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增材制造镍基高温合金成形过程数值模拟研究进展

增材制造镍基高温合金成形过程数值模拟研究进展

摘要：增材制造技术为镍基高温合金复杂零部件的制造带来了前所未有的机遇，然而在实验研究和实际生产中仍然面临着较大的竞争压力，制约了增材制造镍基高温合金的快速发展。近年来，不同尺度的模拟方法逐步应用于指导镍基高温合金的增材制造和开发。宏观尺度模拟关注成形过程中的热历史、成形控制、残余应力分布和力学行为；介观尺度模拟主要用于解决成形过程中的激光吸收、熔池内熔体流动、熔化凝固、缺陷形成以及裂纹防治等问题；微观尺度模拟则聚焦于制造过程中构建材料的微观组织演化；而多尺度模拟通过耦合不同类型的模型，实现了材料成形过程中的跨尺度研究。本文通过综述宏观、介观和微观以及多尺度条件下镍基高温合金增材制造过程数值模拟研究进展，分析了不同模拟方法对于解决增材制造镍基高温合金成形和控性相关问题的策略和思路。最后，针对如何推动数值模拟在增材制造镍基高温合金开发中的应用进行了展望，并指出其发展方向。
有色 2025年03月11日
钛及钛合金钎焊技术研究现状及发展趋势

钛及钛合金钎焊技术研究现状及发展趋势

摘要：钎焊料的选择对钎焊效果和钎焊接头质量具有重要影响。用于钛及钛合金钎焊的钎料可分为银基钎料、钯基钎料、铝基钎料、钛基钎料4 大类。分别介绍了这4 类钎料的特点，其中钛基钎料是钛及钛合金钎焊连接以及与其他材料钎焊连接的最佳选择，具有润湿性能好、耐腐蚀性好、高温强度高等特点。系统阐述了钛基钎料钎焊钛及钛合金以及钛及钛合金与C/C 复合材料、不锈钢、陶瓷等材料钎焊的研究进展，重点介绍了钎焊接头的界面结构以及最佳钎焊工艺下钎焊接头的抗剪强度，最后展望了钛及钛合金钎焊技术的发展方向。
有色 2025年07月21日
钛合金材料超声滚压加工的仿真分析与实验研究

钛合金材料超声滚压加工的仿真分析与实验研究

摘要: 采用普通滚压加工工艺对钛合金材料进行加工时，存在因低频冲击造成的工件残余应力分布不均匀和表面硬度低等问题，为此，开展了钛合金材料超声振动滚压工艺仿真及实验研究。首先，从理论层面分析了超声滚压加工的运动学及动力学特性，找出了影响超声滚压加工性能的相关因素; 然后，采用ABAQUS 有限元软件建立了钛合金材料的仿真模型，分析了超声滚压对残余应力的影响及强化机理; 最后，设计了钛合金工件的超声滚压实验，研究了不同参数指标对工件加工质量的影响，并根据实验结果对仿真模型和残余应力结果进行了验证。研究结果表明: 随着静载荷和超声振幅的增加，工件表面残余应力分布相对均匀且趋于平稳，表面粗糙度呈现先降低后增加的趋势，表面硬度随强化层深度的增加逐渐降低; 在振幅为20μm时，工件表面质量和性能相对较好，此时残余应力均值为849MPa，表面粗糙度均值为0.1μm。该实验结果与仿真分析结果一致，验证了所建模型的可靠性，可为滚压制造工艺参数的选取提供参考。
有色 2025年01月22日
基于钛合金丝材的增材制造技术研究进展

基于钛合金丝材的增材制造技术研究进展

摘要：金属增材制造技术自诞生以来，经快速发展，已在诸多领域得到了广泛的应用，被列入决定未来经济的十二大颠覆性技术之一。基于丝材的金属增材制造技术由于其沉积效率高、制造成本低、制造周期短和材料利用率高，近年来成为国内外研究和应用的热点。本文以钛合金丝材为原材料，针对广泛采用的电弧/等离子弧熔丝、电子束熔丝和激光熔丝增材制造技术，分别从成形工艺参数优化、宏微观组织结构分析、后热处理组织性能调控及专用原材料开发等方面所取得的最新研究成果进行了详细论述。在此基础之上，介绍了基于钛合金丝材的增材制造在工程化应用及相关标准规范的制定情况。最后，指出钛合金丝材增材制造技术在组织和性能等方面存在的固有不足， 提出了采用锻造+增材复合成形复合后处理和专用丝材研制等方法，并建立有别于传统锻造和铸造的新标准体系，有助于推广其在各领域的大规模应用。
有色 2025年07月03日
含Ho镁合金的研究现状

