- 黄珍媛;张志华;方炜;黎冰华;伍宇安;吴挺浩;
为提高汽车钣金件冲压成形质量，以某汽车轮罩产品为例，开展了基于响应面法的分段拉延筋优化方法研究。结合BBD试验方法和数值模拟试验，以拉延筋阻力为变量构建成形破裂趋势和起皱趋势响应面模型，验证结果显示模型的检验系数R~2和修正检验系数R■均接近1,表明所建立的响应面模型具有较高的准确性；利用所建立的响应面模型优化拉延筋阻力值，模拟仿真验证结果显示，在最优解拉延筋阻力下汽车轮罩成形破裂风险区域小于0.01%、起皱风险区域小于0.02%、拉延不充分区域小于0.01%,整体成形质量良好；根据最优拉延筋阻力值设计拉延筋几何参数，并进行实际的生产试制；试制结果表明，产品未出现起皱、破裂等缺陷，达到生产要求。
2025年12期 v.32 40-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1320K] [下载次数：41 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 高科;许强;焦海涛;赵龙志;
对无取向电工钢采用异速比为1.00～1.16的异步冷轧至0.20 mm厚，利用光学显微镜、XRD及EBSD对不同轧制工艺下的组织及织构进行分析。结果表明：冷轧织构主要为α及λ织构，γ变形织构较弱，仅存在强的{111}<110>组分。异步轧制对变形织构的类型影响较小，但会弱化λ变形织构。随着异速比增大，变形组织中的剪切带比例先增加后减小，退火时再结晶激活能逐渐降低，再结晶发生更快。完全再结晶后，退火组织平均晶粒尺寸先减小后逐渐增大。此外，常规轧制时退火板主要为强的α~*、{111}<112>织构以及弱的{100}织构。采用异速比1.04～1.08轧制时，{111}<110>变形组织内剪切带处Goss晶粒形核增加，使得退火板中Goss织构明显增强。但当异速比增大到1.12及1.16时，Goss再结晶织构显著减弱。
2025年12期 v.32 47-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 4588K] [下载次数：11 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 邓锋;徐雪峰;曾祥;谢君;危立明;刘杰松;
针对某型飞机钛合金钣金件热成形时工序多、无法实现加热-成形一体化和零件成形性能差等难题，提出电辅助冲压成形工艺制造该零件，通过数值模拟与实验相结合的方法对成形工艺进行探究。结果表明：随着电极宽度增大，电加热效果变好，当电极宽度为45 mm时，坯料成形区域加热效果最好，有利于成形；随着电流密度增加，板材电加热升温速率增大，稳态温度升高，零件的最大减薄率逐渐减小，裂纹逐渐消失。当电流密度为10.452 A·mm~(-2),合模速度为10 mm·s~(-1)时，补偿了成形中的热量损失，保证了材料的成形温度，避免了缺陷产生，成形的零件无缺陷、最大减薄率为12.2%、表面质量好，满足了产品质量要求。电辅助成形后材料的α相晶粒得到细化，β相含量和平均晶粒尺寸有所增加，零件变形区和未变形区的微观结构基本一致，组织较为均匀。
2025年12期 v.32 58-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 4004K] [下载次数：37 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 林才渊;王大伟;王欣儒;张越;金建港;李伟;孙磊;初冠南;
基于弹塑性力学理论揭示了充液压形截面回弹的力学机理，并结合有限元模拟和实验研究了内压、圆角半径和壁厚等主要工艺/几何参数对回弹的影响。结果表明，与膨胀变形不同，充液压形主要依靠弯矩来迫使管材发生塑性变形进而获得所需形状，因此其卸载后会产生回弹。可通过调整内压的大小来有效控制充液压形的回弹。研究表明存在一个临界内压，该临界内压将引起纯弯曲变形并导致回弹量达到最大值。因此，充液压形应避免在此临界内压下进行。内压大于临界压力或小于临界内压均能抑制回弹，但是前者效果更为明显。此外，较大圆角半径也有助于减少回弹，因为在相同的内压下会产生更大的拉力。对于确定的管状件，提高内压是减小回弹的有效方法。
