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铸造技术
铸造技术

邢建东

月刊

1000-8365

zzjs@263.net.cn

029-82312292

710048

西安市金花南路5号西安理工大学608信箱

铸造技术/Journal Foundry Technology北大核心CSTPCD
查看更多>>本杂志是由西安市铸造学会主办，并以西安交通大学、西北工业大学、西安理工大学为主体，联合中国第一汽车集团公司、中国东风汽车公司、洛阳一拖集团有限公司等国内一些大企业共同合办的面向国内外公开发行的铸造综合性核心期刊。编辑部设在西安理工大学。编委会由高等学校的专家教授和大企业的高级工程技术人员组成，具有较高的权威性。该刊物已有20多年的历史，对促进我国铸造产业的振兴与发展起到一定的作用，并逐渐形成“信息报道及时、技术先进实用、面向科研生产、开拓技术市场、促销科技产品”的办刊特色。
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    近α钛合金静动态力学行为研究进展

    杜立成杨浩雪吴韵桀王毅...
    1-17页
    查看更多>>摘要：近α钛合金具备卓越的机械性能与高比强度,在较宽的温度区间内展现出优异的蠕变性能和杰出的抗疲劳性,是航空、航天、水利、电力、冶金等众多领域不可或缺的结构材料之一.当前,随着对航空航天领域以及极寒区域的持续探索,对钛合金结构材料的性能要求愈发严苛.不但要求钛合金具有更高的静态力学性能,还对其动态力学性能提出了更高的要求,以适应极端环境.钛合金的成分主要决定了其类型和性能,而通过恰当的热加工、冷加工以及热处理,可以进一步对其物理和机械性能进行调控.因此,本文综述了近α钛合金静动态力学行为的影响因素,探讨了元素成分与织构对近α钛合金力学性能的影响,总结了近α钛合金在高应变率下的动态力学行为研究现状.

    近α钛合金合金成分织构动态力学性能绝热剪切

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    电子束逐层浇注高温合金充型及凝固过程数值模拟

    宁莉丹谭毅李鹏廷温书涛...
    18-28页
    查看更多>>摘要：电子束熔炼已成为制备高温合金铸锭的关键技术,其凝固组织直接决定着铸造质量以及后续开坯锻造的性能.对铸锭凝固过程中组织的形成进行系统、详细分析,具有现实和重要意义.考虑到实验成本高、难度大,本文基于ProCAST软件建立了高温合金制备充型与凝固过程数学模型,以预测电子束熔炼条件下逐层充型与凝固过程中温度场、流场及凝固结构演变,模拟了不同浇注速度下(0.5、1.0、1.5、2.0 和 4.0 kg/s)铸造直径 220 mm高温合金铸锭的温度场、流场及凝固组织,探讨了温度场、流速及凝固组织随浇注速度的变化规律.结果表明,镍基高温合金铸锭逐层浇注过程中,铸锭顶部合金温度高,底部合金温度低,实现了从底部到顶部的顺序凝固.随着浇注速度的增大,温度梯度明显增大,上层合金熔体对下层合金温度变化影响变小,即温度回升幅度减小.在中心区域,热量积聚更为显著,可能导致铸锭内部产生较大的热应力和缺陷.浇注速度的变化对合金流动的最大速度及合金液面波动的影响较大.随着浇注速度增加,监测点的流体速度变化呈现出更为明显的波动现象,特别是在靠近浇注入口的区域,浇注速度越大,合金液的冲击深度越大.浇注速度显著影响了凝固过程中晶粒的生长行为与取向分布.较低的浇注速度有利于柱状晶的形成,晶粒尺寸较大且取向较为有序;而较高的浇注速度则促使中心区域晶粒细化,晶粒取向更加杂乱.

    电子束数值模拟逐层浇注高温合金浇注速度

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    基于机器学习与多目标优化算法的电弧增材制造过程优化研究

    刘少杰彭逸琦赵宇凡杨海欧...
    29-38页
    查看更多>>摘要：在电弧增材制造中,工艺参数之间存在复杂相互作用,难以寻找最优参数组合以获得最佳的成形质量与预期的几何结构.为了加速工艺参数优化过程,在 3 因素 3 水平全因素实验的基础上,明确了电流、送丝速度和扫描速度对熔道熔宽、熔高和稀释率的影响规律,建立了神经网络、支持向量机和高斯回归分析模型来预测熔宽、熔高和稀释率.对比分析表明,高斯过程回归模型对熔宽的预测性能最好,神经网络模型对熔高的预测性能最好,支持向量回归对稀释率的预测性能最好.基于这 3 种机器学习模型,采用多目标遗传算法(NSGA-II),实现了以熔宽和熔高最大、稀释率最小为目标的电弧增材制造多目标优化,最后对优化结果进行了实验验证.

