193 s~(-1))下进行动态压缩实验，分析了复合材料在不同应变速率下的动态力学行为。结果表明：当应变速率从975 s~(-1)增加到3139 s~(-1)时，复合材料的加工硬化现象越明显，屈服强度与抗压强度都增加了约2倍，加工硬化率增加了2.7倍以上，显微硬度也从318.3 HV0.1增加到了505.4 HV0.1;随着应变速率的增大，基体和ZTA颗粒的局部结合处在很短时间内积聚了大量热量导致温度升高，这会使基体出现因热软化而导致的熔化现象。

  2025年04期 v.46;No.298 32-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 3070K]
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有色金属合金材料

• 不同状态下Al-0.5Mg-0.08Sn-0.1Ga-0.05In合金的组织和电化学性能

  许元浩;安士忠;王博;牛岚清;通迅;

  研究了固溶处理、轧制和再结晶退火对Al-0.5Mg-0.08Sn-0.1Ga-0.05In合金组织和电化学性能的影响。结果表明：铸态合金主要由不规则等轴晶组成，平均晶粒尺寸为607.4μm;固溶处理后，合金的平均晶粒尺寸有所增大，第二相数量大幅减少；轧制后，合金的晶粒被拉长，平均晶粒尺寸减小至372.4μm,第二相细化，合金元素分布更加均匀；经350℃再结晶退火后，合金的平均晶粒尺寸由轧制态的372.4μm减小到41.6μm,随再结晶退火温度从350℃升高到550℃,晶粒尺寸增大到899.6μm,且第二相重新聚集长大并分布在晶界处，合金的析氢速率和自腐蚀速率下降。轧制后，合金的自腐蚀速率由铸态的1.176 mg·cm~(-2)·min~(-1)降低到0.883 mg·cm~(-2)·min~(-1),析氢速率由铸态的0.221 mL·cm~(-2)·min~(-1)降低到0.185 mL·cm~(-2)·min~(-1);与固溶态和退火态合金相比，轧制态合金的自腐蚀速率更低，放电性能更加优异，在40 mA·cm~(-2)电流密度下，能量密度达3230.61 Wh·kg~(-1),阳极利用效率高达90.71%。

  2025年04期 v.46;No.298 41-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 3715K]
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• Mg-Gd-Fe和Mg-Gd-Cu合金的微观组织、力学性能和腐蚀性能的对比

  普恒;杨韬如;向敏;胡耀波;

  可降解的压裂工具是目前石油钻井领域用工具的研究热点。在Mg合金中加入Fe能够与Mg基体形成电偶腐蚀，使合金具备高速率的可降解性能。添加较少稀土元素制备镁合金，可使合金具有较高的塑性，以增强其抗冲击的能力，从而适用于更复杂的石油钻井工况。基于此，制备了Mg-Gd-Fe合金和Mg-Gd-Cu合金，并对比研究了两种挤压态合金的微观组织、力学性能和腐蚀性能。结果表明：Mg-Gd-Cu合金的屈服强度和抗拉强度均高于Mg-Gd-Fe合金，Mg-Gd-Cu合金强度较高可归因于第二相的体积分数较高、晶粒尺寸较细；Mg-Gd-Fe和Mg-Gd-Cu合金的断后伸长率分别为53.0%和23.3%,这是由于Cu元素削弱了稀土织构，且第二相的体积分数较高，从而降低了Mg-Gd-Cu合金的塑性；在25℃的3.0 mass%KCl溶液中，Mg-Gd-Fe和Mg-Gd-Cu合金均具有优异的降解性能，降解速率分别为380.9 mm/y和219.5 mm/y。

  2025年04期 v.46;No.298 51-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 4875K]
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• P含量对Cu-0.6Ni-xP合金组织与性能的影响

  章楚璨;张男;高维林;张承志;杨文迪;赵转;

  采用真空熔炼法制备了Cu-0.6Ni-xP(x=0.106、0.130、0.158、0.195和0.253 mass%)合金，并对其进行固溶-时效-冷轧处理。结果表明：随着P含量的增加，合金的硬度增大，电导率降低，其中Cu-0.6Ni-0.158P合金的综合性能最佳；经750℃固溶处理5 min+400℃时效24 h后，Cu-0.6Ni-0.158P合金峰时效态显微硬度为138.73 HV0.5,电导率为67.50%IACS,析出相为h-Ni_2P,尺寸为5～15 nm,且与Cu基体之间存在位相关系：■;峰时效态的Cu-0.6Ni-0.158P合金经80%冷轧处理，其显微硬度为200.20 HV0.5,抗拉强度为635.00 MPa,电导率为56.20%IACS;Cu-0.6Ni-xP合金的强化机制主要为位错强化、晶界强化和析出强化，在Cu-0.6Ni-0.158P合金中晶界强化贡献值最高，达到40.18%,析出强化和位错强化贡献值分别为20.10%和29.73%。