2025年12期 v.32 70-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 3083K] [下载次数：114 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 顾艺炀;郑再象;潘正健;包宇航;谭慧;王峰;徐晶;
给出了一种新的加载路径(内压加载曲线与轴向进给曲线)匹配优化方法，即将多目标粒子群优化(MOPSO)算法与基于动态显式算法的有限元软件集成，通过修改内压加载曲线和轴向进给曲线上所设置的关键控制点的数值来匹配设计加载路径，在更大的解空间内实现对加载路径的自动寻优。优化结果表明，通过该方法所获取的加载路径比通过人工寻优所获取的加载路径更趋于最优，管坯壁厚分布更加均匀；此外，该方法一次运算可同时获取多个Pareto最优解，为工序方案和工艺参数的制订提供了更多的解决方案。
2025年12期 v.32 79-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 3018K] [下载次数：50 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 施立军;张亚莲;陆子川;微石;孙桂川;方刚;
以Ti-6Al-4V钛合金近半圆形回转体厚板零件为研究对象，针对其壁厚均匀性控制问题(技术要求(2.5±0.1) mm)进行工艺研究。首先借助有限元仿真软件，系统分析了一序等温热拉深工艺，发现经验参数下零件存在显著的壁厚差异；然后对温度、压边间隙、润滑条件进行成形参数优化，壁厚分布得到改善；进一步引入预成形过渡工序优化成形路径，调整温度场、摩擦因数等参数，使零件壁厚均匀性进一步提升，但仍满足技术要求；最后提出基于不等壁厚板料的优化方案，使零件壁厚分布提升至2.402～2.592 mm,满足技术要求。通过仿真与试验对比验证，壁厚分布误差控制在1%范围内；成形零件壁厚均匀性显著改善，实测经过最终优化的钛合金零件满足零件技术要求。研究表明，工艺参数优选+工艺路线优化+板料优化的渐进式优化策略可有效解决钛合金厚板零件等温热成形中的壁厚均匀性问题。
2025年12期 v.32 87-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1623K] [下载次数：16 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李晓凯;欧阳亚文;赵亦希;胡蓝;
利用有限元模型分析了大径厚比椭球环件收口成形过程。基于主应力法与圆柱壳轴向失稳分析方法建立了大径厚比椭球环件收口力解析公式与轴向失稳临界载荷计算公式，形成了大径厚比椭球环件收口成形极限分析方法；分析了椭球收口成形关键参数对收口力以及壁厚的影响规律。结果表明：大径厚比椭球环件收口变形区处于双向压缩平面应力状态，径向应力近似为0 MPa,椭球环件壁厚沿母线近似线性变化，口部增厚约39.3%。当3 mm厚环件高度大于150 mm时，最大安全收口位移为108 mm;小于150 mm时，最大安全收口位移为环件高度。大径厚比椭球环件收口力随摩擦因数增加、模具椭圆度增大、径厚比减小而不断上升，收口速度对收口力基本无影响；摩擦因数与收口速度对壁厚影响较小，模具椭圆度增大有利于增加壁厚，不同径厚比下环件壁厚增幅相同。
2025年12期 v.32 94-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 3811K] [下载次数：5 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 赖醒龙;喻文新;李学明;宋扬;徐戊矫;
以Ф0.5 mm的母丝拉拔到Ф0.05 mm的Ti-51.2Ni合金成品细丝为研究对象，通过设计退火制度来调控硬态母丝的力学性能，为其后续的多道次拉拔做好性能准备。利用SEM表征了不同退火制度下母丝表面形成的TiO_2氧化膜厚度的差异，对应开展摩擦磨损实验探究了不同的氧化膜厚度对线材冷拉拔中摩擦因数的影响。根据不同拉拔变形量下丝材力学性能的变化规律确定出丝材在两道次退火之间允许的成形极限，从而为研究对象制定出三拉三退的工艺方案。基于Deform-3D建立了NiTi合金圆丝拉拔有限元模型，以线材Ф0.5 mm拉制到Ф0.25 mm的第1道次拉拔过程为例，分析了单副模具减径量和模具锥角对拉拔成形的影响。开展了第3次(最后一次)退火制度优化设计，以实现成品丝材的相变温度调控。根据所制定的多道次冷拉拔-退火工艺路线，利用塔轮式拉丝机和连续热处理炉制备出成品Ф0.05 mm的Ti-51.2Ni合金细丝。经检测，该成品细丝的抗拉强度≥1500 MPa,屈服强度≥600 MPa,伸长率≥10%,相变温度控制在(0±10)℃范围内，满足产品全部性能要求。
