- 崔明亮;周耀;幸子涵;汤紫阳;胡建良;张鹏;
采用表层增塑累积变形工艺和固溶+回归再时效(RRA)热处理工艺研究了H形7050铝合金模锻件组织和力学性能的演变规律，提高了锻件晶粒组织和力学性能的均匀性，获得了调控H形7050铝合金模锻件组织性能均匀性的最佳工艺。结果表明，经过表层增塑累积变形实验及固溶处理后，锻件的组织均匀性显著提升，并获得了最优的固溶工艺为470℃/45 min。在470℃/45 min的最优固溶工艺条件下，研究了RRA过程中H形7050铝合金模锻件肋部表层和中心的组织演变和硬度的变化规律。最后，研究了回归制度对锻件力学性能和断口形貌的影响，发现锻件肋部与腹部的表层和中心力学性能均在120℃/24 h+190℃/5 min+120℃/24 h的RRA工艺下表现最好。
2025年08期 v.32;No.207 23-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 8990K] [下载次数：65 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 胡志文;任明明;向华;吴海英;庄新村;
为解决车轴锻件尺寸大、工序长，导致其径向锻造过程中晶粒尺寸预测和控制难，而采用有限元计算则会耗费大量时间的问题，采用Forge有限元软件开展了车轴径向锻造过程全流程模拟，获得了混合非时序数据和时序数据组合工艺参数的输入特征量和以晶粒尺寸及位置坐标为输出特征量的数据集，应用时序神经网络构建了车轴径向锻造晶粒尺寸演变预测模型。经训练和评估后的模型可有效预测训练数据外的车轴径向锻造过程晶粒尺寸演变，结果与有限元模拟结果相近。因而，该模型可满足工程领域快速预测径向锻造过程晶粒尺寸演变的需求。
2025年08期 v.32;No.207 33-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1660K] [下载次数：48 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王建珑;宋江豪;赵昌德;刘一琦;杨建雷;
对6082铝合金进行了有限元挤压仿真，并进行了快速挤压实验，得到最佳温挤压工艺参数区间后，对挤压后铝合金进行了热处理工艺，最终得到综合力学性能优良的6082铝合金挤压棒材。结果表明：有限元仿真过程中，随着坯料温度升高，金属内部挤压温度分布更均匀，应变从心部到表面差值增大，随着挤压比的增大，棒材温度升高，等效应变增大，随挤压速度增加，棒材内部温度分布变得更均匀，等效应变出现一定程度的增大；在挤压实验中，随坯料温度的减小和挤压比的增大，铝合金抗拉强度升高，伸长率呈现下降趋势，最终确定最佳挤压工艺参数为坯料温度250℃、模具温度300℃、挤压比14.79、挤压速度10 mm·s~(-1)。热处理对挤压态铝合金性能有明显影响，主要表现在第二相粒子的析出、颗粒大小及弥散情况，最终确定最佳热处理工艺参数为520℃×0.5 h+180℃×8 h。研究发现通过优化挤压+热处理工艺可获得工艺性能较优良的6082铝合金挤压棒材。
2025年08期 v.32;No.207 40-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 4567K] [下载次数：84 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李明浩;陈国清;祖宇飞;何祝斌;林艳丽;李细锋;
为了研究脉冲电流对2A97铝锂合金动态拉伸变形行为的影响，在300～500℃的温度范围内进行了电脉冲辅助单轴拉伸实验和无电流辅助的单轴拉伸实验。结果表明，脉冲电流不会降低2A97铝锂合金的极限工程应力，但当应变量增至横截面缩小30%时，脉冲电流可诱导流动应力的降低，且该作用随温度的升高逐渐减小：300℃时，脉冲电流诱导流动应力降低18%;400℃时，脉冲电流引起流动应力降低的幅度减小为14%;500℃时，脉冲电流仅引起流动应力降低近5%。微观组织分析表明，脉冲电流通过促进2A97铝锂合金的动态回复和动态再结晶来诱导流动应力降低。进一步的分析表明，脉冲电流的局部热点效应可为位错核心提供较高的能量，降低位错运动的阻力，从而促进2A97铝锂合金的动态回复及动态再结晶。
