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金属加工·热加工

金属加工·热加工

2024年01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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有色金属焊接专题 | 搅拌摩擦焊在轨道交通领域的应用现状与发展前景

有色金属焊接专题 | 搅拌摩擦焊在轨道交通领域的应用现状与发展前景

摘要：从搅拌头几何特征对焊接过程的影响、动车组车体部件的搅拌摩擦焊与钢轨的搅拌摩擦焊3方面总结了搅拌摩擦焊技术在轨道交通领域的应用现状与发展前景。在搅拌摩擦焊过程中，搅拌头几何特征会影响焊接产热与材料流动，进而影响接头性能。因此，应合理设计搅拌头的轴肩形状与尺寸、搅拌针形状与尺寸及搅拌针螺纹。目前，动车组车体部件主要材质为铝合金，其搅拌摩擦焊工艺已较成熟。随着交通运载装备制造领域对轻量化的需求进一
有色金属焊接专题 | 异种铝合金搅拌摩擦焊搭接工艺试验研究

有色金属焊接专题 | 异种铝合金搅拌摩擦焊搭接工艺试验研究

摘要：对尺寸分别为200mm×90mm×2.5mm和200mm×90mm×2.8mm的6061-T6和2024-T4铝合金板材进行搅拌摩擦搭接焊，固定焊接速度为100mm/min，调节搅拌头转速分别为400r/min、600r/min和800r/min。结果表明：当转速为600r/min时，焊缝表面最为光滑；随着搅拌头转速的增加，可以看到界面处6061和2024铝合金的混合程度明显增大；与母材相比
有色金属焊接专题 | 铸铝与挤压铝合金的电阻点焊工艺试验研究

有色金属焊接专题 | 铸铝与挤压铝合金的电阻点焊工艺试验研究

摘要：采用电阻点焊工艺对厚度为3mm的铸铝和2mm的5系挤压铝合金进行了连接。对焊后的接头进行了剪切拉伸试验，使用金相显微镜分析其宏观形貌和微观结构，使用扫描电镜对断口进行分析。结果表明：接头主要由4个典型区域组成，分别为母材、热影响区、柱状晶区和等轴晶区。焊核主要向铸铝侧偏移，合适的焊接电流能够降低焊核偏移带来的影响，同时提升接头性能。在压力6kN、焊接电流40kA的条件下，接头平均失效载荷达到
有色金属焊接专题 | 搅拌针长度对铝-铜搭接搅拌摩擦焊影响机制的数值模拟研究

有色金属焊接专题 | 搅拌针长度对铝-铜搭接搅拌摩擦焊影响机制的数值模拟研究

摘要：利用流体动力学的计算方法，分别建立了长度为2.4mm和2.8mm搅拌针的铝-铜异质材料搅拌摩擦搭接焊模型。基于VOF计算铝-铜两相分布的方法，定量分析了不同长度的搅拌针下两相材料流动和界面热-力耦合效应。通过界面摩擦切应力与热流通过搅拌头与工件接触界面的相对滑移状态计算，搭建了随材料流动状态变化的界面动态自适应热力模型。分析发现：增加搅拌针长度能有效强化两相材料的混合与搅拌区的塑性变形，焊缝
焊接与切割 | 镍铜合金FCAW-G堆焊工艺研究

焊接与切割 | 镍铜合金FCAW-G堆焊工艺研究

摘要：采用药芯焊丝气体保护焊（FCAW-G）对Q345R钢试板进行了镍铜合金N04400堆焊工艺评定，依照NB/T 47014—2011《承压设备焊接工艺评定》要求对堆焊层的弯曲、化学成分及金相组织进行了检测。试验结果表明：采用80%Ar＋20%CO2混合保护气体，选用型号为ENiCu7T0-4的药芯焊丝进行过渡层及耐蚀层的堆焊，可以获得性能优良的耐蚀层，其化学成分满足标准要求，为镍铜合金实现高效
焊接与切割 | 船舶与海工平台建造焊接质量问题统计与分析