含Ho镁合金的研究现状

摘要：镁合金作为轻质金属结构材料目前已获得广泛的研究应用，新型稀土镁合金的开发是进一步提高镁合金应用价值的重要体现。Ho在Mg中具有较高的固溶度，能显著细化晶粒，提高合金的室温和高温力学性能，增强合金的耐腐蚀性。本文主要从Mg-Ho二元合金、Mg-Ho-X（RE，Zn）、Mg-X-Ho（X=Al,Zn，RE）系合金进行了综述。对目前含Ho镁合金的研究现状进行了归纳总结，指出了目前含Ho镁合金的优势及不足之处，希望能对含Ho镁合金的研究提供新的思路。
有色 2025年05月21日
冶金设备用铜及其合金表面处理技术的发展现状

冶金设备用铜及其合金表面处理技术的发展现状

摘要：目前，表面技术在冶金设备上的应用已有较大量尝试，铜及铜合金的表面处理技术研究报道也较多，但系统梳理铜合金关键冶金部件失效形式和铜合金的表面处理技术研究现状的相关报道还较少. 本文综述了连铸结晶器、高炉风口小套、转炉氧枪头三种关键冶金部件面临的表面失效形式以及电镀、热喷涂与冷喷涂、表面熔覆、激光处理和合金共渗等几种表面处理技术在铜合金表面改性领域的研究发展现状，对比分析了几种表面处理技术的优缺点，并对高熵合金材料在铜合金表面强化领域的应用潜力进行了展望. 开发新的涂层材料、优化镀膜工艺以及复合表面处理技术，如将激光表面处理与表面涂层技术复合，是实现表面处理技术在冶金设备用铜合金部件长寿化领域应用的可能方向.
有色 2024年09月06日
铝合金细化剂细化行为研究现状与展望

铝合金细化剂细化行为研究现状与展望

摘要：晶粒细化处理能够显著改善铝合金的综合性能，对拓展其应用领域意义重大。本文基于异质形核，探讨了点阵错配模型、边边匹配模型以及自由生长模型，肯定了边边匹配模型在筛选潜在晶粒细化剂方面的高效性；根据自由生长模型关于异质相尺寸、形态、分布等对晶粒细化效果影响的理论研究，归纳了物理、化学方法调控第二相进而优化细化效果的研究进展，并且对第二相尺寸影响细化效果的原因进行了理论阐述，最后对优化晶粒细化剂的方向做了展望。
有色 2024年12月11日
镁合金激光焊接技术的研究现状

镁合金激光焊接技术的研究现状

摘要：镁合金具有轻质、环保等特性，是一种绿色金属结构材料，如今已成为实现装备制造轻量化、复杂化的必要选择。激光焊接作为目前最常用的焊接方法之一，具有高自动化、热输入控制性好、焊后接头性能优良等优点，是焊接镁合金的理想方法。综述了近年来国内外镁合金激光焊接研究现状，分析了镁合金激光焊接中最主要的焊接缺陷和一些有针对性的解决方法，并对镁合金激光焊接未来的应用发展趋势进行了展望。
有色 2024年08月06日
高强铝合金电弧增材制造的研究进展

高强铝合金电弧增材制造的研究进展

摘要：高强铝合金因具有高强度、低密度、优异的延展性和抗腐蚀性，成为了航空航天和汽车应用零件最常用的金属材料之一。电弧增材制造技术具有快速原位成形制造复杂结构零部件的能力，非常适用于中型或大型高强铝合金铝部件的制造。本文综合分析了高强铝合金电弧增材制造工艺和设备研发现状、高强铝合金电弧增材的固有属性和缺陷以及主要的性能优化手段，讨论了组织和性能的固有特征和复合增材制造技术对组织和性能的影响。针对电弧增材制造高强铝合金不可忽略的本质冶金缺陷、特征性能需求和多种优化工艺的优劣等问题，提出了电弧增材制造高强铝合金综合评价体系、成分设计和丝材开发、专用热处理制度和复合增材制造技术的协同性等发展方向，以期为电弧增材制造高强铝合金的性能提升和应用推广提供重要参考。
有色 2024年12月05日
铝/镁合金特种精密铸造技术的研究进展及发展趋势

铝/镁合金特种精密铸造技术的研究进展及发展趋势

摘要：阐述了铝/镁合金压力铸造、挤压铸造和消失模铸造等特种精密铸造技术的最新研究进展。研究表明：高真空压铸可以显著提高铝/镁合金压铸件的致密性，实现铝/镁合金压铸件热处理强化，进一步提高铝/镁合金压铸件的性能。充氧压铸技术适用于制备高致密、高强铝合金压铸件。半固态压铸和铸锻双控成形技术也是制备高致密、高强度铝/镁合金压铸件的新方法，未来有较大应用潜力。铝/镁合金挤压铸造技术可显著提高金属熔体充型、补缩能力，实现高压凝固和少量塑性变形，提高铸件的致密性和力学性能。铝/镁合金真空低压、振动和压力消失模铸造技术可以提高金属液充型能力、细化组织、提高组织致密性，明显提高铸件力学性能。真空低压消失模壳型铸造技术可以解决普通消失模铸造易出现的孔洞、增碳和夹杂等缺陷，以及浇不足和浇注温度高等问题，是一种生产复杂薄壁高质量铝/镁合金精密铸件的新方法。
有色 2024年07月30日