2025年08期 v.32;No.207 55-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 4910K] [下载次数：42 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李明浩;陈国清;祖宇飞;何祝斌;林艳丽;李细锋;
为了研究脉冲电流对2A97铝锂合金动态拉伸变形行为的影响，在300～500℃的温度范围内进行了电脉冲辅助单轴拉伸实验和无电流辅助的单轴拉伸实验。结果表明，脉冲电流不会降低2A97铝锂合金的极限工程应力，但当应变量增至横截面缩小30%时，脉冲电流可诱导流动应力的降低，且该作用随温度的升高逐渐减小：300℃时，脉冲电流诱导流动应力降低18%;400℃时，脉冲电流引起流动应力降低的幅度减小为14%;500℃时，脉冲电流仅引起流动应力降低近5%。微观组织分析表明，脉冲电流通过促进2A97铝锂合金的动态回复和动态再结晶来诱导流动应力降低。进一步的分析表明，脉冲电流的局部热点效应可为位错核心提供较高的能量，降低位错运动的阻力，从而促进2A97铝锂合金的动态回复及动态再结晶。
2025年08期 v.32;No.207 55-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 4910K] [下载次数：42 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 卢雅悦;温东旭;宁梦涛;高萌;黄亮;李建军;
结合弯曲成形工艺实验和有限元模拟方法，系统研究了常温条件下不同超声工艺参数(超声频率、超声振幅)对成形板件弯曲回弹行为的影响。结果表明，施加超声能场后，成形板件的应力大幅降低，应力分布变化显著，弯曲回弹量随之减小。随着超声频率和超声振幅的增加，成形板件圆角接触段和弯曲段的应力均值和峰值均大幅下降，圆角接触段的应力波动趋于平稳。在超声条件为40 kHz-10μm时，圆角接触段和弯曲段的应力均值分别为411.85和350.50 MPa,与无超声相比，降幅分别高达61.95%和40.46%。这是由于超声能场可有效激活TC4合金的滑移系，促进位错运动，从而导致流变软化，降低成形载荷。同时，超声频率、超声振幅与成形板件的弯曲回弹量呈负相关，成形板件的回弹量从无超声时的76.05%降低至62.34%。因此，在TC4合金弯曲成形中施加超声能场辅助有助于降低材料流变应力，并有效抑制弯曲回弹，从而提高板件成形质量。
2025年08期 v.32;No.207 69-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 2413K] [下载次数：20 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 卢雅悦;温东旭;宁梦涛;高萌;黄亮;李建军;
结合弯曲成形工艺实验和有限元模拟方法，系统研究了常温条件下不同超声工艺参数(超声频率、超声振幅)对成形板件弯曲回弹行为的影响。结果表明，施加超声能场后，成形板件的应力大幅降低，应力分布变化显著，弯曲回弹量随之减小。随着超声频率和超声振幅的增加，成形板件圆角接触段和弯曲段的应力均值和峰值均大幅下降，圆角接触段的应力波动趋于平稳。在超声条件为40 kHz-10μm时，圆角接触段和弯曲段的应力均值分别为411.85和350.50 MPa,与无超声相比，降幅分别高达61.95%和40.46%。这是由于超声能场可有效激活TC4合金的滑移系，促进位错运动，从而导致流变软化，降低成形载荷。同时，超声频率、超声振幅与成形板件的弯曲回弹量呈负相关，成形板件的回弹量从无超声时的76.05%降低至62.34%。因此，在TC4合金弯曲成形中施加超声能场辅助有助于降低材料流变应力，并有效抑制弯曲回弹，从而提高板件成形质量。
2025年08期 v.32;No.207 69-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 2413K] [下载次数：20 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 雷小强;徐雪峰;范玉斌;谢君;曾祥;贺锐睿;
