- 徐潇;吴鹏飞;刘鹏;刘钊;王新云;龚攀;王永晓;王欣;
提出了一种挤孔→挤节叉→去除连皮→缩管(挤花键)的S25C一体式管柱节叉精密挤压成形工艺并进行了实验验证，通过有限元模拟对成形参数如挤压速度和摩擦因数等进行了分析优化。结果表明：S25C一体式管柱节叉在冷挤压中成形压力高，模具磨损大且凹模角部存在应力集中现象，从而导致深孔挤压冲头易折断、弯曲和凹模易产生磨损、横向断裂、寿命低等问题。采用HAP10粉末高速钢预应力组合式凹模结构和D3硬质合金挤压冲头进行挤压实验，显著降低了挤压冲头和凹模断裂问题的出现频率，并在模具表面进行渗氮和PVD镀膜表面改性处理，提高模具耐磨性。最终该挤压工艺配合所设计的高强度、高精密模具能够顺利完成一体式管柱节叉的精密冷挤压成形，精度等级达到国际先进水平，同时该工艺大幅度提高了冷挤压模具寿命，有效提升了零件质量并降低了生产成本。
2025年07期 v.32;No.206 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 2399K] [下载次数：33 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 黄晨帆;纪宏超;唐学峰;李景生;宋昌哲;黄晓敏;刘胜强;
基于DEFORM-3D对曲轴的弯曲镦锻成形过程进行数值模拟研究，发现成形过程中存在锻件损伤和镦锻模具载荷较大的问题，影响锻件质量及模具使用寿命。通过热压缩试验建立曲轴材料真应力-真应变曲线，并计算得到本构方程，利用响应面法以锻造力和锻件损伤值作为评价指标，对成形过程主要影响因素锻造温度、锻造速度和摩擦因数进行优化。研究结果表明，采用优化后工艺参数进行锻造生产，锻件损伤值下降了25%,锻造力下降了33.9%。对优化后参数进行生产试验验证，在优化工艺参数下，锻件成形完整，无明显缺陷。
2025年07期 v.32;No.206 11-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 3088K] [下载次数：64 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 张骥超;连昌伟;韩非;
以QP1180-EL超高强钢为研究对象，通过试验方法完成材料硬化、断裂特性测试，并完成GISSMO损伤模型参数标定；针对防撞梁零件开展冲压全流程仿真分析，根据GISSMO损伤模型完成成形过程损伤累积计算；结合防撞梁零件三点弯曲试验，对比研究了不考虑冲压成形过程；考虑冲压成形过程厚度减薄及应力、应变且不考虑损伤；考虑冲压成形过程厚度减薄及应力、应变及损伤3种条件下零件结构性能的差异性。结果显示，考虑成形过程中的厚度减薄及应变、应力可以提高结构峰值力预测精度，考虑冲压损伤可以进一步提高结构失效行为预测精度。
2025年07期 v.32;No.206 26-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1998K] [下载次数：43 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 吕俊锦;魏鹏飞;胡志力;
在变形温度为750～850℃、应变速率为0.01～1 s~(-1)条件下，通过MMS-200型热模拟试验机研究了TC4钛合金的热变形行为，建立了应变补偿型Arrhenius本构方程。基于该本构方程，进行850℃下钛合金热冲压的数值模拟和试制，并对热冲压成形的帽形梁不同区域进行了力学性能测试和微观组织表征。结果表明：TC4钛合金的流变应力主要受到加工硬化和动态再结晶的影响，使得TC4钛合金具有负温度敏感性和正应变速率敏感性；建立的Arrhenius本构方程的相关系数R值为0.981,平均绝对相对误差e_(AARE)为4.84%,证明建立的本构方程具有优良的预测能力。热冲压得到的帽形梁经过时效热处理后，各区域的屈服强度达到1000 MPa,抗拉强度超过1060 MPa,验证了TC4钛合金热冲压工艺的可行性。