焊接与切割 | 船舶与海工平台建造焊接质量问题统计与分析

摘要：对具有代表性的两艘船舶及两座海工平台建造现场存在的典型焊接质量问题进行了统计和分类。结果表明：焊接工艺和材料问题所占比例较高，约80%。重点阐明具体质量问题中居于前四位的未预热、预热/道间温度、焊接材料烘焙、焊缝清理不符合要求和工艺参数超范围等高频次问题的表现形式、危害和产生原因，并提出改善建议。为预防和减少建造中焊接质量问题的发生、保障和提高船舶及海工平台焊接质量提供参考。关键词：船舶
焊接与切割 | 国产高强级焊接材料在船舶领域的研究与应用

焊接与切割 | 国产高强级焊接材料在船舶领域的研究与应用

摘要：为了保证疫情期间的生产率及生产质量，首次将国产品牌京群药芯焊丝引入到船舶领域。以Q690ME钢为母材，京群GFR-110K3药芯焊丝为焊接材料，采用药芯焊丝气体保护焊方法对厚板母材进行了X形坡口焊接工艺试验研究，以各项力学性能，如拉伸试验、弯曲试验、冲击试验、宏观试验及硬度试验结果为依据，不仅对后续现场施工提供了较强的技术支持，更证明了该种国产焊丝在690级钢材上的可焊接性与可推广性。关
焊接与切割 | 核电站控制棒驱动机构Canopy焊缝组织和性能研究

焊接与切割 | 核电站控制棒驱动机构Canopy焊缝组织和性能研究

摘要：试验采用专用自动TIG焊机焊接核电站控制棒驱动机构Canopy焊缝，选用机械加工Y形环作为填充材料，研究Canopy焊缝组织和性能。结果表明：通过自动TIG焊，机械加工Y形环熔成的Canopy焊缝，成形良好，宽度适中，焊缝与母材冶金熔合良好；焊缝组织主要由板条状或骨架状铁素体与快速凝固的柱状奥氏体组成；经23.1～23.3MPa水压试验，Canopy焊缝表面无渗漏，无可见变形；维氏硬度结果表
焊接与切割 | 海洋工程用S355NL低温厚钢板焊接试验研究

焊接与切割 | 海洋工程用S355NL低温厚钢板焊接试验研究

摘要：采用药芯焊丝气体保护焊（FCAW）和埋弧焊（SAW）两种工艺分别焊接了70mm厚的S355NL试板，其中FCAW的焊接位置为横焊和立焊，验证了在不同热输入下的焊接接头性能。按照欧洲规范进行拉伸、弯曲、低温冲击（－50℃）、硬度和裂纹尖端张开位移试验（CTOD，－10℃）。试验充分验证了选用焊接工艺的合理性，保证了厚板S355NL钢的海洋工程焊接质量。关键词：焊接工艺；低温钢；S355NL
焊接与切割 | 钛合金薄壁T形接头激光焊接力学性能研究

焊接与切割 | 钛合金薄壁T形接头激光焊接力学性能研究

摘要：开展了厚度为1.5mm立筋与厚度为2mm底板的TC4钛合金T形接头的激光焊接工艺试验，对接头的力学性能进行了测试，观察了接头的组织形貌。结果显示：带立筋接头的抗拉强度、屈服强度及伸长率均与母材相当，而去除立筋后的正常区的抗拉强度与屈服强度最高，起弧区的抗拉强度与屈服强度最低，但去除立筋后收弧区的断后伸长率最高、起弧区最低，接头的剪切性能比母材提高了3.4%，持久测试试样没有发生断裂。接头焊缝
焊接与切割 | 新型铝-钢复合材料制备工艺研究

焊接与切割 | 新型铝-钢复合材料制备工艺研究

摘要：采用爆炸焊接技术直接实现铝合金与钢材的有效连接，从而生产出新型铝-钢复合材料。爆炸焊接后复合材料外观完整，表面无烧灼、褶皱等缺陷，渗透检测结果显示：铝合金与钢材料结合良好，无分层、裂纹等缺陷。对复合材料进行微观组织和力学性能检测，以评估复合材料的结合质量，试验结果显示：铝合金与钢材料界面呈现波状结合，均匀无分层，但是波峰前端有断续的熔化块，个别熔化块内部有裂纹。力学性能检测结果显示：复合材料
焊接与切割 | 新型马氏体耐热钢G115焊接及焊后热处理工艺研究