为解决传统T型管内高压成形中过渡区阻碍材料流动而使支管减薄严重的问题，以TA1纯钛管为研究对象进行内高压成形实验，同时对过渡区结构进行优化，设计了一种平滑过渡T型管。通过比较两种T型管过渡区切面上的曲率变化规律发现，传统T型管的曲率先增后减，而平滑过渡T型管每个切面上的曲率都为定值。对两种成形管的壁厚进行了分析，结果表明，平滑过渡T型管引导区、底部区与过渡区壁厚均小于传统T型管，平滑过渡T型管的壁厚均匀性优于传统T型管。平滑过渡T型管在提升支管极限高度时极易出现V型撕裂缺陷，分别对润滑区域进行两次优化，通过改变PTFE薄膜的尺寸和形状得到支管高为43 mm、表面质量良好的平滑过渡T型管。
2025年08期 v.32;No.207 78-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 2081K] [下载次数：17 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 雷小强;徐雪峰;范玉斌;谢君;曾祥;贺锐睿;
为解决传统T型管内高压成形中过渡区阻碍材料流动而使支管减薄严重的问题，以TA1纯钛管为研究对象进行内高压成形实验，同时对过渡区结构进行优化，设计了一种平滑过渡T型管。通过比较两种T型管过渡区切面上的曲率变化规律发现，传统T型管的曲率先增后减，而平滑过渡T型管每个切面上的曲率都为定值。对两种成形管的壁厚进行了分析，结果表明，平滑过渡T型管引导区、底部区与过渡区壁厚均小于传统T型管，平滑过渡T型管的壁厚均匀性优于传统T型管。平滑过渡T型管在提升支管极限高度时极易出现V型撕裂缺陷，分别对润滑区域进行两次优化，通过改变PTFE薄膜的尺寸和形状得到支管高为43 mm、表面质量良好的平滑过渡T型管。
2025年08期 v.32;No.207 78-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 2081K] [下载次数：17 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 滕伟杰;张坤;黄遐;沈通;曾元松;孟庆磊;
以可时效强化型7050-T451铝合金为研究对象，在24 h、160℃时效参数下设计了四因素三水平正交试验，研究了蒙皮厚度、筋条高度、筋条厚度和弯曲半径对带筋结构件回弹及力学性能的影响。通过极差分析表明，弯曲半径对回弹的影响最大，筋条高度的影响最小。随着蒙皮厚度增加、筋条高度增加、筋条厚度减小、弯曲半径减小，带筋结构件的回弹率降低。分析力学性能发现，蒙皮的屈服强度高于筋条，而布氏硬度值低于筋条。采用扫描电镜观察拉伸试样断口形貌发现，断口主要呈现韧窝型穿晶断裂特征，蒙皮断口的第二相颗粒密度和体积大于筋条，且相邻撕裂棱间距更宽。
2025年08期 v.32;No.207 87-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 2692K] [下载次数：41 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 滕伟杰;张坤;黄遐;沈通;曾元松;孟庆磊;
以可时效强化型7050-T451铝合金为研究对象，在24 h、160℃时效参数下设计了四因素三水平正交试验，研究了蒙皮厚度、筋条高度、筋条厚度和弯曲半径对带筋结构件回弹及力学性能的影响。通过极差分析表明，弯曲半径对回弹的影响最大，筋条高度的影响最小。随着蒙皮厚度增加、筋条高度增加、筋条厚度减小、弯曲半径减小，带筋结构件的回弹率降低。分析力学性能发现，蒙皮的屈服强度高于筋条，而布氏硬度值低于筋条。采用扫描电镜观察拉伸试样断口形貌发现，断口主要呈现韧窝型穿晶断裂特征，蒙皮断口的第二相颗粒密度和体积大于筋条，且相邻撕裂棱间距更宽。
2025年08期 v.32;No.207 87-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 2692K] [下载次数：41 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 杨鹏程;李强;桂海莲;李莎;马国强;楚志兵;申春雷;
为了提高镁铝复合板的结合性能及矫直精度，对矫直过程中的材料结合界面变形过程进行了研究。利用SEM、XRD、EBSD对复合板矫直前后结合界面的厚度、物相和晶体结构进行了表征和分析。结果显示：镁铝复合板结合界面生成新的物相Al_(12)Mg_(17)和Al_3Mg_2,且厚度均为10μm左右。从晶体塑性有限元的角度分别建立了Al_(12)Mg_(17)和Al_3Mg_2的Voronoi图，并将晶体取向、材料参数等信息导入模型中。将基于率相关的晶体塑性本构模型的用户材料子程序应用于平面应变压缩模拟中计算得出Al_(12)Mg_(17)和Al_3Mg_2的力学参数，同时将其应用在镁铝波纹复合板的矫直模型中。最后，通过十一辊矫直实验对模拟与实验进行论证。