2025年07期 v.32;No.206 33-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 2451K] [下载次数：97 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 汪鑫伟;李名扬;洪秋童;刘琛;温道胜;张彦虎;石胜龙;
通过2195铝锂合金薄板阵列微结构电流辅助辊压成形工艺研究，探索多参数交互对微结构电流辅助辊压成形缺陷的影响规律，阐明电流对辊压成形缺陷控制的作用机理。细化均匀的固溶时效组织对铝锂合金薄板微结构辊压填充高度的提升以及填充表面质量的改善作用显著。电流强度、压下量和微沟槽宽度越大，且沟槽形状越接近矩形时，辊压微结构填充高度越大，电流路径也会影响微结构填充高度。薄板辊压翘曲高度随电流强度的增大而减小，且电流强度对矩形微结构薄板翘曲的改善效果最好，三角形最差，椭圆形居中。电流强度100 A,固溶时间120 min时，微沟槽辊压填充提升效果最佳，提升率约50%,同时辊压薄板翘曲高度、阵列微结构填充高度不一致性、填充表面橘皮特征等均在电流作用下得到有效地抑制。
2025年07期 v.32;No.206 43-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 3650K] [下载次数：21 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 张颍;薛松;何绍祥;李荣超;李钱坤;袁文富;
为探究GH3230高温合金板材回弹行为，先后进行了高温拉伸试验和V形弯曲试验，获得了真实应力-真实应变曲线和回弹量，并对其显微组织进行观察。分析了V形弯曲试验下的关键工艺参数如温度、下压速率和最大下压压力对其V形弯曲回弹的影响。结果表明，GH3230高温合金的流变应力随着温度升高和下压速率减小呈下降的趋势；GH3230高温合金V形弯曲件的回弹量随着温度和下压速率的增加而减小，最大下压压力对回弹无显著影响；随着温度升高，微观组织中的孪晶明显增多，由此提高了板材的强度和塑性，导致其回弹量减少和成形精度增加。
2025年07期 v.32;No.206 59-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 1973K] [下载次数：25 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 王慧;解甜;
针对烘烤硬化和模拟加工的预应变对HC220BD+Z超低碳烘烤硬化钢性能和发罩外板服役性能的影响进行了分析。对比分析了175℃保温20 min烘烤后的力学性能变化；模拟了冲压过程加工硬化作用，对材料施加了不同的预应变，对比分析了材料力学性能和加工硬化指数的变化；通过Swift和Hockett-Sherby硬化准则组成混合模型拟合材料的有效应力-有效塑性应变曲线，同时采用成形网格映射技术叠加冲压工艺的影响，对比分析烘烤硬化和成形加工硬化等不同效应对行人保护头碰的影响。结果表明，烘烤处理后，HC220BD+Z的屈服强度明显提升，并且出现明显的屈服平台，烘烤硬化值达到44 MPa,而抗拉强度和断后伸长率则基本保持不变；随着预应变的增加，强度明显增加，屈强比更接近1.0,断后伸长率先减小后增加，加工硬化指数由0.19逐渐降低到0.13;瞬时加工硬化值m随预应变的增加明显减小，加工硬化能力降低；烘烤后并叠加成形效应的头部损伤指标存在大于1700的点位，不能完全满足头碰安全性要求，并且HIC值超过1000的区域明显高于未烘烤和仅烘烤时，占比达到15.04%;由此表明在结构设计和性能分析时需要综合考虑烘烤硬化和成形加工效应的影响。
2025年07期 v.32;No.206 67-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 2201K] [下载次数：14 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 胡鹰;王佳乐;温璇;史宇超;