焊接与切割 | 新型马氏体耐热钢G115焊接及焊后热处理工艺研究

摘要：随着我国超超临界燃煤机组技术的不断提高，机组参数越来越高，目前630℃参数超超临界机组已基本成熟，G115耐热钢成为当前我国630℃超超临界机组主蒸汽管道的唯一候选材料，将应用于超（超）临界锅炉的集箱、蒸汽管道、受热面管子等部件，其现场焊接及热处理工艺仍处于探索研究阶段。通过对国产新型马氏体耐热钢G115（以下简称G115钢）进行焊接及热处理工艺研究，系统分析了G115钢与现有其他同类型钢种
焊接与切割 | 不同退火温度对Ti-3873合金焊接接头组织与性能的影响

焊接与切割 | 不同退火温度对Ti-3873合金焊接接头组织与性能的影响

摘要：将经过激光焊接的Ti-3873合金进行450℃、550℃、650℃、750℃退火处理，并对其组织和性能进行了研究。结果表明：Ti-3873合金焊接接头试样经过退火处理后在热影响区晶粒内出现了孪晶。随着退火温度的增加，强度和平均硬度值呈先上升再下降趋势，在550℃退火后抗拉强度达到1279.27MPa的最高值。Ti-3873合金焊接接头650℃退火为最佳退火工艺。关键词：Ti-3873合金
热处理 | 40CrNiMoA钢气体渗氮层硬度优化

热处理 | 40CrNiMoA钢气体渗氮层硬度优化

摘要：通过分析40CrNiMoA钢调质基体硬度、回火索氏体数量、渗氮温度、氮势值，以及换气率对渗氮性能的影响，得出结论：硬化层深度（498HV1）随基体硬度提高而增加，随回火索氏体数量增加而增加，随渗氮温度降低而增加，随氮势值和换气率提高而增加。40CrNiMoA钢气体渗氮可以实现表面硬度达到600～635HV1，同时0.52mm深处达到498HV1的技术要求。关键词：40CrNiMoA钢；气
热处理 | 减小电主轴淬火体积超差的热处理新工艺

热处理 | 减小电主轴淬火体积超差的热处理新工艺

摘要：芯轴热处理质量的好坏直接决定了功能部件电主轴产品的使用性能和使用寿命。针对芯轴淬火体积变形过大的质量问题，通过采用可控气氛多用炉进行电主轴淬火，不但解决了盐浴热处理中长期困扰企业的环保问题，还解锁了可控气氛多用炉的新功能，保证了产品质量。该项工艺的试验成功，对芯轴关键功能部件热处理质量的提高具有重要意义。关键词：可控气氛调整；环保；淬透性；工艺验证；性能检测 New heat trea
热处理 | 42CrMo钢长轴感应淬火裂纹原因分析

热处理 | 42CrMo钢长轴感应淬火裂纹原因分析

摘要：观察了感应淬火后42CrMo钢长轴开裂的微观组织、裂纹形貌并测试其化学成分和力学性能，分析了裂纹的形成原因。结果表明：裂纹沿轴向分布且仅存在于大直径区域的淬硬层，与心部相比，该区域晶粒异常粗大且部分晶界熔化，裂纹沿晶扩展，裂纹内存在氧化物，因此判断裂纹产生的主要原因是感应淬火工艺参数不当，导致在长轴直径增大区域的淬火加热温度过高，从而造成淬硬层发生过烧、晶界弱化甚至烧蚀，从而出现裂纹。相比小
热处理 | 风电螺栓热处理工艺优化与质量控制

热处理 | 风电螺栓热处理工艺优化与质量控制

摘要：风电螺栓一般规格大于M30，要求螺栓热处理后抗拉强度≥1040MPa，－40℃冲击吸收能量≥27J。由于材料存在韧脆转变温度，塔筒、叶片异形螺栓在此温度以下使用时存在断裂风险，因此提高螺栓用钢的低温冲击性能显得十分重要。对风电螺栓热处理工艺持续改进与发展，从原材料缺陷、钢中带状组织、回火温度对螺栓钢力学性能等的影响进行探讨，最后提出了螺栓用钢成分新设计及风电螺栓质量控制的措施。关键词：风
热处理 | 轴承外圈失效分析