2025年08期 v.32;No.207 97-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 2855K] [下载次数：70 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王晓宇;张欣;孙杰;陈树宗;
针对热轧生产过程中板凸度数据分布不平衡，导致传统分类方法在少数类样本识别及分类性能上表现不足问题，提出了一种面向不平衡数据的热轧板凸度质量分类方法。该方法通过局部密度过采样(LDS)对少数类样本进行数据增强，有效提升模型对少数类的识别能力；利用可分解二叉树算法(DBTA)实现复杂多类别问题的高效划分；同时结合Adaboost分类器进一步提高分类的精度和稳定性。实验结果表明，所提方法在评价指标MAUC、G-mean和F1-Macro上分别达到了0.9198、0.9087和0.8739,显著提升了板凸度质量分类的准确性。
2025年08期 v.32;No.207 107-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 2133K] [下载次数：29 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王晓宇;张欣;孙杰;陈树宗;
针对热轧生产过程中板凸度数据分布不平衡，导致传统分类方法在少数类样本识别及分类性能上表现不足问题，提出了一种面向不平衡数据的热轧板凸度质量分类方法。该方法通过局部密度过采样(LDS)对少数类样本进行数据增强，有效提升模型对少数类的识别能力；利用可分解二叉树算法(DBTA)实现复杂多类别问题的高效划分；同时结合Adaboost分类器进一步提高分类的精度和稳定性。实验结果表明，所提方法在评价指标MAUC、G-mean和F1-Macro上分别达到了0.9198、0.9087和0.8739,显著提升了板凸度质量分类的准确性。
2025年08期 v.32;No.207 107-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 2133K] [下载次数：29 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 于浩;夏天;路明昊;崔瑀琦;张文哲;肖宏;余超;
针对钢和铝两种金属力学性能差异较大，在轧制复合过程中钢/铝复合板变形不协调，导致界面结合强度不高且难以在小压下率下复合的问题，提出利用感应加热异温轧制制备钢/铝复合板，并在Q235碳钢与5083铝合金之间添加薄层纯铝中间层，以此可以在小压下率时顺利结合且达到较高的结合强度。结果表明：采用异温轧制复合法，以纯铝为中间层的钢/铝复合板结合强度可在压下率为14.3%时达到54.77 MPa,压下率为25.6%～44.2%时结合强度近似达到纯铝中间层的强度，约为70 MPa,而不添加中间层的钢/铝需要在44.3%压下率下才能复合，因此使用感应加热异温轧制与添加薄层纯铝可减小钢/铝轧制复合的难度。
2025年08期 v.32;No.207 118-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 2387K] [下载次数：38 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 于浩;夏天;路明昊;崔瑀琦;张文哲;肖宏;余超;
针对钢和铝两种金属力学性能差异较大，在轧制复合过程中钢/铝复合板变形不协调，导致界面结合强度不高且难以在小压下率下复合的问题，提出利用感应加热异温轧制制备钢/铝复合板，并在Q235碳钢与5083铝合金之间添加薄层纯铝中间层，以此可以在小压下率时顺利结合且达到较高的结合强度。结果表明：采用异温轧制复合法，以纯铝为中间层的钢/铝复合板结合强度可在压下率为14.3%时达到54.77 MPa,压下率为25.6%～44.2%时结合强度近似达到纯铝中间层的强度，约为70 MPa,而不添加中间层的钢/铝需要在44.3%压下率下才能复合，因此使用感应加热异温轧制与添加薄层纯铝可减小钢/铝轧制复合的难度。