针对矫直过程中板材屈服强度变化扰动矫直工艺精确性的问题，提出了一种基于屈服强度自适应的矫直工艺模型。首先，提出基于矫直力的屈服强度观测方法并实现了矫直过程中屈服强度的在线观测，在此基础上，设计并实现了基于屈服强度变化的自适应矫直工艺模型，根据观测屈服强度和预报屈服强度误差，实时调整矫直模型的关键参数，动态修正矫直模型输出，减小了因屈服强度变化导致的误差，达到动态自适应矫直工艺设定。通过对板材矫直的实验验证，板材矫直过程矫直力误差相较于原始误差减少了75%左右，证明了该工艺模型的有效性。
2025年07期 v.32;No.206 76-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 1932K] [下载次数：12 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 毛飞龙;梁建国;双远华;王付杰;胡建华;王勃;
为了探索管材斜连轧过程的成形稳定性，对处于连轧段的管材进行了应力分析，并采用复杂应力状态下的失稳理论，建立了管材斜连轧过程稳定轧制模型，获得了稳定轧制时最大轴向应力、最大轴向应变和最大轴向速度差公式。采用变量分析法，设定了多组实验参数进行对比实验。结果表明：针对20钢管材计算获得了可稳定轧制的轴向速度差范围为0～0.069 m·s~(-1),可用于判定稳定轧制；实验组1和实验组2能顺利地稳定轧制获得荒管，轧后管材外径平均值分别为Φ39.16和Φ39.33 mm,壁厚平均值分别为4.65和4.71 mm,满足国标要求；实验组3出现拉裂失稳的主要原因是处于连轧段的管材轴向速度差过大；相比实验组1和实验组2,实验组4出现扭转失稳的主要原因是接触挤压与摩擦生热迫使顶头升温而塌鼻，阻碍了管材轴向塑性流动，最终使得处于连轧段管材的轴向速度差过大。实验组1～实验组3的对比实验一定程度上验证了斜连轧过程稳定轧制模型的正确性。进一步开展了AZ31镁合金与42CrMo高强钢的轧制实验，获得了斜连轧过程轧制力变化规律；实验组2中设定的工艺参数相比较最佳，可实现微张力轧制。
2025年07期 v.32;No.206 84-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 1500K] [下载次数：19 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 殷海琛;黄金城;张欣;王广春;刘闪;李建辉;
为提高高温形状记忆合金的力学性能和功能稳定性，以Ni_(50.3)Ti_(29.7)Hf_(20)合金为研究对象，提出了一种轧制+电脉冲耦合处理技术。通过差示扫描量热仪、透射电子显微镜、力学性能和超弹性测试，探究了孪晶马氏体与位错增殖机制下脉冲电流热效应和非热效应诱发的Ni_(50.3)Ti_(29.7)Hf_(20)合金塑性和超弹性协同提升的微观机制。结果表明：轧制+电脉冲耦合处理是一种协同提升Ni_(50.3)Ti_(29.7)Hf_(20)合金塑性和超弹性的有效技术手段，最优工艺参数为：50%轧制变形配合50μs/250 Hz电脉冲处理，最优脉冲电流的作用温度为550℃。与铸态Ni_(50.3)Ti_(29.7)Hf_(20)合金相比，经过轧制+电脉冲耦合处理的合金塑性提高50%,超弹性及其稳定性得到显著提高；塑性和超弹性的协同提升主要归因于脉冲电流对轧制态Ni_(50.3)Ti_(29.7)Hf_(20)合金缺陷的靶向作用和对微观组织的均质作用。
2025年07期 v.32;No.206 93-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 2628K] [下载次数：30 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 成艾国;王超;于万元;何智成;