  2025年04期 v.46;No.298 65-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 6380K]
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• 亚固溶处理对一种SLM高温合金微观组织的影响

  梁爽;刘智鑫;周叔恒;刘丽荣;

  采用选区激光熔化(SLM)制备了一种高γ′相含量的镍基高温合金，研究了不同温度的亚固溶处理对其微观组织的影响。结果表明：沉积态样品的显微组织为沿沉积方向定向生长的柱状晶，样品中再结晶晶粒比例约为2.47%;随着亚固溶温度的升高，样品内部位错密度逐渐降低，再结晶比例呈上升趋势；时效处理后，组织中粗大的γ′相由筏状向立方状转变；经1240℃亚固溶处理0.5 h后，样品的再结晶占比为3.24%,组织中粗大γ′相阻碍了晶界迁移，有效抑制了再结晶的扩展，使样品保持柱状晶结构；经1250℃亚固溶处理0.5 h后，样品内部位错密度最低，再结晶占比达到42.88%,组织由细小的柱状晶转变为等轴晶。

  2025年04期 v.46;No.298 74-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 2663K]
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• 固溶处理对CoCrFeMnNi-Mo5C0.5高熵合金第二相析出行为与力学性能的影响

  姚小飞;王玮华;李田野;戚晓玲;巩俊杰;马钰斐;

  采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)和拉伸试验等研究了固溶处理对CoCrFeMnNi-Mo5C0.5高熵合金微观组织、相组成和力学性能的影响，并分析了固溶处理对其第二相析出行为的影响。结果表明：固溶处理对CoCrFeMnNi-Mo5C0.5高熵合金中第二相的形态、尺寸大小、数量多少及分布部位均有显著的影响；随着固溶时间的增加，CoCrFeMnNi-Mo5C0.5高熵合金中第二相析出的部位均在晶界处，未发生变化，而第二相分布的形态从连续状转变为断续状，尺寸逐渐变小，数量逐渐减少，直至完全被固溶。固溶处理后CoCrFeMnNi-Mo5C0.5高熵合金的硬度、屈服强度和抗拉强度均有较大幅度的降低，而塑性有较大程度的提高，且随着固溶时间的增加，硬度、屈服强度和抗拉强度均随之减小，塑性随之增大。铸态CoCrFeMnNi-Mo5C0.5高熵合金的断口形貌呈现典型的解理特征，属于解理断裂，而固溶处理后断口形貌呈现典型的准解理特征，属于准解理断裂。

  2025年04期 v.46;No.298 81-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 2179K]
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• 烧结温度对Mo₂FeB₂高熵金属陶瓷组织与性能的影响

  周恩瑞;潘应君;柯德庆;

  采用真空液相烧结工艺制备了Mo_2FeB_2高熵金属陶瓷材料。借助X射线衍射仪(X-ray diffraction)、扫描电镜(Scanning electron microscopy)、能谱仪(Energy dispersive spectroscopy)和洛氏硬度计分析不同烧结温度对Mo_2FeB_2高熵金属陶瓷组织与性能的影响。结果表明：Mo_2FeB_2高熵金属陶瓷由Mo_2FeB_2硬质相、Cr_(23)C_6硬质相和FeMnCrNi高熵合金粘结相构成；随着烧结温度的升高，高熵金属陶瓷的硬度和断裂韧性呈现先增加后减小趋势，当烧结温度为1260℃时达到峰值，分别为68.8 HRC和10.1 MPa·m~(1/2);FeMnCrNi高熵合金粘结相通过晶格畸变并与Mo_2FeB_2硬质相晶粒形成桥接，导致高熵金属陶瓷韧性的提高。

  2025年04期 v.46;No.298 89-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 3377K]
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黑色金属合金材料

• 不同厚度Fe_73.7Si_15.3B₇Nb₃Cu₁薄带的组织结构与损耗分析

  张舒;刘天成;李百松;李立军;