2025年08期 v.32;No.207 118-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 2387K] [下载次数：38 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 马自勇;王梓隆;杨伟;胡庆渊;朱云锆;
利用等温压缩试验得到40CrNiMo齿轮钢在不同温度和应变速率下的真实应力-真实应变曲线，构建了其修正的Johnson-Cook本构模型；基于薄片法与积分法，推导出成形过程中齿形轧辊与工件的接触面积公式，建立了圆柱齿轮横轧成形力理论模型；最后以模数为1.75 mm,压力角为20°,齿数为46的直齿圆柱齿轮横轧为例，通过有限元模拟和横轧试验对模型进行了验证。结果表明，在单齿和双齿模型中横轧成形力的理论最大值与模拟最大值相对误差分别为1.23%和10.08%,成形力理论最大值与试验最大值相对误差为4.48%。
2025年08期 v.32;No.207 126-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 3649K] [下载次数：17 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王长清;邓瑛;盖鹏涛;张杰;吴琼;韩秀全;
针对喷丸强化工件，提出了一种残余应力沿厚度方向分布的解析模型，在此基础上提出了一种面向复杂结构的残余应力及变形预测方法，采用湿喷丸工艺强化了TC4合金制备的薄壁等厚试验件和薄壁碟形零件，采用具备剥层功能的XRD装置测量了试验件的残余应力，测量和拟合数据表明，位于近表面区域的残余应力为压应力，其沿厚度方向的演化近似服从正弦分布，预测值和实测值之间的最大偏差为-3.8%;采用三坐标机测量了薄壁碟形零件表面强化前后的变形数据，预测的变形规律与试验数据一致，最大变形量预测值与实测之间最大误差为1.0%。提出了位移补偿方法，提高了零件外形和轮廓精度。
2025年08期 v.32;No.207 143-149页 [查看摘要][在线阅读][下载 1669K] [下载次数：35 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 刘君;李琦;雷超;刘燕红;张建英;
针对NbTi/Cu多芯复合超导线集束拉拔过程中的不均匀变形及损伤而导致线材的性能和使用安全性降低的问题，引入GTN损伤模型描述材料损伤行为，建立了37芯NbTi/Cu复合超导线4道次集束拉拔过程的有限元模型，研究了拉拔速度对NbTi/Cu超导线集束拉拔变形损伤的影响规律。结果表明：随着拉拔速度的增大，不同位置芯丝的最大等效应变先增大后减小，超导线中孔洞体积分数增大；拉拔速度为6 m·min~(-1)时芯丝变形更为均匀，芯丝截面形状不规则化程度低；拉拔速度小于10 m·min~(-1)时，拉拔过程中未出现孔洞聚合导致的损伤断裂，但拉拔速度大于8 m·min~(-1)时超导线中会萌生微孔洞。
2025年08期 v.32;No.207 150-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 2509K] [下载次数：18 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 郭腾;赵永强;蒲景飞;李志斌;侯红玲;侯军才;
为了实现异种铝合金搅拌摩擦焊接及焊接质量的控制，建立了6061/7050铝合金搅拌摩擦焊接工艺参数与焊接连接抗拉强度之间的响应面模型，仿真分析了焊接工艺参数(转速ω、焊接速度v和插入停留时间t)对接头抗拉强度的影响，利用电子显微镜观察了搅拌摩擦焊接后的金属组织特征。仿真和试验结果表明，对焊接抗拉强度的影响由高到低依次为转速、焊接速度和插入停留时间，且转速和焊接速度的交互作用对抗拉强度的影响最明显，优化后的焊接工艺参数为ω=1260 r·min~(-1)、v=64 mm·min~(-1)、t=14 s,焊接抗拉强度提高到226.5 MPa。采用优化后的搅拌摩擦焊接工艺参数进行试验，得到的焊接区域无明显缺陷，焊核区发生显著的塑性变形和完全动态再结晶，得到了均匀细小的等轴晶粒，产生了良好的焊接冶金结合，试验测得焊接件的抗拉强度为228.2 MPa,与响应面模型仿真分析结果基本吻合。
2025年08期 v.32;No.207 159-167页 [查看摘要][在线阅读][下载 3023K] [下载次数：85 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 陈胜迁;郑志斌;宋新华;唐辉;杨壹;
