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金属加工·热加工

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2025年08期

《金属加工》创办于1950年，始终服务于金属加工领域，作为我国金属加工技术发展历程的忠实记录者和传播者，为广大企业和读者提供了数量巨大、实用性强、具有很高参考价值的技术文章，深受广大企业及读者的喜爱，为推动我国金属加工技术与装备水平的提高做出了卓越的贡献。

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表面工程专题 | 真空电子束熔覆工艺应用的研究现状

表面工程专题 | 真空电子束熔覆工艺应用的研究现状

摘要：探讨了真空电子束熔覆（EBCL）技术的研究现状及其在多个工业领域的应用。首先，介绍了EBCL技术的基本原理和特点，包括其高能量密度、精确控制能力、真空环境操作以及对多种材料的适应性。其次，详细讨论了EBCL技术在航空航天、汽车制造、模具制造和医疗器械等领域的应用实例，特别是在提高部件性能和延长使用寿命方面的显著效果。再次，指出了EBCL技术面临的挑战，如高设备成本和工艺参数优化的复杂性，并提出了可能的解决措施。最后，展望了EBCL技术的未来发展，强调了其在现代工业中提升材料性能和实现部件修复方面的潜力，以及与其他先进制造技术结合的可能性，并强调了EBCL工艺在工业应用中的创新性和对提升工业效率及可持续发展的重要性。
表面工程专题 | 车用不锈钢表面激光定向能量沉积WC/Co基复合强化涂层研究

表面工程专题 | 车用不锈钢表面激光定向能量沉积WC/Co基复合强化涂层研究

摘要：为提高车用304不锈钢表面的耐磨性和使用寿命，采用激光定向能量沉积技术在其表面制备了WC/Co基复合强化涂层，系统研究了不同WC颗粒含量对涂层组织结构及性能的影响。通过光学显微镜观察、X射线衍射分析、硬度检测及摩擦磨损试验等手段，分析了涂层的微观组织演变、物相组成、硬度变化及耐磨性能。结果表明：涂层主要由fcc-Co、 Co₆W₆C 、Fe ₆w₆c 及 W₂C 组成，随着WC颗粒含量的增加，涂层中硬质相含量提升，晶粒细化现象明显。涂层的宏观与微观硬度随WC含量升高而显著增强，当WC颗粒含量为 40% 时，洛氏和维氏硬度分别达到86.4HRA和1123.7HV0.5。同时，涂层的磨损速率随WC颗粒含量增加而大幅降低，耐磨性明显改善，WC颗粒通过第二相强化、细晶强化和弥散强化机制，有效提升了涂层的综合力学性能。本研究为车用不锈钢零部件表面改性强化提供了理论依据和技术参考。
表面工程专题 | 锆合金表面激光熔覆制备Ti-Cr涂层耐磨性能及腐蚀行为研究

表面工程专题 | 锆合金表面激光熔覆制备Ti-Cr涂层耐磨性能及腐蚀行为研究

摘要：锆（ ΔZr ）及其合金因具有中子吸收截面小等优势成为核燃料包壳材料的首选，然而核反应堆内部高温、高压、高辐射及磨损等严苛服役环境，大大缩短了锆合金部件的使用寿命。铬（Cr）因具有良好的耐磨性、耐蚀性等特点，常被选作锆合金的表面涂层材料，然而纯Cr涂层较脆，容易产生裂纹等缺陷。钛（Ti）具有良好的塑性、耐蚀性和强度，将Ti引入Cr涂层中，有望解决纯Cr涂层开裂的问题。通过激光熔覆技术，在Zr
焊接与切割 | 动力集中动车组车体手持激光填丝焊接头性能分析