为了提升钢-铝自冲铆接头的力学性能，采用了多接头的增强方案，系统研究了铆钉数量和分布模式对钢-铝自冲铆接头的力学性能和失效模式的影响。首先，设计了6种接头，通过剪切拉伸试验表征了接头在不同接头配置下的力学性能和失效模式。然后，建立了自冲铆接过程和剪切拉伸试验的仿真模型，分析了铆接过程和拉伸过程中的应力分布。结果表明：多接头方案可以获得更高的峰值力和能量吸收，但峰值力存在部分衰减。采用在剪切方向布置一个铆钉抑制钢板弯曲的双接头J2-1和三接头J3-2的效果最优。铆钉数量和分布模式改变了接头的失效模式，存在互锁失效、钉头脱出和铆钉断裂3种失效模式。多接头方案可以降低铆钉上分布的应力，但会增加上层钢板上的应力。
2025年07期 v.32;No.206 102-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 3275K] [下载次数：53 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 薛河;耿苗;张雨彪;武军;王荣鑫;
对已纳入国标的单次压入试验方法(GB/T 37782—2019)、工程中广泛使用的自动球压入方法以及基于有限元反演的力学性能获取方法进行了研究，重点探讨了这3种方法在表征单轴力学性能方面的可靠性。选取工程中常见的4种金属材料(304不锈钢、316L不锈钢、SA508低合金钢和42CrMo结构钢)分别进行了单轴拉伸试验和压入试验，并对每种方法的误差来源进行了分析。研究结果表明，尽管国标方法涵盖了更广泛的材料，但其预测准确性有限。自动球压入方法对幂硬化材料的强度预测准确性较好，且在改善线硬化材料的预测精度方面也取得了一定效果，但修正因子的使用可能导致预测结果偏离实际值。相比之下，有限元反演法表现出更高的精度，但目前在预测线硬化材料方面的研究仍存在不足。
2025年07期 v.32;No.206 114-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 1979K] [下载次数：22 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 胡开广;郭子峰;马明玉;黄旭;郑学斌;隋海波;
以800 MPa级高扩孔钢为例，基于数字图像相关在线光学测量方法对单向拉伸试样进行球头胀形试验，单向拉伸试样由自主设计的落料剪切模具得到，通过改变模具间隙得到不同冲裁质量的单向拉伸试样，对比了试样断面形貌、硬度分布等。通过胀形拉伸和应变追踪，比较其拉伸断裂表现，揭示了边部裂纹的萌生和扩展机理，得出随着冲裁间隙的增大，边部裂纹敏感性增强，当冲裁间隙<25%t时，试样中心首先发生颈缩开裂，当冲裁间隙≥25%t时，出现边裂。此外，对比了组织均匀性、晶粒尺寸对高强钢边部裂纹敏感性的影响，得出组织均匀、细晶强化作用强可得到较好的边部质量，进而边部裂纹敏感性较弱，在翻边或伸长类变形时成形性更优。
2025年07期 v.32;No.206 127-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 1836K] [下载次数：14 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李明飞;王乐康;宋显民;曹欣;米红学;张文哲;景志明;崔健;
设计了一套内置式纺锤形滚柱套管整形工具，其采用纺锤形滚柱代替滚珠，用均匀面接触代替非均匀点接触，使整形段套管发生塑性变形，可以完全消除凸痕的致命缺陷；通过内外管结合通槽结构实现滚柱内置，克服了套管整形工具滚珠掉落的缺陷；通过滚珠行程槽内置深度的改变，上提整形工具时，纺锤形滚柱缩回到滚柱安装通槽内，避免对整形后套管形成剐蹭的二次伤害。设计的整形工具还具有易加工、易安装的优点。应用ANSYS软件，建立了完整的内置式纺锤形滚柱套管整形工具有限元模型，施加套管整形典型工况下的载荷，分析了中心管轴肩抗压、连接螺纹抗拉的强度，安全系数均在3.0以上，满足强度要求。同时，建立整形工具与缩径变形、椭圆变形、弯曲变形、局部凹陷4种常见套管变形配合整形的仿真模型，用ABAQUS动力学显式模块，仿真分析整形过程，结果表明，整形工具各部件无塑性变形、可重复使用、滚柱未掉落；整形后的套管通径达标、无凸痕、上提无伤害，整形效果理想。该整形工具在大庆油田的宁8井、岔81井、华北油田的强2-4X井等30多口井投入使用，整形效果显著，克服了现有整形工具的缺陷，具有很好的实用性。