    电弧增材制造机器学习多目标优化2219铝合金

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    莫来石纤维含量对激光选区烧结结合真空浸渗制备二氧化硅陶瓷型芯性能的影响

    刘珩刘翰帝张任重吴甲民...
    39-44页
    查看更多>>摘要：二氧化硅(SiO2)陶瓷型芯热膨胀系数低、烧结温度低,具有优异的酸碱浸出能力,是生产涡轮空心叶片的必要材料.传统工艺在成形陶瓷型芯时受到模具限制,部分复杂结构陶瓷型芯甚至难以制造,生产高质量复杂结构陶瓷型芯面临挑战.采用激光选区烧结技术(SLS)和真空浸渗工艺(VI)相结合的方法制备SiO2 陶瓷型芯.应用莫来石纤维作为增强相,分析了莫来石纤维对SiO2 晶粒烧结过程的干扰及其在层间的堆积所引发的分层现象,阐明了莫来石纤维含量对SLS-VI制备SiO2 陶瓷型芯性能的影响规律,探究出当纤维含量为 1%(质量分数)时陶瓷型芯综合性能最好,孔隙率为 31.16%,室温抗弯强度为 15.23 MPa,高温抗弯强度为 22.91 MPa.

    SiO2陶瓷型芯激光选区烧结技术真空浸渗工艺莫来石纤维力学性能

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    热循环条件下SLM-TC4钛合金α′马氏体的快速分解

    咸舒凡王嘉鑫郭家宝周峻锋...
    45-54页
    查看更多>>摘要：马氏体是选区激光熔化TC4 的常见物相,其分解过程调控对优化成形件性能尤为重要.采用激光扫描SLM-TC4 全α′马氏体试样,对沉积态试样施加不同热循环,结合数值模拟分析不同热循环条件下的α′马氏体相变序列,明确了α′→β 高温→(α+β)与α′→(α+β)两种转变路径及其组织特征,前者的α相不再具有α′的层级结构,而表现为魏氏集束与网篮组织的混合形态,后者的α相继承了马氏体的晶体取向和层级结构.在第二种转变路径条件下,当热循环温度逼近β转变温度且峰谷温差值较大时,α′马氏体可以在较短时间内依赖孪晶界完成分解,进而形成细小的球化α相,有助于选区激光熔化TC4 合金的性能提升.

    TC4钛合金热循环α′马氏体分解微观组织

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    Cu-Ni-Si-xLa热轧板电导率与其特征组织的关联机制

    高博阳李勇邹航王艺蕾...
    55-64页
    查看更多>>摘要：为探究稀土La元素的添加对C70250 合金组织和性能的作用,利用金相显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射、显微硬度仪、电导率仪及拉伸试验机等研究了Cu-Ni-Si-xLa合金在铸态、均匀化态、热轧态的显微组织、晶粒大小及分布和析出相的演变过程,分析前处理过程中不同稀土La含量对合金性能的影响规律.结果表明,添加La在铸锭靠外的区域会出现细晶区域,这个细晶区的晶粒随着La含量的增加先细化再粗化;Base合金和添加 0.05%La(质量分数)合金出现明显的树枝晶,晶界较为模糊.铸锭中加入适量La元素后,产生细晶强化效果,硬度升高.Base合金中再结晶晶粒分布于纤维状晶粒宽度方向两侧,而加入La合金再结晶晶粒多分布于纤维状晶粒端部并有向晶粒中间生长的趋势,再结晶晶粒会切断纤维状晶粒使其变短.适量La的添加可提高Cu-2.8Ni-0.66Si合金的轧制态强度,综合性能最好的是La的加入量为 0.2%,抗拉强度和电导率分别为 441 MPa和 18.2%IACS.