2025年12期 v.32 104-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 2811K] [下载次数：11 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 崔峰;徐雪峰;范玉斌;谢君;彭名良;
为进一步提高小弯曲半径薄壁管的成形质量，采用正交试验法对推-拉-旋一体弯曲成形工艺参数进行优化研究。通过Abaqus软件对外径为Φ32 mm、壁厚为1 mm、相对弯曲半径为0.9的5A02铝合金弯管进行了推-拉-旋一体弯曲成形有限元模拟，并采用正交试验法优化工艺参数。在此过程中，拉紧力载荷、内腔旋轮运动状态、主动运动速度、内外侧摩擦因数被设为参数变量，并以最大减薄率、最大增厚率、输出段长度作为优化目标。用综合平衡法确定以上因素的主次关系，得出最优的参数组合为：主动运动速度应设定为100 rad·s~(-1),约等于955.2 r·min~(-1);拉紧力载荷需调整至360 MPa;内侧摩擦因数和外侧摩擦因数分别设定为0.1和0.05。最后通过实验验证了该正交试验法优化工艺参数的可行性。
2025年12期 v.32 115-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 1963K] [下载次数：37 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 戴伟发;卢曦;
以某轿车等速万向传动中间旋锻轴为对象，其成形制造过程包括冷旋锻和冷推花键工艺，在旋锻轴制造过程中毛坯材料强度匹配不合理会出现旋锻缺陷和冷推花键缺陷，为了避免增加额外的工艺，提出一种耦合旋锻成形和推花键成形工艺约束的毛坯材料强度匹配方法。首先根据旋锻成形工艺特性及毛坯制造成本确定避免旋锻缺陷的毛坯初始抗拉强度范围；其次结合材料加工硬化特性及旋锻轴轴向应变分布确定旋锻后旋锻轴危险部位的抗拉强度范围；然后根据冷推花键经验公式及花键段硬化特性确定材料强度与冷推花键轴向力关系，根据旋锻后材料硬化特性和危险点屈服强度确定旋锻轴出现轴向屈曲的临界轴向力。为了避免旋锻轴出现额外的冷推花键缺陷，冷推花键轴向力必须小于临界轴向力，既不出现旋锻缺陷又不出现冷推花键缺陷的材料强度即为最终毛坯抗拉强度范围。最后通过冷推花键仿真验证了理论分析的合理性。
2025年12期 v.32 123-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 1275K] [下载次数：5 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 庞杰;李国钧;徐琅;曹云泰;李彦斌;徐戊矫;
以5A06铝合金型材平面分流挤压为对象，在HyperXtrude平台建立了分流挤压的有限元模型，开发了针对薄壁铝合金型材挤压成形工艺的自动优化算法，该算法包含非支配排序遗传优化算法NSGA-II模块、CAE分析参数化和自动化子系统以及数据存储与检测模块3个部分；基于该算法实现了工艺参数的快速优化。同时，进行了挤压模具结构优化，即在下模焊合室部位增设了阻流块并分区域优化了工作带长度。经过挤压工艺参数和模具结构优化后，衡量平面分流挤压中金属流速均匀性的指标TrScore值从318.010下降到了68.717,降幅达78.4%,薄壁铝合金型材平面分流挤压的金属流速均匀性显著增加。对该薄壁铝合金型材进行生产试制，试制结果表明，型材截面尺寸公差、壁厚公差、直线度和力学性能均已达到技术指标要求，验证了挤压工艺自动优化算法和挤压模具结构优化的有效性。