2025年07期 v.32;No.206 135-143页 [查看摘要][在线阅读][下载 1975K] [下载次数：15 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ]
- 郑钧元;
基于不同晶粒尺寸黄铜箔的单轴拉伸试验，提出了一种考虑晶粒取向的尺寸效用本构模型。该模型结合了具有多种粗糙自由表面和微观结构的代表性体积单元应用于有限元分析，研究了微成形中微观结构和自由表面初始形貌对自由表面演化的协同作用。结果表明，晶粒度及初始粗糙度共同促进表面粗糙度的增长，但二者存在拮抗效应，通过拟合模型描述了二者的关系；变形后的形貌由初始形貌决定，晶粒度影响表面高度；应变集中的分布在变形初期受晶粒度影响，在变形末期则主要取决于初始表面形貌。
2025年07期 v.32;No.206 144-154页 [查看摘要][在线阅读][下载 3229K] [下载次数：34 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 孙进;程亮;王川云;朱彬;孙凌燕;杨光;
为了揭示TiAl-Nb-Mo基TiAl合金系的细观力学性能，利用纳米压痕和晶体塑性有限元技术对Ti-43.5Al-4Nb-1Mo-0.1B(TNM)、Ti-42Al-8Nb-0.2B(TNB)以及Ti-45Al-3Mo-0.1B(TMB)3种合金开展研究。首先将3种合金进行高温时效处理使组织球化，然后在不同β_o和γ晶粒内进行位移控制的纳米压痕测试，获得不同晶体取向下的载荷-位移曲线，并利用能谱对压痕处的微区成分进行分析，再利用晶体塑性有限元法对本构参数进行反演。结果表明：3种合金中γ相的硬度表现为TNB>TNM>TMB,β_o相则为TNM>TNB>TMB。而计算出的两相的晶体滑移阻力也呈现相同的规律。其中TNB合金中β_o相和γ相的基体强度差距最小，可能更有利于变形协调。探讨了合金化元素对两相的强化作用，结果表明：Al和Nb元素能够强化γ基体，而Mo元素则影响较小甚至可能会导致基体软化。相对于Mo元素，Nb在β_o相基体中表现出更显著的强化效果，而Al元素的增加可能对β_o基体有软化作用。
2025年07期 v.32;No.206 155-164页 [查看摘要][在线阅读][下载 1740K] [下载次数：42 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 陈岩;李斯恩;韩双;
采用电沉积法制备出等原子比的纳米晶FeCoNi中熵合金和纳米晶纯Ni,并基于纳米压痕对两种材料的力学性能和蠕变行为进行了研究。微观结构表征发现，纳米晶FeCoNi中熵合金和纳米晶纯Ni均为单相面心立方结构，且晶粒尺寸接近。通过纳米压痕测试发现，相比较于纳米晶纯Ni,纳米晶FeCoNi中熵合金的硬度提升了1 GPa,并且抗蠕变性能显著增强。对强化机制和蠕变机制的分析发现，由于FeCoNi合金的层错能显著降低，导致纳米晶FeCoNi中熵合金的晶粒内部具有较多的纳米孪晶。中熵合金本征的短程有序结构会导致晶格畸变增大。在更多的纳米孪晶和更大的晶格畸变作用下，纳米晶FeCoNi合金的硬度提高；纳米晶FeCoNi合金中原子分布着复杂的晶界以及较低的层错能，使位错更容易在晶界处发射，结合层错/形变孪晶/短程有序结构对位错运动的阻碍作用，进而提升了纳米晶FeCoNi中熵合金的抗蠕变能力。