通过光学显微镜、扫描电子显微镜和拉伸测试等研究了搅拌摩擦加工及T6处理对Al-Si-Fe合金组织和力学性能的影响。结果表明，经过搅拌摩擦加工后，合金中的富铁相和共晶硅由粗大的板条状转变成细小的颗粒状和短棒状。其中，富铁相的平均长度和长径比分别降低了96.5%和81.5%,细化效果优于共晶硅。T6处理后，富铁相和共晶硅发生了明显的圆整化和球化，基本消除了尖角、平直等轮廓，形状系数进一步提高。同时，富铁相中的Fe/Si比例降低，促进了富铁相类型的转变。随着固溶时间的延长，富铁相和共晶硅的长径比均略有降低，而富铁相的面积分数和长度略有降低，这是Fe、Si在基体中的溶解造成的。T6处理后，合金的强度显著提高，但塑性降低。当固溶时间为3 h时，合金的综合性能达到最佳，其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到300 MPa、230 MPa和13.2%。
2025年08期 v.32;No.207 168-176页 [查看摘要][在线阅读][下载 1923K] [下载次数：186 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]
- 朱鹏;冯玮;
为了建立15Cr14Co12Mo5Ni2钢本构模型，利用Gleeble-3500热模拟试验机在变形温度为860～1160℃,应变速率为0.01～5 s~(-1)下进行了单道次热压缩实验，得到了15Cr14Co12Mo5Ni2钢在不同工艺参数下的应力-应变曲线。基于应力-应变实验数据，通过试凑法确定了层数为3×10×3×1(双隐含层)的BP神经网络本构关系预测模型，建立了不同变形条件下的三维功率耗散图、三维失稳图及热加工图。计算了基于应变补偿的Arrhenius模型和基于BP神经网络的本构模型的应力-应变预测值与实验值的误差，确定了齿轮钢最佳变形工艺条件。基于BP神经网络的本构模型和基于应变补偿的Arrhenius本构模型预测的流动应力均方误差分别为20.9415和109.2035,平均相对误差分别为0.0216和0.0501,确定的齿轮钢最佳成形温度和应变速率范围分别为1110～1160℃和0.01～0.33 s~(-1)。结果表明：基于BP神经网络建立的本构模型能更准确地预测15Cr14Co12Mo5Ni2钢的流动行为。
2025年08期 v.32;No.207 177-186页 [查看摘要][在线阅读][下载 2540K] [下载次数：99 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 曾健;赵涵博;李明;董杰;
为了研究Mg-11Gd-4Y-1.5Zn合金的热变形行为，通过热压缩试验获得了不同变形条件下该类合金材料的真实应力-真实应变曲线，并基于动态材料模型和MURTY失稳判据构建了可描述Mg-11Gd-4Y-1.5Zn合金可成形性的三维热加工图。三维热加工图显示，合金材料在高应变速率下大多发生了流变失稳，仅在较窄的温度区间具有良好的可成形性，并且随着成形温度的升高和应变速率的减小呈现功率耗散系数增大、流变失稳现象减少的规律，初步确定了该种合金材料的可加工成形参数区间。基于得出的三维热加工图，使用DEFORM-3D有限元软件开展了等温平面应变模锻数值模拟，以对材料在3组不同参数下的可成形性进行预测。模拟结果显示，材料在420℃/0.1 mm·s~(-1)和450℃/0.1 mm·s~(-1)工艺参数下的变形未发生破坏，但在370℃/1 mm·s~(-1)工艺参数下却发生了流变失稳。与数值模拟参数一致的平面应变模锻成形工艺试验结果表明，试样微观组织观察结果与数值模拟基本吻合，验证了所建立三维热加工图的正确性，确定了Mg-11Gd-4Y-1.5Zn合金的最佳成形工艺参数区间为：温度410～500℃、速度0.01～0.15 mm·s~(-1)。
2025年08期 v.32;No.207 187-194页 [查看摘要][在线阅读][下载 2100K] [下载次数：64 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 孙维麒;周晚林;殷宏亮;嵇书伟;武永;
