特种铸造及有色合金

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钟鼓, 吴永福, 邹纯, 邱楚, 陆萌萌, 长海博文

特种铸造及有色合金. 2017, 37(12): 1277-1282. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2017.12.001

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设计并采用挤压铸造工艺制备了3种高强韧AlSiMgMn合金。利用金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDS）等手段，研究了合金元素和热处理工艺对挤压铸造AlSiMgMn合金的微观组织和力学性能的影响。结果表明，Sr变质后挤压铸造AlSiMgMn合金中共晶Si变质等级超过AFS 5级，优化的热处理工艺为535℃×4h固溶+160℃×6h时效；当Mg含量从0.3%增加到0.5%，合金的抗拉强度和屈服强度分别增加60 MPa和70 MPa。添加Cu元素的AlSiMgMn合金采用Sb变质，共晶Si变质为AFS 3~4级，虽然热处理后共晶Si相球化良好，但铸造过程中不均匀变质导致颗粒出现团聚。该合金在优化的T6热处理下，抗拉强度为435 MPa，屈服强度为338 MPa，伸长率为7.0%。

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高强韧Al-Zn-Mg-Cu合金的热加工图及组织演变

徐国富, 苏武森, 肖丹, 彭小燕

特种铸造及有色合金. 2017, 37(12): 1283-1287. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2017.12.002

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采用Gleeble-3180热模拟试验机对均匀化退火态Al-5.87Zn-2.07Mg-2.28Cu合金在不同温度（350~450℃）和不同应变速率（0.0110 s^-1）下进行热压缩试验。结果表明，在各真应变下合金的能量耗散因子均随温度的升高和应变速率的下降而增大；随着真应变增加，流变失稳区域扩大且合金适宜的热加工参数发生改变；随着变形温度的升高和应变速率的降低，合金的流变应力减小，且其主要软化机制由动态回复向动态再结晶转变；当变形温度达到420℃时，合金在各应变速率下均发生了动态再结晶。

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42CrMo铸造环坯高温拉伸性能

武永红, 李永堂, 齐会萍

特种铸造及有色合金. 2017, 37(12): 1288-1291. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2017.12.003

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以常用轴承材料42CrMo钢为研究对象，采用Gleeble-3500热力试验模拟机，通过高温拉伸试验，分析了铸造42CrMo钢的高温拉伸力学性能。建立了抗拉强度模型，并验证了模型的准确性；计算了硬化系数和应变速率敏感系数。结果表明，铸造42CrMo钢的硬化系数随加热温度升高而减小，随应变速率增大而增大。应变速率敏感系数则随温度升高而增大，随应变速率增加而减小。

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铝合金轮状零件流变挤压铸造成形研究

张树国, 杨湘杰, 郭洪民, 汪丽君

特种铸造及有色合金. 2017, 37(12): 1292-1294. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2017.12.004

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通过开发专用模具，对轮状铝合金铸件进行了流变挤压铸造成形研究。利用自主开发的3 000kN立式半固态挤压铸造机进行试验，对铸件的微观组织和力学性能进行了分析研究。结果表明，模具温度为200℃左右，浇注温度为630~636℃，在比压为80MPa时，流变挤压铸造成形7075铝合金铸件毛坯，其微观晶粒细小，无枝晶产生，T6热处理后，其综合力学性能达到使用要求，接近锻件的性能。

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Mg-Al-Li合金的机械合金化制备及储氢性能

黄显吞, 李柳杰, 谢政专

特种铸造及有色合金. 2017, 37(12): 1294-1297. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2017.12.005

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在氩气保护下，采用机械球磨合金化法制备Mg-Al-Li合金材料，对合金材料的组织、吸放氢动力学以及热力学性能进行了表征。结果表明，机械球磨合金化法工艺虽然不能改变合金的相结构，但适当的机械球磨处理可以改善Mg-Al-Li合金材料的储氢性能。当球磨时间为60h时，合金材料的氢化量以及氢化/脱氢动力学与热力学性能均达到最佳。

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Fe-24Al-C-Mn合金中有序相形成机理研究

张广安, 赵荣达, 张文峰, 巴宏波, 伍复发, 周岐

特种铸造及有色合金. 2017, 37(12): 1298-1300. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2017.12.006

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对Fe-24Al合金进行C和Mn的双元素合金化，利用金相、SEM、XRD和激光共聚焦显微镜研究合金铸态的组织及其形成机理。结果表明，铸态组织由α-Fe、FeAl、Fe₃Al及Fe₃AlC相组成。组织中存在富Al相和富C相。随着C和Mn元素的加入，合金的硬度（HV）从280增加到330，抗拉强度从400 MPa增加到741 MPa，断裂方式从完全的脆性转变为略有塑性。当加热温度为625℃时，两种白色富集相变得较为清晰，同时细小富集相的数量增加。随着温度进一步升高，合金中条状和块状白色富集相的数量显著减少，有序相固溶到基体中，当温度高于1 100℃时，合金局部组织出现轻微的氧化现象。