  研究了同一种热处理制度下不同厚度Fe_(73.7)Si_(15.3)B_7Nb_3Cu_1合金的组织结构和软磁性能。结果表明：合金优异的高频损耗性能来源于细小的晶粒尺寸和细化的磁畴，带材越薄晶粒尺寸越小，且内部磁畴结构也较细小，使用目前文献中报道的最薄(10～12μm)纳米晶带材制成的环形磁心在100 kHz、0.2 T下的损耗最小，为14.94 W/kg;磁心损耗(P_s)与最大磁通密度(B_m)符合幂律关系P_s=P_0B_m~c,带材越薄指数c值越小，说明采用超薄带制作成的环形磁心损耗随外加磁场变化趋势更小；进一步分离损耗后发现，剩余涡流损耗在总损耗中占比最大，而且随着带材变薄，剩余涡流损耗降低，在总损耗中所占比例增加，这种变化趋势直接导致薄带的总损耗较低。

  2025年04期 v.46;No.298 97-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 2089K]
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• Ti添加对增材制造316L不锈钢显微组织及力学性能的影响

  束南;李传维;钱超;张啸凡;张浩;杨家骝;张新宇;顾剑锋;

  研究了Ti元素添加对激光直接能量沉积制备的316L不锈钢显微组织和力学性能的影响，分析了原位生成富Ti第二相颗粒的形成机理，并探讨了显微组织细化和和第二相颗粒对316L不锈钢强度的影响机制。结果表明：Ti元素的加入，会与沉积舱室内残余的氧/氮反应，形成富Ti的第二相颗粒，增加形核位点，显著细化316L不锈钢的晶粒，同时Ti的加入提高了其BCC相的含量；晶粒细化、第二相颗粒密度增加和BCC相含量增加的共同作用提高了316L不锈钢的强度；加入1 mass%纯Ti粉末，沉积态样品的强度和塑性都有所提高，具有较好的综合力学性能；进一步增加Ti含量，样品的强度进一步提升，但塑性大大降低。

  2025年04期 v.46;No.298 105-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 4807K]
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• 高钛马氏体时效不锈钢的疲劳裂纹扩展行为

  孙悦;郑淮北;盛振东;王英虎;谷雪忠;刘德学;王斌;张鹏;张哲峰;

  采用扫描电镜、透射电镜及疲劳试验机等研究了不同时效处理的高钛马氏体时效不锈钢的微观组织及疲劳裂纹扩展行为。结果表明：不同时效处理的高钛马氏体时效不锈钢基体内存在大量纳米级Ni_3Ti析出相；随时效温度的升高，Ni_3Ti析出相的分布逐渐变得稀疏；不同时效处理的高钛马氏体时效不锈钢的疲劳裂纹扩展寿命呈现出随屈服强度增加而降低的趋势，影响高钛马氏体时效不锈钢疲劳裂纹扩展速率的关键因素是析出相分布。

  2025年04期 v.46;No.298 116-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 1832K]
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• 冷拉拔及低温回火对亚稳奥氏体不锈钢丝组织性能的影响

  李方;何钦生;尉文超;王建桥;高怡;张十庆;王宏;邹兴政;赵振;唐远寿;郎春雷;

  为了研究亚稳奥氏体不锈钢在冷拉拔及低温回火过程中的组织性能演变规律，尤其是低温回火处理对其弹性极限的影响，以直径为?0.3 mm的06Cr19Ni10亚稳奥氏体不锈弹簧钢丝为研究对象，采用光学显微镜、电子背散射衍射、X射线衍射仪、扫描电镜、室温拉伸实验和显微硬度仪等研究了冷拉拔及低温回火过程中其马氏体相变行为及力学性能的变化。结果表明：91%减面率的冷拉拔加工使06Cr19Ni10钢丝的晶粒尺寸显著细化，获得了80.94%马氏体+19.06%残留奥氏体的组织结构，其抗拉强度和弹性极限分别为2093和1315 MPa;冷拉拔加工使α′马氏体和残留奥氏体中分别形成平行于拉拔方向的<101>丝织构和<111>丝织构，但并未导致06Cr19Ni10钢丝硬度的各向异性；对91%减面率的冷拉态钢丝进行380℃低温回火处理，可使马氏体含量提高至98.18%,弹性极限大幅度提高至1903 MPa,且其室温拉伸断口形貌呈韧性断裂特征，仍具有良好的韧塑性。

  2025年04期 v.46;No.298 123-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 5098K]
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• Al对H11热挤压模具钢等温转变规律的影响

  郑亚风;沈承金;李杰;

