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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
铸造铝合金耐蚀性能研究进展与展望

铸造铝合金耐蚀性能研究进展与展望

摘要：铸造铝合金作为用量最广泛的铝合金种类之一，其服役环境复杂多变。合金在海洋或潮湿环境下服役时通常面临腐蚀引起的结构破坏、寿命降低等问题，通过适当的方法改变其微观结构，影响表面钝化膜的成分和结构，可使合金的耐腐蚀性提升。本文综述了近年来铸造铝合金耐蚀性的研究进展，重点讨论了合金元素(如Cu、Si)、热处理工艺及钝化膜的作用。总结了强阴极性元素Cu、Si 会加剧电偶腐蚀，而通过微合金化(添加微量稀土/过渡金属)调整第二相组成，或采用固溶处理减少电化学反应界面均可以提升耐蚀性；表面钝化膜的失效机制(如Cl- 诱导点蚀)可通过多种模型解析。最后，针对铸造铝合金钝化膜问题，提出了若干待解决的开放性问题及研究方向建议。
有色 2026年07月07日
电弧增材制造高强度Al-Mg-Sc系合金研究进展：冶金缺陷、微观组织和力学性能

电弧增材制造高强度Al-Mg-Sc系合金研究进展：冶金缺陷、微观组织和力学性能

摘要：电弧增材制造(WAAM)技术因其制造成本低、沉积效率高、成形构件无尺寸限制等特点，成为大型复杂构件一体化制造最具潜力的技术之一，尤其适用于焊接性能优异的Al-Mg-Sc 系合金。基于此，本文详细综述了WAAM成形Al-Mg-Sc 系合金的研究进展，包括冶金缺陷、微观组织和成形性能。在WAAM中，通过优化丝材成分、打印工艺和引入层间搅拌摩擦加工(FSP)均能有效降低气孔率，改善微观组织和提升合金性能。成形合金最低气孔率约为0.026%；由于Sc 强烈的微合金化作用，微观组织均为等轴晶，平均晶粒尺寸约为10 μm，成形合金表现出优异的性能，直接时效后，合金最高抗拉强度可达470 MPa，且具有优异的塑性。然而，WAAM专用Al-Mg-Sc 系合金丝材的研发、冶金缺陷形成的内在机理、粗大微米级Al3(Sc1 - x, Zrx)相的调控以及多性能的探究仍需进一步解决。最后，基于机器学习在智能制造中的优势，对未来机器学习在WAAM成形中的应用进行了展望：正向性能预测与逆向成分/工艺求解，从而加速WAAM专用高强度铝合金丝材研发，并降低生产成本、缩短研制周期。
有色 2026年08月03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
TiAl合金的高温抗氧化涂层研究进展

TiAl合金的高温抗氧化涂层研究进展

摘要：TiAl合金具有低密度、高熔点、良好的阻燃能力和优异的力学性能，成为航空航天领域具有竞争力的结构材料之一。但是TiAl 合金在高温服役过程中抗氧化能力不足的问题严重阻碍了其发展。近年来，众多学者在TiAl 合金表面高温抗氧化涂层方面开展了大量研究。本文主要从铝及铝化物涂层、硅改性铝化物涂层、MCrAlY涂层、Ti-Al-Cr 涂层和氧化物涂层五种不同的涂层体系出发，系统总结了各类涂层常见的制备工艺、组织形成机理、氧化行为及其失效机制，并对抗氧化涂层未来的发展趋势做了展望。
有色 2026年02月04日
钛合金激光填丝增材制造技术综述

钛合金激光填丝增材制造技术综述

摘要：激光填丝增材制造技术因其能够制造出结构复杂、尺寸精度高、综合性能好的结构件逐渐被广泛应用于工业生产中。而钛合金传统的加工制造技术存在成本高、材料利用率低和效率低等问题。因此，对钛合金材料进行激光填丝增材制造工艺性能和窗口的探究具有很大的研究意义。近年来国内外研究者在该方面进行深入探究并取得较大进展。该文着重介绍了钛合金激光填丝沉积技术的基本原理及分类，并结合大量参考文献总结了钛合金激光填丝增材制造工艺中成形影响因素和组织性能的变化规律，并分析了该技术在未来的发展趋势和主要研究方向。
有色 2026年03月25日
增材制造铝合金残余应力研究现状及展望