    Cu-Ni-Si-xLa合金前处理细晶强化显微硬度抗拉强度电导率

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    TiB2含量对TiB2/Al-4.5Cu-1Mn-0.3Mg复合材料微观组织及力学性能的影响

    王山铭李新雷陈易山王宇航...
    65-72页
    查看更多>>摘要：铝基复合材料综合力学性能优异,可满足航空航天领域高性能结构材料的应用需求,但是铝基复合材料的热处理工艺大多沿用基体材料的工艺,忽视了颗粒增强体与析出相的交互作用.利用原位反应制备了不同TiB2 颗粒含量(0%、1%、2%和 3%,质量分数)的TiB2/Al-4.5Cu-1Mn-0.3Mg复合材料,研究了TiB2 颗粒含量对铝铜基复合材料微观组织和力学性能的影响.结果表明,随着TiB2 颗粒含量的增加,铸态复合材料的晶粒由树枝晶逐渐转变为细小等轴晶,T6 热处理所需的峰值固溶温度降低,固溶时间和时效时间均减少,析出相的数量和尺寸减小,材料的屈服强度和弹性模量呈上升趋势,伸长率有所下降.T6 态 3TiB2/Al-Cu-Mn-Mg 屈服强度和抗拉强度最高,分别达到了467.4、505.3 MPa,相较基体合金提高了 36.9%和 14.4%.

    铝铜基复合材料原位自生TiB2颗粒微观组织力学性能

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    消失模铸造工艺研究现状及展望

    李秀青杨晴霞宁增业李锋军...
    73-80页
    查看更多>>摘要：随着现代工业的快速发展,传统铸造工艺已经无法完全满足铸件产品高精度、高性能等需求,而消失模铸造工艺作为一种创新技术,得到了广泛关注和应用.本文对目前国内外在真空低压消失模铸造、振动消失模铸造、消失模壳型铸造等消失模铸造工艺以及消失模铸造充型过程和凝固过程等模拟仿真技术的研究现状进行了总结,并对消失模铸造工艺的未来发展进行了展望.

    消失模铸造模拟仿真现状展望

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    等温淬火球墨铸铁轮毂的研制

    贾霏雨李欣然李平樊沙沙...
    81-86页
    查看更多>>摘要：针对轮毂结构较复杂、壁厚差异大及材质技术要求高的特点,需要进行合理的铸造工艺和等温淬火热处理工艺设计,以生产出优质轮毂铸件.通过确定合适的浇注位置和分型面,进行了砂芯、模样布置及浇冒系统设计.为满足轮毂本体不同部位硬度的差异性要求,将轮毂齿轮中心孔设计为不铸出孔(热处理后加工出齿轮孔),并缩短等温淬火保温时间,即 900℃×2 h奥氏体化后,在硝酸盐池中进行 280℃×35 min等温淬火处理.开发的轮毂铸件外观质量好,未发现明显缩孔缩松、夹杂、气孔等铸造缺陷.

    球墨铸铁轮毂铸造工艺等温淬火热处理

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    热处理制度对TC11钛合金高温力学性能的影响

    王华曹乐吴天栋
    87-91页
    查看更多>>摘要：通过改变热处理制调控TC11 钛合金微观组织,研究不同热处理工艺下TC11 钛合金显微组织结构与高温力学性能之间的内在联系.结果表明,随着热处理温度逐渐升高,初生等轴α相晶粒尺寸增大,百分含量占比逐渐减小,β相含量占比逐渐增大,并且伴随着针状次生α相的增多.在室温使用环境下,TC11 合金在热处理B制度(960℃×2 h,AC+530℃×6 h,AC)下获得良好强塑性匹配,此时抗拉强度(Rm)为 1 089 MPa,屈服强度(Rp0.2)为 976 MPa,断裂伸长率(A)为 19%,断面收缩率(Z)为 51%.在 500℃高温使用环境下,热处理A制度(950℃×2 h,AC+530℃×6 h,AC)下合金力学性能最优,Rm为 771 MPa,Rp0.2 为 584 MPa,A为 19%,Z为 71%,相比于热处理C制度(970℃×2 h,AC+530℃×6 h,AC)下分别提高了 8.2%,6.3%,35%,73%.在 500℃以上使用环境下,晶粒越细小的合金,高温强度反而降低,与室温力学性能相反,此时为获得良好的强塑性匹配,选用热处理制度B最佳.

    TC11钛合金热处理力学性能高温性能显微组织

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