焊接与切割 | 动力集中动车组车体手持激光填丝焊接头性能分析

摘要：Q350EWR1高耐候钢作为铁路机车车辆车体的重要制造材料，其焊接接头的力学性能对车体强度以及机车的使用寿命至关重要。手持激光填丝焊作为一种焊接适应性强的新型焊接工艺，Q350EWR1高耐候钢手持激光填丝焊接头的质量对车体制造技术的革新有着重要意义。通过以 2.5mm 和 4.0mm 厚Q350EWR1高耐候钢板材和手持激光填丝焊为载体，对 2.5mm 对接， 4.0mm 对接和 2.5mm+4.0mm 搭接接头进行焊接工艺、金相、硬度、拉伸以及疲劳试验，研究手持激光焊工艺对上述接头力学性能的影响。试验结果表明：焊缝区域出现了大量的贝氏体，3种接头热影响区由完全正火区以及不完全正火区构成，未出现粗晶区且热影响区最大宽度仅为 1mm ；焊缝区域硬度最高，热影响区次之，母材硬度最低；抗拉强度均不低于母材抗拉强度且断裂位置均位于母材处； 2.5mm 对接， 4.0mm 对接和 2.5mm+4.0mm 搭接接头的疲劳极限分别为 203MPa 、144MPa、91MPa 。
焊接与切割 | 标准动车组司机室前窗组焊后变形控制方法研究

焊接与切割 | 标准动车组司机室前窗组焊后变形控制方法研究

摘要：标准动车组前窗安装骨架为三维不规则结构。浅析了标准动车组前窗安装骨架的制造工艺流程及焊接过程的变形情况，从动车组司机室结构、前窗结构及焊接热输入等方面对三维窗结构焊接变形的原因进行了分析，并基于模块化工装提出了控制三维窗结构骨架焊接变形的工艺方法。数据跟踪结果显示：经变形控制后的前窗结构各部位的变形超差率及调修时间大幅下降，提高了制造精度及生产效率，降低了生产成本。 Researchonc
焊接与切割 | DP780双相钢电阻缝焊接头组织及力学性能研究

焊接与切割 | DP780双相钢电阻缝焊接头组织及力学性能研究

摘要：采用窄搭接电阻缝焊方法焊接DP780双相高强钢板。利用扫描电镜（SEM）、显微硬度仪、电子万能试验机及杯突试验机，对接头的显微组织、硬度、抗拉强度、塑性及断口形貌进行了研究。结果表明：熔核区主要由粗大的马氏体组织组成，焊接热影响区主要是铁素体和马氏体组织。DP780钢电阻缝焊接头具有较好的力学性能，由于形成粗大的马氏体组织，熔核区硬度最高。拉伸试验表明：接头断裂在母材，接头强度高于母材；杯突
焊接与切割 | Gr420E大型铸钢件与F36低合金钢厚板焊接工艺研究

焊接与切割 | Gr420E大型铸钢件与F36低合金钢厚板焊接工艺研究

摘要：以某海工装备的大型铸钢件焊接制造为背景，对 150mm 厚的NORSOKM-122Gr420E铸钢件和 75mm 厚的F36低合金钢试板进行了异种焊接接头工艺试验，介绍了焊接方法、焊接材料选择、坡口设计、焊接参数优化、焊接试板的性能检测，以及焊接质量控制要点。工艺试验结果和生产建造表明：在充分预热条件下，严格控制层间温度和焊接热输入，可以获得满足建造要求的焊接接头。
焊接与切割 | 焊前及焊后热处理对30CrMnSiA钢搅拌摩擦焊组织及性能研究

焊接与切割 | 焊前及焊后热处理对30CrMnSiA钢搅拌摩擦焊组织及性能研究

摘要：对不同热处理状态的2mm厚30CrMnSiA高强钢进行了搅拌摩擦焊接，焊接参数分别为：旋转速度 250r/min 焊接速度 30mm/min ，分别对试板进行了焊前热处理、焊后热处理及未热处理。结果表明：热处理能够显著提升焊接接头力学性能，尤其是焊前热处理的过程，能够得到高强度的马氏体组织，且使得在相同条件下这种工艺所得到的焊前晶粒最细小，由此能够在拉伸测试中展现出更高的强度；而焊后热处理后由于较多含有塑性较好的铁素体，也能够展现出高的抗拉强度。
焊接与切割 | 未来产业视角下焊接专业青年人才培养模式研究