2025年07期 v.32;No.206 165-174页 [查看摘要][在线阅读][下载 1985K] [下载次数：57 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 刘宏伟;王伟;代学蕊;马世博;穆振凯;王宝雨;
采用Gleeble热模拟试验机，在应变速率5、10、15和20 s~(-1),温度1173.15、1273.15、1373.15和1473.15 K条件下对15CrMoG合金钢进行等温压缩试验。基于试验得到的真实应力和真实应变数据，分析15CrMoG钢的热变形行为，构建15CrMoG钢的Zerilli-Armstrong(Z-A)本构模型和BP神经网络模型，预测材料的流变应力。引入相关系数R和平均绝对相对误差e_(AARE)分析模型的精度，结果表明，Z-A本构模型的预测应力值与试验值的相关系数为0.9447,平均绝对相对误差为10.3%;采用应变的五阶多项式对模型的部分材料参数进行修正，得到修正的Z-A本构模型，修正模型的预测值与试验值的相关系数为0.9934,平均绝对相对误差为7.47%,模型精度得到明显提高。建立的BP神经网络模型的预测应力值与试验值的相关系数为0.9981,平均绝对相对误差为1.02%,具有更高的预测精度，能够更好地描述15CrMoG钢在高温下的热变形行为。
2025年07期 v.32;No.206 175-183页 [查看摘要][在线阅读][下载 2119K] [下载次数：73 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 宋岳峰;王魁;陈慧琴;孙统辉;
在Gleeble-3800热力模拟试验机上进行了04Cr13Ni5Mo马氏体不锈钢的热压缩实验。研究了变形温度为950～1200℃,应变速率为0.001～0.1 s~(-1)条件下的热变形行为；构建了3种不同的本构模型，并结合误差分析进行了对比。结果表明：该钢的热变形真应力-真应变曲线可分为加工硬化、动态回复和动态再结晶3个阶段。3种模型中，修正的Fields-Backofen、应变补偿的Arrhenius和两段式的高温本构关系模型的平均绝对相对误差分别为7.06%、6.89%和5.43%,均方根误差分别为5.29、5.16和4.49 MPa。修正的Fields-Backofen模型预测精度相对较低。应变补偿的Arrhenius模型对应力-应变曲线上的加工硬化阶段的预测精度较低。而两段式的高温本构模型的整体预测精度明显高于前两种模型，且高温低应变速率下应力-应变曲线的预测精度较高。
2025年07期 v.32;No.206 184-191页 [查看摘要][在线阅读][下载 2050K] [下载次数：48 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 吴梓境;张威;周昌玉;
基于晶体塑性本构理论，采用Voronoi方法构建了316L不锈钢的代表性体积单元，分析了网格尺寸对模拟结果的影响。通过拟合不同温度下316L不锈钢的拉伸曲线，确定了模型参数与温度的数学关系，并利用其他温度下的拉伸数据验证了晶体塑性模型的准确性。随后进行了参数敏感性分析，以探讨不同参数对拉伸曲线的影响。结果表明，晶体塑性本构模型能够较为准确地模拟316L不锈钢的单轴拉伸行为，通过建立模型参数与温度的定量关系，可以实现不同温度下材料变形行为的模拟。参数敏感性分析表明，参数C_(11)和τ_0分别对材料的弹性阶段和塑性阶段有显著影响。
2025年07期 v.32;No.206 192-199页 [查看摘要][在线阅读][下载 2340K] [下载次数：113 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李京筱;杨茗潇;胡雅清;李忠利;费国胜;方琴;杜东方;刘志立;袁柳;