  采用热膨胀仪测定不同Al含量(0、0.77和1.43 mass%)的H11热挤压模具钢的等温转变曲线，并结合光学显微镜分析Al元素对H11钢等温转变过程及组织演变、珠光体转变动力学以及等温转变曲线(TTT曲线)的影响。结果表明：Al对贝氏体等温转变的温度范围没有明显的影响；随着Al含量增加，试验钢的珠光体转变温度范围逐渐增大，Al含量为0、0.77和1.43 mass%的试验钢的珠光体转变温度范围分别为：660～760℃、685～810℃和735～860℃。3种钢的Avrami指数均在3～4范围内，其中含Al钢Avrami指数略大于无Al钢，说明在珠光体鼻尖温度上下3种钢的珠光体均能在三维方向长大，且含Al钢的珠光体比无Al钢的珠光体更易球化。TTT曲线表明，随着Al含量的升高，贝氏体相变和珠光体相变的孕育期显著缩短，相变速率明显增大，TTT曲线向左上方移动。

  2025年04期 v.46;No.298 134-144页 [查看摘要][在线阅读][下载 4440K]
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• Q500qENH桥梁耐候钢的SH-CCT图及粗晶热影响区的组织和性能

  何晓波;刘文胜;张可;于萌;白玉静;

  基于Gleeble-3500热模拟试验，采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)技术和显微硬度计等研究了Q500qENH桥梁耐候钢焊接粗晶热影响区的组织转变，绘制了模拟焊接热影响区连续冷却转变曲线(SH-CCT)图，探讨了试验钢的低温韧性随冷速的变化机理。结果表明：粒状贝氏体的相变区间为429～615℃,板条贝氏体的相变区间为330～530℃;当冷速≤10℃/s时，组织为粒状贝氏体，当冷速为10～37.5℃/s时，组织为粒状贝氏体和板条贝氏体，而当冷速≥37.5℃/s时，组织全部为板条贝氏体。随着冷速由1℃/s增加至100℃/s,试验钢的硬度呈现先快速增加后缓慢增加的趋势。拐点为30℃/s,此时的硬度为318 HV0.5。硬度升高是由于组织细化和位错密度提高，细晶强化和位错强化效果增强。当冷速为30～60℃/s时，试验钢具有良好的低温冲击韧性，主要是因为板条贝氏体高比例的大角度晶界阻碍了裂纹的扩展。为了使硬度和韧性实现良好匹配，Q500qENH桥梁耐候钢的焊接热输入应当控制在19～27 kJ/cm的范围。

  2025年04期 v.46;No.298 145-152页 [查看摘要][在线阅读][下载 4697K]
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• 控制轧制对Mn-Cr系贝氏体型非调质钢组织性能的影响

  王旭;周蕾;王莹;赵晓丽;张永健;惠卫军;

  针对一种V+Ti微合金化Mn-Cr系贝氏体型非调质钢，采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪以及拉伸和冲击试验等研究了不同轧制工艺对其显微组织和力学性能的影响。结果表明：通过控制轧制工艺，试验钢的微观组织从粗大规格轧材CF1试样的粒状贝氏体为主转变为细小规格轧材CF2试样的细小板条状下贝氏体组织为主，且残留奥氏体含量明显降低，从而使得除总伸长率外，CF2试样的强度、塑性及韧性均明显优于CF1试样，其抗拉强度为1320 MPa,屈服强度为966 MPa, U型缺口冲击吸收能量为60 J,较CF1试样分别提高了～18%、～36%和～122%。不同强化机制的计算结果表明，CF2试样屈服强度的提高主要归因于位错密度增加、晶粒细化、渗碳体的析出强化以及残留奥氏体含量降低。大幅度减少甚至消除大块状M/A组元、增加大角度晶界的比例和细化组织是试验钢韧性得到显著改善的主要原因。因此，通过合理控制轧制工艺可调控贝氏体型非调质钢的组织和性能。

  2025年04期 v.46;No.298 153-161页 [查看摘要][在线阅读][下载 3649K]
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• 纳米析出相对12Cr2Mo1V(Ti, Nb)钢抗氢脆性能的影响

  周孟;禹兴胜;石如星;王文焱;陈明;楚春贺;