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电脉冲与Mn对Al-Si合金中Fe相与性能的影响

李辉, 吕正风, 史春丽, 陈文, 祝贞凤

特种铸造及有色合金. 2017, 37(12): 1301-1303. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2017.12.007

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采用电脉冲与Mn复合处理工艺对Al-Si合金熔体进行处理，通过金相显微镜与X射线衍射仪对基体组织中Fe相大小、形态、分布进行了表征和分析，测试了其力学性能。结果表明，电脉冲处理可使细长针状的β-Fe相碎断，添加Mn后，β-Fe相有向汉字状α-Fe相转变的趋势。同时，复合处理可以降低Mn的添加量，与单一的Mn处理技术相比，Al-Si合金的抗拉强度和伸长率分别提高了7.6%和4.2%。

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7000系铝合金及其复合材料挤压铸造研究进展

袁松阳, 张亮, 吴国华, 丁文江

特种铸造及有色合金. 2017, 37(12): 1304-1310. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2017.12.008

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7000系高强铝合金在航空航天领域已有广泛的应用，但是由于其铸造性能差，成形方法以轧制、挤压等塑性变形为主，产品主要为板材和型材，很难成形形状复杂的零件。挤压铸造和半固态挤压铸造为7000系铝合金铸造成形及其复合材料的制备提供了可行的途径，有望实现"以铸代锻"，成为近年来高强铝合金成形技术发展的重要方向。介绍了7000系铝合金及其复合材料挤压铸造成形技术的研究进展，提出了目前存在的问题，并讨论了其发展方向。

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电工用铝合金熔体净化技术研究现状及展望

马军, 潘健, 张娟芳, 蔺亚强, 贾伟, 陈松

特种铸造及有色合金. 2017, 37(12): 1310-1313. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2017.12.009

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研究铝合金熔体净化方法对提高电工用铝合金杆的质量具有重要意义。净化方法有吸附净化、非吸附净化和复合净化3类，综述了电工用铝合金熔体净化方法研究应用现状及进展。其中吹气法、熔剂法、过滤法、超声波净化法、电磁净化法等方法的研究应用成果较多，以追求高效便捷为目标的复合净化方法正成为该领域关注的热点。

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自主优化模拟在实际压铸生产中的应用

刘琪明, 陈振宇, 陈国恩

特种铸造及有色合金. 2017, 37(12): 1314-1316. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2017.12.010

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针对某发动机的凸轮轴支架在试制阶段出现了气孔及漏气等缺陷，借助Magma软件对铝液的充型及凝固过程进行模拟，结果显示缺陷位置因产品壁厚过厚，相对凝固时间较长，形成大的热节，最后导致缩孔。通过优化工艺方案，解决了产品的缺陷，提高了铸件的品质，缩短了开发周期。

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基于AnyCasting的开普单缸缸盖铸造工艺优化

袁颖, 高凡, 刘云, 龙思远

特种铸造及有色合金. 2017, 37(12): 1316-1319. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2017.12.011

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针对开普单缸发动机缸盖铸件的喷油孔和导管孔交汇处存在缩孔、缩松的问题，采用AnyCasting软件对盖缸的充型和凝固过程进行了仿真模拟，发现在既定工艺条件下，缸体的喷油孔和导管孔交汇处在凝固过程中存在热节，进而产生缩孔和缩松。为保留原工艺良好的技术经济指标，采用在热节处添加内冷铁的改进方案。结果表明，原缩孔产生部位在凝固过程中优先凝固，消除了缩孔、缩松缺陷。

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铸件追溯实时监测系统的研究

杨凌云, 范微娜, 郭勇, 郎金权

特种铸造及有色合金. 2017, 37(12): 1320-1322. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2017.12.012

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开发了铸件追溯实时监测系统，该实时监测系统对铸造企业的基础数据，如采、产、销等台账数据进行监管，同时监测铸造企业的原材料进货数据以及铸件销售数据，规范铸造企业的生产加工行为，逐步落实生产加工主体责任并提高监管效率，同时结合二维码赋码和打印技术，使经销商、消费者对购买铸件实时可查，最终实现铸件的追溯。

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GKMS60铜合金低压铸造过程界面传热反算求解及应用

胡柏乐, 曹流, 孙飞, 唐玉龙, 廖敦明

特种铸造及有色合金. 2017, 37(12): 1323-1326. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2017.12.013