增材制造铝合金残余应力研究现状及展望

摘要：增材制造铝合金构件在制造过程中产生的残余应力已成为影响其性能的关键因素。全面了解导致残余应力形成的潜在机制并制定有效的预测和控制策略，对提高铝合金部件的结构性能至关重要。本文系统地阐述了增材制造铝合金残余应力领域的最新研究进展。首先，讨论了残余应力在增材制造铝合金性能方面的影响，包括对缺陷、组织及机械性能的影响；其次，分析了残余应力的产生机制，涉及复杂的热应力场与显微组织演变；同时，审查了影响残余应力的各种因素，发现其主要与构件结构和制造工艺有关；然后，探讨了多种先进检测技术的应用情况，包括X 射线衍射法、中子衍射法等；此外，综述了基于精确模型的预测方法及表面处理等调控策略对改善构件残余应力方面的效果。最后，总结并展望了增材制造铝合金残余应力的发展趋势和方向。
有色 2024年10月10日
Mg-Zn-Y系镁合金的研究现状与展望

Mg-Zn-Y系镁合金的研究现状与展望

摘要：镁合金作为“21 世纪的绿色工程材料”，在航空航天、汽车、电子等领域具有广阔的应用前景。在诸多镁合金中，Mg-Zn-Y合金由于其独特的组织结构和优异的力学性能而成为研究热点。综述了近年来Mg-Zn-Y合金的研究现状。介绍了Mg-Zn-Y合金的物相与显微组织，主要对其存在的三种平衡相进行了简介，即准晶I相（Mg3YZn6）、W相（Mg3Y2Zn3）和LPSO-Z相（Mg12YZn）；重点综述了主要合金元素（Zn、Y、Zr、Nd、Mn、Ca等）、变形加工处理对其微观组织及强韧化行为的作用规律，并总结了相应的铸态及变形态合金的力学性能。基于已有的研究基础展望了合金的未来发展方向。
有色 2024年07月18日
铜合金的腐蚀与防护研究进展

铜合金的腐蚀与防护研究进展

摘要：铜合金具有良好的导电性和导热性，是应用最广泛的工业材料之一。铜合金服役过程中常与酸、碱、盐等腐蚀介质接触，易引起铜合金的腐蚀， 最终导致失效，对生产制造带来危害。提高铜合金的耐腐蚀性有利于进一步扩展其应用领域。本文主要归纳了Cr，Pb，Ti，Al，Mn，Ni以及稀土元素的添加对合金耐蚀性能的影响，通过合金元素的添加可以改变铜合金表面腐蚀产物膜的组成和形貌，减小相与相之间腐蚀电位差， 以及减少有害杂质的存在，以此来改善铜合金的耐蚀性能。塑性变形和热处理是改善铜合金力学性能的常用手段，经塑性变形和热处理过后的铜合金，其微观组织形貌和分布发生了变化， 因此对合金耐蚀性能也有一定的影响。本文主要从合金化、塑性变形及热处理3个方面对铜合金耐蚀性能影响进行综述，最后对铜合金的腐蚀防护研究进行总结和展望。
有色 2025年07月13日
氧化铝材料的强韧化研究进展

氧化铝材料的强韧化研究进展

摘要：氧化铝(Al2O3)材料因其高强度、高硬度、低导热性以及化学稳定性, 被广泛应用于航空航天、牙齿修复、汽车制造、电子器件等领域. 然而, 其本征脆性导致的低断裂韧性显著限制了其在主承重部件中的规模化应用.因此, 同步提升Al2O3材料的强度和韧性, 已成为材料领域亟需突破的技术瓶颈. 本综述首先简要概述了Al2O3材料的基本属性, 随后从物相、组分及仿生微纳结构三个方面系统总结了Al2O3材料的强韧化研究进展, 为后续高强高韧陶瓷基复合材料的高效构筑提供理论基础与技术参考.
有色 2026年03月26日