焊接与切割 | 未来产业视角下焊接专业青年人才培养模式研究

摘要：随着工业4.0时代的到来，全球制造业进入了一个新的发展阶段，焊接作为现代工业制造中的重要支撑技术，正在不断面临新的挑战与发展机遇。特别是在航空航天、新能源、高端装备制造等高科技领域，对焊接技术人才的需求愈加迫切。然而，当前焊接专业的人才培养模式未能完全适应新时代产业需求，传统的教育模式已无法满足行业对创新型、复合型、高层次人才的需求。因此，从未来产业的视角出发，分析当前焊接专业青年人才培养的现状，探讨其存在的问题，提出改革的路径和建议，旨在为焊接专业教育的提升和改革提供理论依据和实践指导。
焊接与切割 | 5356焊丝对6061铝合金焊接接头热处理性能的影响

焊接与切割 | 5356焊丝对6061铝合金焊接接头热处理性能的影响

摘要：为探究国产5356焊丝对6061铝合金焊后热处理性能的影响，采用惰性气体保护焊（MIG）进行焊接，后采用固溶处理、固溶 + 时效处理制备试件。利用显微硬度计、拉伸试验机、扫描电镜（SEM）表征了焊接区域。结果表明：固溶 + 时效处理后热影响区硬度达到110HV，焊接接头强度增加了 18.6% 、伸长率下降了25% 。
焊接与切割 | 07MnNiMoDR/10Ni3MoVD钢埋弧焊工艺试验

焊接与切割 | 07MnNiMoDR/10Ni3MoVD钢埋弧焊工艺试验

摘要：针对高强钢球罐所用的07MnNiMoDR钢板和10Ni3MoVD钢锻件间的埋弧焊焊接工艺进行研究。试验内容包括焊接材料的选择、试板焊接及在不同热处理保温时间后进行力学性能试验。试验结果表明：采用EF1焊丝和F9P6-EF1-F1焊剂，通过制定焊接参数，进行试板焊接，并经过（ 575±15 ） °C 热处理，保温时间分别为2h、4h、6h后，焊接接头的力学性能均满足标准和设计要求。
焊接与切割 | 钢桥梁焊接技术现状及未来展望

焊接与切割 | 钢桥梁焊接技术现状及未来展望

摘要：随着桥梁设计水平的提高以及加工设备和施工装备水平的提升，我国桥梁建设取得了快速发展，各类造型别致、在世界桥梁建设史上具有一定影响力的桥梁不断涌现。焊接作业是钢桥梁制造过程中的重要工序之一，对确保钢桥梁耐久性至关重要。结合近几年钢桥梁建设实例，简要介绍了我国耐候桥梁钢、高性能桥梁钢焊接技术的应用情况与取得的成果，以及双丝与多丝埋弧高效焊接技术、焊接变形机械矫正技术和自动化焊接技术在钢桥梁制造过程中的应用情况，并对钢桥梁焊接技术的发展前景进行了展望。
焊接与切割 | 端面粗糙度对锆合金包壳管脉冲TIG焊接接头组织及性能的影响

焊接与切割 | 端面粗糙度对锆合金包壳管脉冲TIG焊接接头组织及性能的影响

摘要：主要研究了端面粗糙度对锆合金包壳管脉冲TIG焊接接头组织和力学性能的影响。研究表明：端面粗糙度值的减小显著改善了焊缝表面质量，减少了水波纹缺陷，焊缝成形效果更佳。显微组织分析表明：焊缝区组织主要由 α+α^′+β 相组成，热影响区主要为 α+β 相组织。端面粗糙度值的减小有助于熔池内部液态金属的均匀流动，能够抑制局部晶粒异常长大，提高了焊接接头组织的均匀一致性。力学性能试验结果表明：端面粗糙度值的减小可优化焊接热过程，进一步提高了焊接接头的抗拉强度和断后伸长率，且焊缝区硬度更为均匀。本研究阐明了端面粗糙度对焊接接头质量的影响，为锆合金包壳管的高质量焊接提供了科学依据和实践指导。
焊接与切割 | 18CrNiMo7-6合金结构钢真空电子束焊接头组织及性能研究