使用Gleeble-3500热模拟试验机对SLM成型GH3625合金进行了热压缩实验，热变形温度范围为900～1100℃,应变速率范围为0.1～10 s~(-1),建立并对比了Arrhenius本构方程、应变补偿本构方程和人工神经网络的预测准确性，研究了合金的微观组织演变。结果表明：与铸态GH3625合金相比，SLM成型的GH3625合金热变形激活能更高，热塑性变形困难程度增加。对比模型预测值与实验数据之间的误差后发现，人工神经网络预测能力高于唯象型本构方程，其预测数据与实验数据的相关系数达到0.99,平均相对误差为1.6%。随热变形温度和应变速率升高，合金再结晶率由13.7%增加至76.9%,合金的动态再结晶机制随变形温度升高由连续动态再结晶主导转为不连续动态再结晶主导。
2025年07期 v.32;No.206 200-210页 [查看摘要][在线阅读][下载 3501K] [下载次数：48 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 卢熠;吴永安;杨家典;张华;
基于热加工图研究了GH738合金在980～1100℃、0.001～0.1 s~(-1)条件下的热变形行为，考察了功率耗散效率和失稳参数对变形热力参数的动态响应，获得了合金在不同真应变下的热加工图。结果表明，其功率耗散效率和失稳参数对变形热力参数较为敏感；在所研究的加工参数范围内，其值分别在0.16～0.45和-0.01～0.13范围波动。功率耗散图在真应变较小时仅呈现一个大的收敛花样特征，在真应变较大时则呈现多个花样特征。由热加工图确定的失稳变形区窗口为980～985℃,0.05～0.1 s~(-1),对应的变形机制主要为绝热剪切和局部流动；较佳加工区窗口为985～1100℃,0.05～0.1 s~(-1)和980～1059℃,0.001～0.05 s~(-1),对应的变形机制主要为动态回复和动态再结晶；最佳加工区窗口为1059～1100℃,0.001～0.05 s~(-1),对应的变形机制主要为动态再结晶。通过微观组织观察验证了热加工图预测结果的可靠性。
2025年07期 v.32;No.206 211-220页 [查看摘要][在线阅读][下载 3268K] [下载次数：42 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 吕胜;陈踊;向瀚林;徐从昌;詹腾;胡鹏;李落星;
以车身结构常用6082-T6铝合金为研究对象，开展了铝合金T型焊接接头的力学性能及断裂失效行为研究。由于焊接接头微区尺寸小、取样困难，设计了一种等效替代试验，成功获取了焊接接头各微区材料。焊接接头根据力学性能可以分为焊缝区、淬火区、严重过时效区、过时效区和母材区。焊缝区抗拉强度为162.02 MPa,仅为母材的46.66%。各微区材料应变硬化特性均有不同，焊缝区硬化指数最高(n=0.20),严重过时效区硬化指数最低(n=0.01)。采用Swift修正本构方程和GISSMO损伤模型对各微区材料力学特性和失效参数进行表征。采用工艺仿真与有限元相结合的方式，构建了T型接头精细化仿真模型，实现了接头力学性能和断裂失效的高精度预测，峰值载荷和断裂位移误差控制在3%以内。
2025年07期 v.32;No.206 221-234页 [查看摘要][在线阅读][下载 3095K] [下载次数：92 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 戴堂杰;刘家铭;吴会平;胡启;李细锋;陈军;
采用5种不同的热处理制度制备了不同微观组织的TC4钛合金疲劳裂纹扩展试样。开展疲劳裂纹扩展试验，比较了5种试样的疲劳寿命和疲劳裂纹扩展速率，研究了微观组织对疲劳裂纹扩展行为的影响。通过扫描电镜和电子背向散射衍射等微观分析方法，揭示了微观组织对TC4钛合金疲劳裂纹扩展行为的影响机理，并提出了一种基于晶粒尺寸与滑移系开动比率的疲劳裂纹扩展速率模型。结果表明，850#试样(850℃/1 h AC/WQ)的抗疲劳性能最好，700#试样(700℃/1 h AC/WQ)最差，前者的疲劳裂纹扩展速率平均值和寿命分别为后者的15.4%与2.37倍。晶粒取向分布多样化、{10-11}<11-20>锥面滑移系的增加和晶粒尺寸减小的综合作用可以减缓疲劳裂纹扩展。模型的提出有利于降低试验成本和周期，具有实际应用价值。