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基于热传导反算法，自主开发了传热系数反算程序。该反算法需要根据测温数据来确定材质间的界面传热系数。设计了单向重力铸造试验，基于试验中靠近界面处位置测得的温度，求解得到了GKMS60铜合金和模具铜之间的传热系数。结果表明，界面传热系数变化主要发生在液-固相区间，其变化范围在1 000～2 700 W/（m²·K）之间。将反算得到的界面传热系数运用到低压铸造模拟当中，提高了模拟结果的准确性。

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浅谈结构件高真空压铸模具关键技术及发展

王春涛, 史家辉, 沈波, 蒋金良, 张旺杰

特种铸造及有色合金. 2017, 37(12): 1327-1328. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2017.12.014

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主要介绍了车身结构件的成形发展及趋势，以及其生产制造的影响因素。着重介绍了在高真空铝镁合金车身结构件压铸模具的开发设计中的关键因素，如浇注系统设计、模具温度控制设计、真空结构设计等。

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压铸模型腔表面热应力理论模型

潘成刚, 刘笃笃, 马文超, 常庆明, 吴琼

特种铸造及有色合金. 2017, 37(12): 1329-1333. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2017.12.015

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根据热弹塑性理论，建立了多次连续压铸时压铸模型腔表面的热应力模型。以铜合金压铸为例，分析了铜合金压铸时离H13钢模具型腔表面不同距离点的热应力-时间变化曲线。结果表明，离压铸模型腔表面距离越近的点热应力值及波动幅度越大。离铜合金压铸模表面3mm以内区域以低周热疲劳失效为主，5mm以外的区域以高周热疲劳失效为主，3~5mm区域介于高周热疲劳失效和低周热疲劳失效之间。

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“半固态+”及其在工业中的应用

徐骏, 张志峰

特种铸造及有色合金. 2017, 37(12): 1333-1338. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2017.12.016

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随着对半固态金属加工（以下简称半固态）技术发展认识的不断深入，提出了广义半固态以及"半固态+"概念。所谓广义半固态是指从液相线温度上熔体出发，包括固液两相区，通过强剪切熔体处理以及强制均匀凝固的思路，解决控制形核与控制长大的问题，其本质在于组织的细化与成分的均匀化，突破了半固态受合金成分的制约。"半固态+"是指以广义半固态技术为平台，将半固态技术与不同的传统加工技术结合，从而为传统加工技术转型升级提供一种新方法。半固态可以与液态成形相结合，如垂直半连铸、水平连铸、压铸、挤压铸造等；还可以与固态成形相结合，如模锻、挤压、铸轧等。

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人像反求与3D打印及其铸造实践

叶升平, 刘晖晖, 陈萌, 陈世辉, 王为钢, 胡文海

特种铸造及有色合金. 2017, 37(12): 1339-1341. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2017.12.017

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基于人像实体反求和人像照片反求，探索了熔融沉积制造快速成型和光固化快速成型以及3DP三维打印成型等3D打印方法。采用硅橡胶翻制工艺，将3D原型打印出蜡模。最后采用熔模铸造工艺铸造出人铜像。

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基于轮廓失效激光3D打印技术的金属工艺品铸造技术

薛淞, 童强, 张雪, 吴健, 孙茂银, 吴泽宏

特种铸造及有色合金. 2017, 37(12): 1341-1343. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2017.12.018

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利用轮廓失效激光3D打印技术配合砂型铸造工艺，提出了一种金属工艺品的制作方法。通过模型设计，CAD数据处理，激光3D成型制备覆膜砂铸型，成功铸造出金属工艺品。

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不锈钢多管接头铸件的熔模铸造工艺数值模拟

张晓光, 韦洲

特种铸造及有色合金. 2017, 37(12): 1344-1346. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2017.12.019

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分析了不锈钢多管接头熔模铸造工艺，针对在凝固过程中产生缩孔、缩松缺陷的原因，利用ProCAST对浇注过程进行分析，对铸件浇注位置、排气位置、工艺参数等进行改进，使铸件缺陷明显减少，提高了铸件成品率和表面质量。

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TiAl合金熔模铸造型壳退让性研究

左家斌, 魏战雷, 冯新, 南海

特种铸造及有色合金. 2017, 37(12): 1347-1350. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2017.12.020

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熔模铸造型壳的退让性直接影响TiAl合金铸件的成形质量。型壳退让性评价没有统一的标准，导致TiAl合金熔模铸造型壳工艺技术提升缓慢，无法满足TiAl合金铸件的成形要求。采用型壳室温抗弯强度、高温型壳挠度作为型壳退让性评价方法，判断不同粘结剂型壳的退让性差异。结果表明，硅溶胶型壳室温强度高、塑性差、高温强度较高，硅酸乙酯型壳室温强度低于硅溶胶型壳，高温强度更低，但塑性相对较好，硅酸乙酯型壳的退让性优于硅溶胶型壳。通过型壳三点弯曲强度测试和高温挠度测试，可以对TiAl合金熔模精密铸造型壳退让性进行有效判定。