2025年12期 v.32 129-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 3278K] [下载次数：19 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 俎瑞军;兰箭;王丰;
针对复杂截面机匣环件轧制成形过程中尺寸精度较低的问题，基于ABAQUS有限元软件建立了TC4钛合金非对称外双沟槽机匣环件轧制/胀形复合成形有限元模型，研究了环件成形过程外径椭圆度的变化规律，制定了一种可提高TC4钛合金机匣环锻件尺寸精度的成形工艺方案。将传统单次轧制和胀形工艺与本文制定的两道次轧制和胀形工艺做对比，发现改进后的工艺方案可以有效降低环件椭圆度大小。结合工艺方案进行了TC4钛合金非对称外双沟槽机匣环件成形实验，并对模拟结果进行验证，实验过程环件外径尺寸与预计工艺方案误差为0.6%,最终环件外径椭圆度在2 mm以内，实验结果与有限元模拟结果对比环件外径椭圆度平均误差为1.2 mm。
2025年12期 v.32 141-147页 [查看摘要][在线阅读][下载 3172K] [下载次数：23 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 张小雪;兰箭;全紫璇;
针对TC4非对称外双沟形机匣环锻件在轧制成形过程中存在的上下端内径差过大的问题，通过ABAQUS数值仿真技术分析坯料制备、预成形和终成形等阶段的成形效果，优化模具参数设计和环坯设计，得到控制TC4非对称外双沟形机匣环锻件产生上下端内径差过大的工艺方法，有效地解决了TC4非对称外双沟形机匣环锻件上下端内径差过大的问题。通过合理设计轧制用环坯以及优化驱动辊和芯辊的参数，将数值模拟过程中由于模具设计和轧制过程中材料流动分配等因素导致的TC4非对称外双沟形机匣环锻件产生上下端内径差将近10 mm的缺陷控制在1.5 mm以内，并成功制备了符合企业要求的尺寸精度在0.2%以内的TC4非对称外双沟形机匣环锻件。
2025年12期 v.32 148-153页 [查看摘要][在线阅读][下载 1477K] [下载次数：9 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 张淏龙;郭平安;金飞翔;边翊;金康;王小刚;章科举;
针对树脂传递模塑成形(RTM)工艺中树脂流动难以观测导致工艺优化困难的问题，利用数值模拟软件建立了层合板树脂充模过程的仿真模型；基于平行板电容器原理，设计了由16个电容极板组成的模流监测系统；通过数值模拟与模流监测实验相结合的方法，研究了铺层角度、注胶压力和初始温度3种工艺参数对树脂流动的影响，并研究了注胶压力对产品孔隙率的影响。结果表明，在铺层角度为0°、注胶压力为1.2 MPa、初始温度为50℃时，可实现树脂以最快速度充模，同时产品孔隙率达到最低。得到最短充模时间为9.5 s,最低孔隙率为1.59%,从而提升层合板的力学性能。
2025年12期 v.32 154-163页 [查看摘要][在线阅读][下载 2743K] [下载次数：45 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]
- 陈虎;李春玲;仪传明;夏源渊;刘冠;肖罡;
采用正交实验方法研究了激光功率、扫描速度及扫描间距在耦合效应下18Ni300模具钢选区激光熔化(SLM)成型缺陷及力学性能特征；通过引入相对密度和显微硬度的双指标约束，建立了兼顾成型质量与力学性能的工艺参数窗口。结果表明：孔洞缺陷的形态演变呈现3阶段特征：低体积能量密度VED(<75 J·mm~(-3))条件下，不规则未熔合孔主导；中VED(75～95 J·mm~(-3))条件下，表面张力形成弥散球形气孔；高VED(>95 J·mm~(-3))条件下，锁孔失稳引发簇状球形气孔。显微硬度的非线性响应源于致密化、马氏体相变与纳米析出相((Ni, Fe)_3Ti)的跨尺度协同强化效应。在激光功率150～180 W、扫描速度800～900 mm·s~(-1)、扫描间距700～800μm和VED为75～95 J·mm~(-3)的工艺参数窗口实现了高致密度99.38%±0.12%和良好显微硬度(247±5) HV的协同优化。
2025年12期 v.32 164-171页 [查看摘要][在线阅读][下载 1587K] [下载次数：29 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 霍可越;王文;刘艺;张旭;郑鹏飞;王快社;