  通过添加微量Ti、Nb元素制备出含有纳米析出相的加氢反应器用12Cr2Mo1V钢，并研究了钢中纳米析出相类型及其对抗氢脆性能的影响。结果表明：12Cr2Mo1V钢添加Ti、Nb元素并经高温回火处理后形成的碳化物主要为M_(23)C_6、M_3C和MC,其中MC型碳化物为(Ti, Nb)C,弥散分布于基体中，平均尺寸为10～20 nm;(Ti, Nb)C作为主要的氢捕获位点，能够在充氢过程中捕获更多的氢，降低基体中可扩散氢浓度；实验钢充氢后的抗拉强度呈增加趋势，由661 MPa提升至690 MPa,表现出优异的抗氢脆性能，实验钢充氢前后均表现出塑性断裂，充氢后韧窝的形貌表现出数量减少而韧窝深度增加的趋势。

  2025年04期 v.46;No.298 162-169页 [查看摘要][在线阅读][下载 3083K]
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材料表面改性

• Cr含量对Cr-Co-Mo-Ni轴承钢渗碳层组织及耐磨性的影响

  朱留平;孙勇;庞学东;迟宏宵;谷金波;杨银辉;

  采用金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计、X射线衍射和摩擦磨损试验等研究了不同Cr含量(13.5、10和8 mass%)对Cr-Co-Mo-Ni渗碳轴承钢渗层组织、硬度及耐磨性的影响。结果表明：Cr含量显著影响渗层组织中形成的碳化物类型、含量和尺寸；随着Cr含量降低，碳化物含量逐渐降低，且碳化物类型逐渐由粗大的M_(23)C_6相转变为细小的M_7C_3和M_6C相；随着Cr含量降低，渗碳层的硬度和有效硬化层深度同时增加，主要是由于较高的Cr含量对C原子的扩散产生更强的拖曳作用，显著降低C的扩散能力；随着Cr含量降低，试验钢的耐磨性逐渐升高，相比于碳化物含量，显微硬度对耐磨性的影响更大。

  2025年04期 v.46;No.298 170-179页 [查看摘要][在线阅读][下载 7228K]
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材料模拟计算

• Ni含量对Al-5.6Zn-2.5Mg-1.6Cu合金流动性和力学性能的影响

  夏灿;周明;杨尚;覃延鑫;周水芳;许世春;吴梵;杨继玺;

  通过数值模拟及试验相结合的方法，研究了不同Ni含量(0、0.1、0.3和0.5 mass%)的添加对Al-5.6Zn-2.5Mg-1.6Cu合金流动性和力学性能的影响。结果表明：合金的流动性随着Ni含量的增加而增加；当Ni含量为0.5 mass%时，合金的流动性最好，力学性能也显著提高；与未添加Ni的合金相比，添加0.5 mass%Ni的合金的抗拉强度提高了54.79%、屈服强度提高了48.49%、拉伸应变提高了461%。Ni的添加可以降低合金的液相线温度，提高固相线温度，使凝固区间变窄，降低凝固过程中固相线附近的固相分数，降低流动阻力，从而改善合金的流动性；此外，Ni加入后合金中形成了Al_3Ni、Al_3Ni_2等化合物，会与Al基体形成Al-Al_3Ni共晶组织，此共晶组织具有良好的流动性，Al_3Ni还可以细化合金凝固末期糊状区形成的晶粒，降低了糊状区的流动阻力，从而改善合金的流动性。

  2025年04期 v.46;No.298 180-190页 [查看摘要][在线阅读][下载 2938K]
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• 20CrMnTi钢螺旋锥齿轮硬齿面热处理过程中的温度场分析

  俞福超;刘赣华;

  热处理畸变会显著影响螺旋锥齿轮的尺寸精度，而硬齿面热处理(渗碳-淬火-回火)过程中螺旋锥齿轮齿面及内部空间不均匀的温度分布，是导致热处理畸变的一个重要因素。基于热流固耦合模型对20CrMnTi钢螺旋锥齿轮硬齿面热处理过程进行数值模拟，使用预热、阶梯式升温和保温的方式研究螺旋锥齿轮硬齿面热处理过程温度场变化规律，并对螺旋锥齿轮淬火过程介质流场分布和温度场影响因素的参数进行优化设计。结果表明：通过预热、阶梯式升温和保温的方式可以显著减小螺旋锥齿轮渗碳加热时齿面各部位与心部的温差，提高齿面温度分布均匀性；通过淬火槽介质流场优化设计可以显著提高流场均匀性；采用正交试验方差分析法得到了影响因素的最优参数组合为介质温度为100℃、入口流速为2 m/s、淬火温度为850℃,通过淬火过程热流固耦合数值模拟验证，该参数组合下齿长与齿宽方向最小温度标准差分别为38.68和38.40℃,有效提高了螺旋锥齿轮淬火时齿面和内部空间温度分布均匀性，验证了该参数组合的合理性和准确性。