焊接与切割 | 18CrNiMo7-6合金结构钢真空电子束焊接头组织及性能研究

摘要：采用真空电子束焊对18CrNiMo7-6合金结构钢进行了带锁底的对焊试验。通过对接头的组织形貌进行观察，并开展微观硬度、拉伸性能、冲击性能和疲劳性能等检测与试验，分析了18CrNiMo7-6合金结构钢真空电子束焊接头的组织和力学性能。结果表明：电子束热源能量密度高，焊接过程熔融金属快速冷却，接头焊缝区主要为板条马氏体组织，热影响区为马氏体 + 铁素体的混合组织；焊缝区和热影响区硬度比母材高，接头抗拉强度达到950MPa，焊接系数达到0.91，焊缝和热影响区的冲击性能高于母材；疲劳极限为354MPa，断口形貌呈现明显的疲劳分区特征。
热处理 | 大截面渗碳齿轮轴氢脆产生机理与工艺改进方法研究

热处理 | 大截面渗碳齿轮轴氢脆产生机理与工艺改进方法研究

摘要：运用超声波检测、宏观低倍检测、化学成分分析、金相分析，以及扫描电镜断口分析等手段，对大截面渗碳齿轮轴生产过程中缺陷性质进行研究，发现缺陷性质为氢致白点，在缺陷处取样研究，分析防控方案并进行工艺试验，探索氢脆白点产生机理，进而采用冶炼、热处理措施实现工艺改进的目的。 Research on the generation mechanism of hydrogen embrittlement
热处理 | 32Cr3MoVE钢内花键渗氮工艺数值模拟与优化研究

热处理 | 32Cr3MoVE钢内花键渗氮工艺数值模拟与优化研究

摘要：聚焦于渗氮处理模拟研究，主要开展了针对32Cr3MoVE钢在渗氮过程中的数值模拟理论分析的工作。结果表明：保温时间对渗氮效果影响较大，渗氮温度对渗氮效果影响较小，最佳工艺为渗氮25h、温度540^°C 。
热处理 | 升温速率对 9%cr 热强钢管道中频感应加热局部焊后热处理温度场的影响

热处理 | 升温速率对 9%cr 热强钢管道中频感应加热局部焊后热处理温度场的影响

摘要：建立了中频感应加热局部焊后热处理温度场有限元计算模型，并开展了试验验证，随后利用该模型分析了升温速率对热处理恒温时间和轴向温度梯度的影响，并提出了中频感应加热焊后热处理升温速率的优化方法。结果表明：热处理温度场模型计算结果与检测结果吻合度高。增加升温速率可以提高热处理效率，但会导致内壁恒温时间不足。增大升温速率会导致轴向温度梯度偏大，影响管道服役安全性。基于控制轴向温度梯度原则，通过有限元计
热处理 | 不同AI+Ti含量下GH738合金固溶温度范围的探讨

热处理 | 不同AI+Ti含量下GH738合金固溶温度范围的探讨

摘要：对不同Al+Ti含量下GH738合金在标准固溶温度范围内进行试验，获得了不同固溶温度下GH738合金显微组织及力学性能；通过对比，得到了不同A1+Ti含量下GH738合金显微组织和力学性能最佳的固溶温度范围。结果表明：当A1+Ti含量较低时，适当降低固溶温度可获得较为均匀的显微组织，但过低的固溶温度会使力学性能有所降低；当AI+Ti含量较高时，标准范围内固溶温度对锻件晶粒尺寸影响不大，可适当选择较高的固溶温度，使锻件组织均匀的同时具有良好的力学性能。
热处理 | 热处理工艺对TC18钛合金板材性能和组织的影响