通过单面搅拌摩擦焊接(FSW)工艺与FSW+熔化极活性气体保护电弧焊接(MAG)工艺对TA2+Q235B钛钢复合板进行了对接焊接。采用显微硬度及拉伸测试手段表征了接头的力学性能，采用扫描电子显微镜及电子背散射衍射分析了接头各区域的Fe-Ti界面特征。结果表明：FSW接头的极限抗拉强度及断后伸长率分别达到母材(BM)的84%及71%,FSW+MAG接头的极限抗拉强度及断后伸长率分别达到BM的95%及41%。其原因在于FSW+MAG工艺通过减少异质材料的相互混合避免了复层结构的形成，有效抑制了脆性IMCs的形成。此外，FSW+MAG接头的位错分布更加均匀，使FSW+MAG接头可以更有效地分散应力，避免局部应力集中，从而提升FSW+MAG接头的力学性能。
2025年12期 v.32 172-182页 [查看摘要][在线阅读][下载 5652K] [下载次数：18 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 刘佩杰;李佩;全燕鸣;
采用带有同步加热功能的分离式霍普金森压杆装置系统性研究了高温大应变率条件下U71Mn钢轨材料对应变率、温度和应变的敏感性。研究结果表明，U71Mn钢轨材料的动态力学性能受应变率硬化效应、温度软化效应和应变硬化效应的综合影响。温度一定且应变率依次取1500、5000和10000 s~(-1)时，钢轨材料出现明显的应变率硬化效应；应变率一定时，温度由20℃上升至800℃(20、200、400、600和800℃)时材料的流动应力明显下降；应变硬化受绝热温升影响，应变率越大，材料的绝热温升数值越大；升高温度和增大应变率均会使试样微观组织发生不同程度的细化，在10000 s~(-1),800℃时显微组织由片层状完全细化为颗粒状。
2025年12期 v.32 183-193页 [查看摘要][在线阅读][下载 3362K] [下载次数：15 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 段佳兴;韩鹏;王文;侯嘉伟;郭旭;王快社;
采用多道次搅拌摩擦加工技术(MFSP)对冷喷涂增材制造(CSAM)6061铝合金进行大面积加工改性。采用SEM、EBSD和XRD对CSAM试样和MFSP试样不同区域的微观组织进行了表征，并利用显微硬度和室温拉伸测试对其力学性能进行了研究。结果表明，CSAM试样存在大量微孔、裂纹缺陷，晶粒分布不均匀，大角度晶界占比仅为41.4%。相比CSAM试样，MFSP试样晶粒均匀并细化至2.09μm,大角度晶界占比升高至78.0%,位错密度显著降低。其中，加工区和界面区的晶粒分别细化至2.31和1.86μm,大角度晶界占比分别升高至72.8%和83.1%。相比加工区，界面区晶粒细化程度和大角度晶界占比更高，这是由于界面区经历了重复机械搅拌和热作用，促进了连续动态再结晶。MFSP试样平均显微硬度、极限抗拉强度和伸长率分别为58 HV、177 MPa和14.5%,相比CSAM试样分别提高了35%、101%和753%。
2025年12期 v.32 194-201页 [查看摘要][在线阅读][下载 4698K] [下载次数：43 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 郭鹏程;王德旺;肖罡;叶拓;
采用单向拉伸试验测试了不同热处理状态AZ31镁合金轧制板材沿着RD、45°和TD的力学响应行为，研究了热处理对其各向异性的影响，并从变形显微组织和断口形貌分析了微观机制。结果表明，T6处理有效地降低了AZ31镁合金轧制板材力学性能的各向异性。T4态合金的屈服强度、抗拉强度和伸长率的平面各向异性指数(IPA)分别为10.1%、0.7%和18.1%,T6处理后平面各向异性指数分别下降了5.1%、0.3%和11.3%。在拉伸过程中，绝大多数晶粒的c轴受压，塑性变形以基面滑移为主，压缩孪晶仅在高应变集中区域出现，T4态合金较高的塑性诱发了更多的压缩孪生。T4和T6态合金的断口主要由韧窝组成，但T6态的韧窝形态较为不规则，且数量较少，解理小刻面的比例也较高。随着加载方向从RD到45°再到TD,韧窝尺寸增大，解理小刻面占比增加，导致了AZ31镁合金轧制板材力学性能的各向异性。