2025年07期 v.32;No.206 235-243页 [查看摘要][在线阅读][下载 2172K] [下载次数：70 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 何安平;王资兴;王安东;
采用EBSD技术研究了GH4141合金冷拉拔过程中的组织演变和力学性能变化规律。研究结果揭示了冷变形对合金微观组织演变与性能的显著影响。随着冷变形量的增加，晶粒的变形程度显著加剧，此外，冷变形同样对晶界的分布特征产生了影响，局部取向差的均值随冷变形量的增加而上升，位错密度亦随之增长，导致大角度晶界逐步转化为小角度晶界。在较小的变形量下，冷拉棒边部的冷变形机制与轧制过程相似，从而诱发了特定的轧制织构，例如黄铜织构。与轧制后形成的显著<110>晶粒取向相比，随拉拔变形量的提升，观察到<111>//DD方向的丝织构。随着冷拉拔变形程度的增加，合金的加工硬化现象愈加明显，拉伸强度逐步提高，同时塑性则有所下降，硬度也随之增加，当变形量达到14%时，屈服强度和抗拉强度分别为932和1131 MPa。晶体结构和取向的不同使材料的力学性能发生变化，随着冷变形量的增加，合金中出现一些变形织构如<110>和<111>织构，这些织构对合金的力学性能有具重要影响。
2025年07期 v.32;No.206 244-252页 [查看摘要][在线阅读][下载 3072K] [下载次数：22 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 袁盼盼;沈德鹏;孙伟;唐炳涛;
通过分析淬火-配分(Q&P)工艺中不同奥氏体化温度下Fe-0.17C-2.10Mn-0.51Si钢的显微组织和力学性能，探讨了奥氏体化温度对其显微组织与力学性能的影响。结果表明，经过Q&P处理后，Fe-0.17C-2.10Mn-0.51Si钢形成了包含铁素体、初生马氏体、残余奥氏体和二次马氏体的多相显微组织。随着奥氏体化温度的升高，铁素体含量逐渐下降，同时生成大量的马氏体。铁素体晶粒呈块状，残余奥氏体主要呈块状或条状，分布在块状铁素体内部或界面处。通过XRD和EBSD测试发现残余奥氏体的体积分数随着奥氏体化温度的升高先增大后减小。同时，晶粒尺寸和平均取向差随奥氏体化温度的升高而增大。对应的Q&P-Fe-0.17C-2.10Mn-0.51Si钢强度逐渐升高，伸长率和强塑积均呈先升高又下降的趋势。最后，当奥氏体化温度为790℃时，强塑积达到了21.2 GPa·%,提高了约30%。
2025年07期 v.32;No.206 253-260页 [查看摘要][在线阅读][下载 2006K] [下载次数：21 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李爽;宋鑫;韩宁;齐会萍;
针对TC4钛合金在外螺纹滚压过程中，工件常出现微裂纹的问题，通过对TC4钛合金螺纹滚压工艺的有限元模拟，对工件的应力应变情况进行分析。结果表明：工件微裂纹的出现与工件所受剪切情况有较大关系。因此通过ABAQUS中的VUMAT子程序将采用最大剪切应力修正的Oyane断裂准则加入到有限元模拟中，以此实现螺纹滚压成形工件裂纹缺陷的预测。采用不同应力三轴度试样拉伸实验与有限元模拟结合的方式，对修正的断裂准则的相关参数进行标定。随后使用该准则对TC4钛合金外螺纹滚压工艺进行损伤预测，模拟结果显示齿根部位达到损伤状态，这与实际情况相符。表明修正后的断裂准则实现了对螺纹滚压工艺的微裂纹损伤的有效预测。
2025年07期 v.32;No.206 261-269页 [查看摘要][在线阅读][下载 2436K] [下载次数：36 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] 下载本期数据