热处理 | 轴承外圈失效分析

摘要：采用场发射扫描电镜观察、洛氏硬度检测、能谱分析及化学成分分析等方法，对轴承外圈进行断口分析，判断断口的断裂形式。结果表明：轴承外圈的洛氏硬度高于标准值，化学成分符合要求，断口具有脆性断裂特征，因此推断轴承外圈在外部应力的作用下发生脆性断裂。关键词：断口分析；洛氏硬度；脆性断裂 Failure analysis of bearing outer ring SHAN Chunyan1，2
铸造与锻造 | 大型中间轴55钢锻件晶粒度控制研究

铸造与锻造 | 大型中间轴55钢锻件晶粒度控制研究

摘要：针对55钢中间轴锻件极易发生粗晶的问题，对55钢进行了820～980℃温度下的奥氏体粗化试验，以及770～920℃温度下的正火试验，研究导致该材料晶粒严重粗化的临界温度以及不同正火温度对其微观组织的影响。结果表明：当温度加热到950℃时，55钢晶粒严重粗化；正火温度在860℃时，可以在细化晶粒的同时，消除网状铁素体，获得良好的组织形态。基于研究结果改进中间轴锻造及正火工艺，有效解决了无损检测
铸造与锻造 | 铸造双相不锈钢晶间腐蚀试验方法探讨

铸造与锻造 | 铸造双相不锈钢晶间腐蚀试验方法探讨

摘要：以ZG03Cr22Ni6Mo3N、ASTM A995 5A两种铸造双相不锈钢为对象，通过不同敏化制度处理，采用不同晶间腐蚀试验方法，揭示铸造双相不锈钢晶间腐蚀试验的应用性目的，并提出改进建议。关键词：铸造双相不锈钢；晶间腐蚀试验方法；敏化处理 Discussion on experiment methods of intergranular corrosion tests of cas
铸造与锻造 | 排气芯骨在水冷排气歧管生产中的应用

铸造与锻造 | 排气芯骨在水冷排气歧管生产中的应用

摘要：探讨了工艺孔数量及位置对水冷排气歧管铸造性能的影响。使用一种新型排气和支撑两用的芯骨，解决了工艺孔设置较少的排气歧管产品的断芯、呛火、起皮等铸造缺陷，保证铸件的生产，提高了排气歧管产品的铸造成品率，得到客户的认可，并取得良好的效果。关键词：排气歧管排气歧管；工艺孔；芯骨；起皮；排气 Application of exhaust core bone in the production o
增材制造 | CMT电弧增材制造5087铝合金组织与拉伸性能研究

增材制造 | CMT电弧增材制造5087铝合金组织与拉伸性能研究

摘要：电弧增材制造（WAAM）技术具有沉积效率高、热输入低、成形工艺稳定、力学性能优异等优点，在大尺寸金属构件直接成形领域具有广阔的应用前景。采用基于冷金属过渡（CMT）的WAAM技术成形5087铝合金，研究了单道多层成形工艺及尺寸控制，分析了微观组织结构及拉伸性能。结果显示：单层高度和宽度的成形尺寸精度≤0.5mm。通过观察样品金相组织发现，晶粒形态呈现明显的柱状晶特征，在试样水平截面，晶粒尺寸
增材制造 | 激光熔覆稀土添加金属基涂层研究现状

增材制造 | 激光熔覆稀土添加金属基涂层研究现状

摘要：利用激光熔覆技术制备表面强化涂层是提高材料服役性能的重要途径之一，即可根据服役环境要求，通过改变熔覆工艺来调控涂层成分、组织结构，从而改善其性能，延长零部件的使用寿命。近年来，在涂层中掺杂稀土元素是激光熔覆领域的研究热点之一。稀土元素拥有特殊的电子结构，能净化合金溶液、细化晶粒；适当添加稀土元素可以有效地降低稀释率，细化熔覆层晶粒，降低孔隙率，以及缓解残余热应力，从而降低涂层的裂纹敏感性。因

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