2025年12期 v.32 202-210页 [查看摘要][在线阅读][下载 3588K] [下载次数：32 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 张祎丹;韩鹏;王文;周凯;张予源;罗雷;王快社;
在变形温度为550～900℃,等效应变速率为0.07～70 s~(-1)条件下，采用Gleeble-3500热模拟试验机对SP700钛合金进行热压剪实验，研究了其热压剪变形行为，构建了应变补偿型Arrhenius本构方程，表征了热压剪变形过程中组织演变规律。结果表明，随着变形温度升高和等效应变速率降低，SP700钛合金热压剪变形等效峰值应力降低。本构方程的相关系数和平均相对系数分别为0.93和9.67%。随着变形温度升高，热压剪变形区平均晶粒尺寸增大，且动态再结晶比例增大，这是由于动态软化效应逐渐主导热变形过程所致。随着等效应变速率升高，热压剪变形区晶粒沿剪切方向被拉长程度增大，且动态再结晶比例增大，这是由于高应变速率下因变形时间缩短，动态回复被抑制所致。
2025年12期 v.32 211-220页 [查看摘要][在线阅读][下载 7983K] [下载次数：21 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 罗欢;樊晓光;代鹏;
为了研究不同应力状态下纯钼薄板各向异性断裂行为和成形性能，利用单向拉伸和Nakajima实验研究了单向拉伸加载方向和Nakajima试样缺口的大小及方向对纯钼薄板断裂行为的影响。结果表明：随着单向拉伸加载角度的增加，纯钼薄板的屈服应力和断裂应变随加载角度呈W形变化，在0°、45°和90°方向达到峰值，3个方向的r值均小于1。其中，沿45°方向的最大，成形性能有所改善；在Nakajima实验中，试样易于在平面应变状态附近发生断裂，当缺口方向与轧制方向之间的夹角发生改变时，成形极限性能表现不同，随着夹角的增加，纯钼薄板的成形极限曲线越高，材料可承受的应变相对越高。当夹角为45°时，可以抵抗较宽双轴应变范围内的变形。
2025年12期 v.32 221-227页 [查看摘要][在线阅读][下载 3876K] [下载次数：14 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 龚远舟;付波;王克鲁;黄文杰;鲁世强;
基于9310钢在800～1100℃和0.001～10s~(-1)条件下的热压缩实验数据，分析了该合金的热变形行为，计算了不同工艺条件下的热变形激活能Q、Z参数及功率耗散效率η;采用响应面方法构建了Q、Z和η的预测模型，分析了工艺参数对Q、Z和η的交互作用影响，并通过多目标可视化优化获得了9310钢的最佳热变形工艺窗口。结果表明，9310钢具有负温度敏感性和正应变速率敏感性，其流动应力曲线在800℃和1 s~(-1)条件下呈现少许硬化特征，而其余变形条件下大致呈现稳态流动特征。所构建的Q、Z和η响应面模型具有强显著性和较高的预测精度，3个模型的P值分别为0.0002、0.0003和0.0002,决定系数R~2分别为0.9897、0.9873和0.9897,校正决定系数R■与预测决定系数R■的差值均小于0.2。变形温度T、应变速率■和真应变ε对Q和Z的交互影响顺序为：■;对η的影响顺序为：■。最佳热变形工艺窗口为950～1100℃和0.32～10 s~(-1),该优化结果与组织验证结果吻合。
2025年12期 v.32 228-240页 [查看摘要][在线阅读][下载 2367K] [下载次数：46 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 邱子杰;魏志伟;王怀慎;朱志雄;罗丹;董鹏;
利用搅拌摩擦沉积增材(AFSD)实现了细晶(～3.20μm)5A06铝合金锥壳的制备，采用Gleeble-3500热模拟试验机获得了其在变形温度573～773 K和应变速率0.01～10 s~(-1)下的真应力-真应变曲线。采用Zener-Hollomon模型建立了AFSD 5A06铝合金的热变形本构方程，并基于动态材料模型建立了在应变0.3～0.9下的热加工图。对所建立的本构方程进行验证，相关指数为0.9929,表明所构建的本构方程能准确反映AFSD 5A06铝合金的流变应力与变形温度和应变速率之间的关系。基于动态材料模型计算所得的热加工图可以指导AFSD 5A06铝合金的热加工过程。