热处理 | 热处理工艺对TC18钛合金板材性能和组织的影响

摘要：研究了普通退火和简单双重退火两种热处理工艺对TC18钛合金板材性能和组织的影响，旨在寻找可替代GJB3763A—2004推荐的复杂双重退火（含中间缓冷工艺）的简化方案。普通退火工艺设定在 795～875°C 保温2h后空冷（AC）；简单双重退火采用两阶段热处理制度：第一阶段 795～875°C 保温2h后空冷（AC），第二阶段 550～650^°C 保温4h后炉冷（FC）。热处理后对板材进行了室温拉伸试验和显微组织分析。结果表明：经普通退火处理的板材强度较低且塑性较差，不具备替代价值；而经简单双重退火处理后，筛选出3组工艺参数，，，其强度和塑性综合性能与GJB3763A—2004推荐的复杂双重退火工艺相当。
铸造与锻造 | 铝合金轧制成形组织性能调控技术研究进展

铸造与锻造 | 铝合金轧制成形组织性能调控技术研究进展

摘要：铝合金作为关键的轻质结构材料，广泛应用在航空航天、汽车制造及船舶等领域。轧制成形是铝合金成形的主要塑性成形方式之一，通过控制其微观组织结构来实现性能的精确调控已是其研究的重点方向。基于此，系统梳理了铝合金轧制成形组织性能调控技术的研究进展，重点分析了温度、变形量、轧制速度等工艺参数对组织演变的影响规律，以及合金成分与热处理工艺对性能调控的作用。
铸造与锻造 | 汽车起动齿轮超声波辅助挤压成形模拟试验研究

铸造与锻造 | 汽车起动齿轮超声波辅助挤压成形模拟试验研究

摘要：基于Deform-3D软件对汽车起动齿轮的成形过程进行了超声波辅助挤压研究，以传统挤压（无超声波振动辅助）作为对照试验，建立了有限元模型，分析了挤压成形过程中的载荷、应力场、应变场和成形温度的变化规律。试验结果表明：超声波辅助振动作用下，峰值载荷降低了 4.7% ，平均载荷降低了 7.5% ；最大等效应力降低了 9.13% ，平均等效应力降低了 9.8% 。降低工模具的工作应力和载荷，对服役
铸造与锻造 | 基于3D打印砂型铸造制浆转子的工艺研究

铸造与锻造 | 基于3D打印砂型铸造制浆转子的工艺研究

摘要：制浆转子传统的铸造工艺一般采用木模，但制浆转子复杂的结构增加木模的制作难度。木模制作周期最少20天，而3D打印砂型直接导入数模进行打印，制作周期仅需1天；木模制作成本高达几万元，而3D打印砂型省去了开模成本。3D打印砂型不用考虑起模斜度，造型、合箱生产效率高，尤其适用于结构复杂的制浆转子铸件。采用3D打印砂型重力铸造进行制浆转子的生产，并通过Procast软件进行模拟仿真，优化冒口尺寸等参数，提高制浆转子铸件工艺出品率。对优化后的制浆转子铸件进行化学成分分析、力学性能试验、超声波检测，以及三维扫描尺寸检测，结果证明：3D打印砂型生产的制浆转子铸件质量满足要求。
增材制造 | 激光选区熔化成形钛合金底座断裂分析

增材制造 | 激光选区熔化成形钛合金底座断裂分析

摘要：激光选区熔化（SelectiveLaser Melting，SLM）成形Ti-6Al-4V底座在试验过程中发生断裂失效，通过断口宏观检测、扫描电镜及能谱分析、化学成分分析、金相分析及CT检测等方法对断裂的底座进行了分析。结果表明：SLM成形Ti-6Al-4V底座U形槽内部存在大量未熔合缺陷，导致该部位承载能力下降，在试验中瞬间冲击载荷的作用下发生了过载断裂。由此提出建议：加强打印过程中在线质量监控，识别与分析可能的风险源，强化过程检测控制质量；针对X射线和荧光检测未检出未熔合缺陷的问题，建议在原机械加工后增加工业CT抽检工序。
增材制造 | 航天领域金属3D打印技术发展方向与产业化建议