为探究高温下Ti60钛合金的氧化行为及其对性能的影响，对不同温度下氧化动力学及不同热处理条件下的超塑性能进行了研究。氧化增重实验及EDS线扫描结果显示，氧化时间及氧化温度对氧化过程有很大的影响。当氧化时间为1～12 h, Ti60钛合金在600℃下几乎不发生氧化。氧化温度为860～980℃时，氧化过程剧烈且发生氧化膜脱落现象，氧化增重及氧化时间大致符合由立方规律向直线-抛物线规律转化的过程。随着氧化温度和保温时间的增加，氧化层的主要成分由TiO_2向Al_2O_3转换。高温拉伸试验结果显示，Ti60钛合金的峰值应力随着氧化程度的增加而升高，伸长率随着氧化程度的增加而降低。氧元素会在试样表面形成脆性富氧层，从而影响到试样的拉伸性能。
2025年08期 v.32;No.207 195-201页 [查看摘要][在线阅读][下载 2375K] [下载次数：56 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 刘珂;张悦;于慧臣;吴素君;
以轻质低密度多相Al2.7CuCrTiV高熵合金(FCC+BCC+HCP)为研究对象，采用分步熔炼制备并结合1000℃/24 h均匀化退火处理，系统探究了退火对该合金微观组织与力学性能的影响机制。结果表明，退火后的微观组织由铸态树枝状形貌转变为岛屿状形貌，BCC相体积分数从51%降至45%,FCC相体积分数从43%增至50%,晶粒尺寸由26μm粗化至84μm,且BCC相中Cr、V元素富集，造成软相(FCC)包裹硬相(BCC/HCP)的独立分布形式。力学性能方面，退火态合金抗压强度由1330 MPa提升至1805 MPa,断裂应变从18%增至32%,屈服强度保持稳定，这归因于FCC相通过位错滑移与层错强化协调变形。纳米压痕测试表明，各相硬度与模量比值普遍下降，其中HCP结构的θ相硬度与模量比值最低，进一步证实了材料韧性增强。此外，退火后各相蠕变应力指数较低，表明结构稳定性优异。揭示了均匀化退火通过调控相分布与晶界结构实现硬相-软相协同变形的机制。
2025年08期 v.32;No.207 202-209页 [查看摘要][在线阅读][下载 5429K] [下载次数：51 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 何国旗;彭凌杰;谢远昊;吴旭;张展展;黄梁;
为了探究激光冲击强化对螺旋锥齿轮接触应力峰值的影响，基于Abaqus建立了螺旋锥齿轮激光冲击强化以及啮合仿真模型，分析了激光功率密度与搭接率对齿面残余应力分布规律的影响以及降低齿面接触应力的机制。仿真结果表明，激光冲击强化可在齿面引入残余压应力层，由于冲击强化区域为曲面，导致激光能量沿平行齿面方向较分散、沿垂直齿面方向集中；同时，激光压力波在传播中沿垂直方向的能量传递路径较短，使能量损失比沿平行方向小，因此在垂直齿面方向(沿S22方向)的引入残余压应力高于平行齿面方向(沿S11方向);在激光峰值压力为4.0 GPa、搭接率为75%、两排光斑的工况下，在齿面强化中能有效控制残余应力空洞现象，获得最佳强化效果。经激光冲击强化处理后，啮合过程中齿面的接触应力与Mises等效应力峰值均降低了11%,因此激光冲击强化引入的残余压应力可有效抵消啮合过程中外部载荷产生的拉应力，从而显著降低齿面接触应力峰值。
2025年08期 v.32;No.207 210-220页 [查看摘要][在线阅读][下载 3971K] [下载次数：45 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 刘婷婷;施文鹏;黄龙;徐勇;
在变形温度为800～1200℃,应变速率为0.01～10 s ~(-1)及变形量为60%的条件下，采用Gleeble-3500热模拟试验机对AerMet100钢进行了热压缩试验，结合应力-应变曲线特征和显微组织分析了AerMet100钢的软化和硬化机制。结果表明：在不同的变形参数下，AerMet100钢的应力-应变曲线表现出不同的软化和硬化特征。800℃时曲线呈软化型特征，软化效果是变形热效应和动态回复共同作用的结果，并且随着应变速率从0.01 s~(-1)提升到10 s~(-1),软化程度也从3.06%增大到12.26%。900℃时，应力-应变曲线在加工硬化和软化(动态回复(DRV)和动态再结晶(DRX))的相互作用下保持动态平衡，加工硬化率趋于0 MPa。在高温(1000～1200℃)下，微观组织以奥氏体的DRX为主。高温低应变速率(0.01～0.1 s~(-1))时曲线呈现软化-二次硬化特征，二次硬化程度受再结晶晶粒尺寸的影响，晶粒的长大提高了晶界对位错的吸收时间，使得应变硬化指数n增大，在1200℃、0.01 s~(-1)时n达到峰值0.447。高应变速率(1～10 s~(-1))下应力-应变范围曲线呈现持续硬化状态，该应变速率下保留了部分亚结构，而这些亚结构破坏了马氏体的有序性，进而增加了硬化程度。