2025年12期 v.32 241-250页 [查看摘要][在线阅读][下载 2664K] [下载次数：37 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 张之鑫;贾哲;王治武;窦欢欢;
针对LA103Z镁锂合金采用Gleeble-3500热模拟试验机开展了不同温度(250、300、350和400℃)和不同应变速率(0.001、0.01、0.1和1 s~(-1))下的热拉伸实验。实验结果表明：LA103Z镁锂合金的流变应力表现出典型的温度负相关性和应变速率正相关性，峰值应力随变形温度升高而显著降低，随应变速率的增加而明显升高。在较高应变速率下，温度从250℃升至400℃导致屈服强度下降了64.4%,而在低应变速率下，相同温升范围屈服强度下降了58.3%,这表明在高应变速率下温度软化效应更为剧烈。基于上述热变形行为分析，引入Zener-Hollomon参数以耦合温度与应变速率效应，建立了应变补偿型的Arrhenius本构模型，并将其与Johnson-Cook模型和Zerilli-Armstrong模型进行了对比分析，研究表明基于应变补偿的Arrhenius本构模型能够更加准确地描述LA103Z镁锂合金在较宽温度与应变速率范围内的流变应力演变规律，为后续热成形过程的数值模拟、工艺窗口优化提供了重要的理论依据。
2025年12期 v.32 251-259页 [查看摘要][在线阅读][下载 2520K] [下载次数：30 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 卢熠;王攀智;杨家典;王克鲁;罗佰乐;鲁世强;
采用Gleeble-3500热模拟试验机研究了GH4738高温合金在变形温度980～1100℃和应变速率0.001～0.1 s~(-1)下的热变形行为，建立了位错密度、形核和晶粒长大模型，进一步采用元胞自动机方法分析了合金动态再结晶过程中的微观组织演变规律。结果表明，合金的流动应力对变形温度和应变速率非常敏感。动态再结晶对晶粒细化起着至关重要的作用，提高变形温度、降低应变速率、增大应变量均有利于动态再结晶行为的发生。变形温度为1070℃、应变速率为0.01 s~(-1),高度压下率为0%、10%、35%和60%时，平均晶粒尺寸分别约75.21、56.17、20.74和20.45μm。变形温度1070℃、高度压下率60%,应变速率为0.001和0.1 s~(-1)时，平均晶粒尺寸分别约21.90和15.90μm。应变速率0.01 s~(-1)、高度压下率60%,变形温度为1010和1100℃时，平均晶粒尺寸分别约18.49和23.61μm。与实际变形微观组织对比可知，所建立的元胞自动机模型可以准确预测合金热变形过程中的动态再结晶行为特征。
2025年12期 v.32 260-269页 [查看摘要][在线阅读][下载 3879K] [下载次数：28 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 雷志远;王匀;吴伟光;朱长顺;范雪飞;
采用激光加工技术在硬质合金前刀面制备出规则排布的5种织构：微沟槽织构(GT)、月牙形向上织构(CUT)、月牙形向下织构(CDT)、复合织构GT+CUT(CUGT)和复合织构GT+CDT(CDGT)刀具。通过对TC4钛合金的切削试验，系统研究了不同织构刀具对钛合金切削性能及塑性变形行为的影响规律。结果表明：与无织构刀具(NT)相比，5种微织构刀具均能有效降低切削力、减少刀面粘结面积并改善工件表面质量。其中，复合织构刀具(CDGT)综合性能更佳，主切削力降低22.1%,刀面粘结面积减少46.3%,工件表面粗糙度降低25.3%。在塑性变形方面，CDGT刀具产生的切屑变形系数降低16.5%,剪切角增大16.9%,剪切应变降低11.2%,有效缓解了TC4钛合金切削过程中的粘结磨损，延长了刀具寿命，提高了工件表面质量。
2025年12期 v.32 270-277页 [查看摘要][在线阅读][下载 2130K] [下载次数：37 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]