增材制造 | 航天领域金属3D打印技术发展方向与产业化建议

摘要：首先概述了金属3D打印工艺分类与技术特点，详细分析了导弹、火箭、空间飞行器等新一代航天装备极端轻量化、高密度集成与极高性能的发展趋势，阐明了航天新形态结构具有的异形复杂、宏-微跨尺度、功能-结构一体化等构造特征，明晰了金属3D打印在新形态结构精准控型-控性制造方面的技术优势。然后，对航天领域金属3D打印技术发展与工程应用现状进行了分析，当前金属3D打印技术正由零件级制造逐渐发展为系统级、整机级制造。国外发达国家已经实现了整箭、整星、火箭发动机等系统级或整机级3D打印，然而国内还停留在零部件级打印技术研究阶段，与国外在技术水平和工程应用方面仍然存在较大差距。最后，基于金属3D打印技术发展与应用现状，分别从材料、工艺技术、装备与生产线等方面提出了技术方向与产业化发展建议。
检测 | 海上气田井口管线双相不锈钢焊接接头泄漏失效分析

检测 | 海上气田井口管线双相不锈钢焊接接头泄漏失效分析

摘要：针对海上气田井口管线双相不锈钢三通焊接接头处出现裂纹引起的泄漏问题开展失效分析，从宏观和微观断口形貌、裂纹扩展路径、微观组织特征、相比例和焊接接头硬度等综合分析了失效原因。结果表明：裂纹从管道内壁焊接接头焊趾处起裂，穿过热影响区，向基体母材扩展导致管道泄漏，失效原因主要是管道内壁焊接接头焊缝成形不良引起的应力集中，加上腐蚀环境，诱发应力腐蚀开裂。焊缝金属组织中形成大量的二次奥氏体，导致奥氏体含量增加，铁素体含量仅为 20% ，降低了焊缝金属对应力腐蚀开裂的抵抗力。母材组织出现大量的块状沿晶分布的σ相金属间化合物，导致母材变脆，加速裂纹扩展，同时增加了局部腐蚀泄漏风险。
检测 | 高强马氏体不锈钢内齿轮裂纹的失效分析

检测 | 高强马氏体不锈钢内齿轮裂纹的失效分析

摘要：分别从化学成分分析、力学性能测试、金相组织分析、宏观检测与SEM形貌观察对9Cr18不锈钢内齿轮的断口裂纹进行了分析，最终确定了裂纹的性质，并对可能的开裂原因进行了分析。结果表明：内齿轮通过淬火 + 低温回火处理到 (60±2) HRC的硬度，本身马氏体转变过程组织应力较大，且此时材料组织为回火马氏体 + 碳化物的组织状态，碳化物的存在会大幅降低材料的抗裂纹扩展能力，材料的脆性大幅增加，使零件应力的敏感性也大幅增加。加之零件本身存在应力集中部位，以上综合因素导致内齿轮发生了开裂。改进措施为结构上在尖角处增加小圆角，同时在过渡或尖角处表面不能有毛刺或凸起，以减小应力集中的风险，热处理后对产品采用磁粉检测表面裂纹，通过该措施保证了加工的零件无裂纹。
检测 | 齿轮轴螺纹断裂分析及改善措施

检测 | 齿轮轴螺纹断裂分析及改善措施

摘要：后桥弧齿锥齿轮主动齿轮轴在装配过程中发生螺纹断裂，断裂位于靠近R处表面，断面平齐且存在金属光泽，断口裂纹起始于一侧表面并呈放射扩展，裂纹源处表层存在黑色区域，断面明显分为两次扩展过程，根据断口形貌、金相、硬度、能谱等综合分析，结果表明：螺纹的断裂主要是由热处理过程中螺纹表面金相组织不合格，为针状马氏体，螺纹表面硬度不均匀，达不到技术要求，加工过程中存在表面粗糙度差的缺陷，极易在R角处表面因应力过大且不均匀产生裂纹而断裂。通过改变螺纹的热处理工艺，由原来的整体渗碳淬火 + 高频感应退火改为在热处理时先涂防渗剂，再对螺纹进行高频感应退火的工艺，保证热处理后螺纹处不出现应力集中现象，避免螺纹断裂故障。

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