2025年08期 v.32;No.207 221-230页 [查看摘要][在线阅读][下载 4284K] [下载次数：41 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李学磊;吴鹏;王茜;田浩彬;
针对复合材料固化成型后存在残余应力，而导致复合材料出现变形、纤维断裂和界面脱粘等缺陷，严重影响复合材料的性能及其可靠性的问题，以降低固化过程中的残余应力来提高碳纤维复合材料性能为目标，根据复合材料成型特点对碳纤维预应力装置进行设计和制造，并制备了多组具有不同预应力的复合材料。为了准确监测并跟踪复合材料固化过程中的应变，在复合材料试件中嵌入FBG传感器。通过对具有不同预应力的复合材料进行拉伸性能测试及断面SEM分析，获得预应力对复合材料的影响规律，并从材料微观结构的演变过程进行分析，揭示其内在机制，为复合材料成型的发展提供新质生产力。
2025年08期 v.32;No.207 231-237页 [查看摘要][在线阅读][下载 2020K] [下载次数：66 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 曹敏;汤历平;石咏衡;谷浩;钟翔;唐丽;杨晓惠;徐涛龙;
利用ABAQUS/FRANC3D对含表面轴向裂纹的X80长输管道进行联合仿真，分析了波动内压对长输管道疲劳裂纹尖端不同位置的应力强度因子及疲劳寿命的影响。结果表明：在不同应力比作用下，疲劳裂纹尖端不同位置的应力强度因子均随裂纹扩展而增大，且裂纹尖端不同位置处应力强度因子的波动也逐渐增大；随着裂纹深度增加，应力强度因子范围ΔK在所有应力比下呈上升趋势，且上升趋势逐渐增大，同时裂纹扩展速率也逐渐增大；在裂纹扩展过程中，裂纹尖端边缘位置相较于裂纹尖端中部更容易扩展，导致其裂纹扩展速率更高，寿命更低，疲劳裂纹在波动内压的作用下更倾向于轴向扩展。
2025年08期 v.32;No.207 238-247页 [查看摘要][在线阅读][下载 2772K] [下载次数：122 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 黎文奇;刘洋;管锋;佘扬周;
为了减少深井小井眼钻进过程中钻杆螺纹接头失效事故，需要提升其连接性能和密封性能。基于接头力学分析与弹塑性变形理论，以NC38和TM36螺纹牙型的双台肩钻杆接头为研究对象，建立了带螺纹升角的三维有限元模型。采用试验和数值模拟相结合的方法，探讨了在上扣扭矩、轴向载荷、内压和弯矩等复合工况下两种螺纹接头的弹塑性变形机理。分析了两种钻杆螺纹接头的工作性能，并对比分析了两种接头台肩及螺纹段的应力和接触压力分布特性。结果表明，TM36螺纹接头在台肩面及螺纹段的应力明显低于NC38螺纹接头，且密封性能更优。TM36螺纹接头能降低应力集中，改善螺纹牙承载性能，确保台肩和螺纹牙接触压力分布合理，从而有效降低接头粘扣和泄露风险。
2025年08期 v.32;No.207 248-259页 [查看摘要][在线阅读][下载 5077K] [下载次数：41 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 昌毅;邱森贵;吴仁彬;李英豪;李革新;
通过对含裂纹损伤的钢构件进行拉伸实验发现，随着裂纹长度的增大，含裂纹损伤钢构件的塑性性能逐渐降低。并且，裂纹长度较大时，钢构件由于呈现脆性性能而发生脆性破坏，使该钢构件成为潜在脆性破坏构件。通过分析裂纹对可靠性的影响，提出了含裂纹损伤钢构件的并联钢结构失效概率分析方法，并分析了不同参数对失效概率的影响。结果表明，随着钢构件呈现脆性性能的发生概率增加，其失效概率增加；随着钢结构构件总数的增加，其失效概率减小；随着钢结构构件的相关系数增加，其失效概率增加；随着钢构件的可靠度指标增加，其失效概率减小。
2025年08期 v.32;No.207 260-267页 [查看摘要][在线阅读][下载 2233K] [下载次数：25 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]