  2025年04期 v.46;No.298 191-201页 [查看摘要][在线阅读][下载 3371K]
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• 钛合金电弧增材制造温度与残余应力数值模拟

  孙康;肖笑;石红信;符成学;内田成明;

  电弧增材制造是一种高效、低成本增材制造技术，然而，电弧增材制造较高的残余应力会对增材零件的性能产生不利影响，因此，深入研究电弧增材制造过程中残余应力的形成机制、分布特性及其影响规律对于优化制造工艺、提升增材零件的性能至关重要。利用Abaqus软件建立了接近实际的钛合金电弧增材单道多层直壁零件的几何模型，通过数值模拟的方法，模拟了钛合金多层电弧增材过程中的温度场和残余应力场的分布。结果表明：随着增材层数的增加，熔池最高温度增加，冷却速率下降，在增材开始处和结束处出现残余应力集中；同时，由于增材重熔作用导致的应力释放效应，增材层数的增加会降低应力集中。

  2025年04期 v.46;No.298 202-210页 [查看摘要][在线阅读][下载 1869K]
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其他

• 基于中间层Zn的镁合金/钢焊接接头的组织与性能

  张清扬;戚昊;李罡;崔东升;田浩楠;赵培峰;邱然锋;石红信;

  以0.05 mm厚的Zn箔作为中间层，采用非对称电极对2 mm厚的AZ31B镁合金和Q235钢进行电阻点焊。对接头特征区域进行了观察、分析，探讨了工艺参数对接头性能的影响。结果表明：在焊接区镁合金侧形成了熔核，熔核主要由(Mg)基体和MgZn析出物构成；随焊接电流的增大、焊接时间的延长，AZ31B/Q235焊接接头的抗剪载荷呈先增大后减小的变化趋势；当焊接电流为22 kA、焊接时间为300 ms时，接头的抗剪载荷达到最大，约为4.64 kN。

  2025年04期 v.46;No.298 211-217+225页 [查看摘要][在线阅读][下载 1833K]
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• 焊接温度对Cu/Al真空扩散焊接接头组织与性能的影响

  邵文杰;丁云龙;刘冰洋;庄志国;韩冰;

  采用真空扩散焊接技术对铜/铝异种材料进行焊接，利用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、万能力学试验机、电阻率测试仪等对焊接接头界面的显微组织、物相成分和物理性能进行研究。结果表明：Cu/Al焊接接头界面金属间化合物的种类和厚度与焊接温度有关，界面处生成的物相有θ-Al_2Cu、η-AlCu、δ-Al_2Cu_3和γ-Al_4Cu_9;接头的抗剪切强度随焊接温度的升高呈先升高后降低的趋势，当焊接温度为530℃时，抗剪切强度最大，为16.5 MPa;接头断裂主要发生在θ相附近，部分发生于γ相和η相；接头的电阻率与界面金属间化合物层的物相、厚度和均匀性密切相关，且随焊接温度的升高而降低，当焊接温度为550℃时，接头的最低电阻率，为2.4×10~(-5)Ω·cm。

  2025年04期 v.46;No.298 218-225页 [查看摘要][在线阅读][下载 1912K]
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• 6061铝合金GMAW焊缝成形及接头组织性能

  杨晨;余陈;郭春富;王海燕;郝晓曦;邝幸胜;

  采用3种熔化极气体保护焊(GMAW)焊接工艺：冷金属过渡焊(CMT)、熔化极惰性气体保护焊(MIG)和脉冲熔化极惰性气体保护焊(P-MIG),对6061-T6铝合金进行焊接试验，研究了3种焊接工艺下的焊缝成形及接头组织性能。结果表明：3种工艺均能获得成形良好的接头；对焊缝横截面气孔进行统计，发现CMT焊与MIG焊气孔率相差不大，而P-MIG焊气孔率约为CMT焊的2.6倍；相较于MIG焊与P-MIG焊，CMT焊缝组织更为细小；3种工艺下接头硬度分布水平相差不大，接头拉伸试样断裂位置在热影响区，断裂形式属于延性断裂；其中CMT焊接接头的抗拉强度最高，为199.20 MPa,达到母材的69.8%,断后伸长率为11.01%。

  2025年04期 v.46;No.298 226-234页 [查看摘要][在线阅读][下载 3555K]
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