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预压缩处理时间对Zr-Cu基非晶合金塑性的影响

陈文斌, 袁子洲, 张香云, 吴启明

特种铸造及有色合金. 2017, 37(12): 1350-1353. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2017.12.021

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采用铜模吸铸法制备了直径为φ3mm的Cu₃₆Zr₄₈Al₈Ag₈非晶合金试样（BMGs），利用X射线衍射（XRD）仪、透射电镜（TEM）、万能材料试验机、同步示差扫描量热仪（DSC）和扫描电镜（SEM）等手段研究了预压缩处理时间对Zr-Cu基非晶合金塑性的影响。结果表明，所制备的合金均为非晶态；随着预压缩处理时间的延长，试样内部的自由体积含量及室温塑性提高，当处理时间为100min时，试样内部的自由体积含量及其室温塑性均达到最优值，继续延长预压缩处理时间，自由体积含量及室温塑性虽有增加，但增加幅度呈下降趋势。

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块体非晶合金铸造成形的研究现状

杨玉婧, 刘文超, 郭栋, 程冰瑶, 马明臻, 张新宇, 刘日平

特种铸造及有色合金. 2017, 37(12): 1354-1357. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2017.12.022

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简述了块体非晶合金铸造成形的研究现状和进展及常见的块体非晶合金制备技术的原理和优缺点，重点介绍了铜模铸造法、真空压铸法和相交制冷铸造法等典型的制造块体非晶合金铸件的工艺方法。提出了块体非晶合金铸造成形过程尚需要解决的问题。

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Cu-4.0Ag合金微细线制备工艺及性能研究

朱利媛, 李雷, 冀国良, 李强, 封博文, 刘光林

特种铸造及有色合金. 2017, 37(12): 1357-1360. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2017.12.023

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提出了采用连续水平定向凝固法制备Cu-4.0Ag合金铸杆，然后用多道次连续冷拉拔的方法生产Cu-Ag合金微细线。结果表明，制备出的φ8mm铸杆具有连续纵向柱状晶组织，可不经中间退火而连续冷拉拔制备微细线。解决了传统冷型连铸制备微细线时需要多道次中间退火的问题，避免了氧化和断线。所制备的φ0.05mm的微细线强度高于1GPa，电导率为44.78 MS/m，其强化机理为Ag纤维强化。

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电子束扫描波形对紫铜显微组织及力学性能的影响

张子阳, 王善林, 柯黎明, 左瑶

特种铸造及有色合金. 2017, 37(12): 1361-1365. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2017.12.024

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对厚2mm的T2紫铜薄板进行真空电子束焊接，研究了不同扫描方式对焊缝表面成形、焊接接头微观组织和力学性能的影响。结果表明，在工作距离为300mm、加速电压为60kV、聚焦电流为502mA、焊接速度为800mm/min和电子束流为27mA情况下，对比添加了扫描方式的焊接，发现焊接过程中加入三角波扫描时，不但可以得到成形良好的焊接接头，而且焊缝的显微硬度值和焊接接头的抗拉强度均得到了改善。焊接接头的平均抗拉强度为178.8 MPa，其中最高抗拉强度为母材的85%，伸长率最高可达母材的84.5%，焊缝熔合区较整个焊缝区来说最为薄弱。

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热处理及SiC_p表面改性对60SiC_p/6061复合材料性能的影响

杨飞, 阎峰云, 江海霞, 缪欢, 汪洋

特种铸造及有色合金. 2017, 37(12): 1366-1370. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2017.12.025

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采用直接电热法真空触变成形工艺制备体积分数为60%的SiC_p增强6061铝基复合材料，研究了固溶-时效处理对复合材料抗弯强度及硬度等力学性能的影响，探讨了SiC_p表面改性对复合材料微观组织和热膨胀性能的影响。研究表明，复合材料在530℃×11h固溶、175℃×15h时效工艺下，获得最高的硬度和抗弯强度；高温氧化和搅拌酸洗能使SiC_p尖角产生钝化，提高增强颗粒在基体中分布的均匀性，使SiC_p与铝基界面结合得到改善，孔隙率减少，抗弯强度提高，热膨胀系数提高，且酸洗态性能优于相应氧化态性能。

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AZ31B镁合金表面Al-80Mg₃Sb₂涂层的腐蚀磨损性能

韩婷婷, 龙威, 周小平

特种铸造及有色合金. 2017, 37(12): 1370-1373. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2017.12.026

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采用热喷涂技术，在AZ31B表面制备Al-80Mg₃Sb₂复相涂层。采用XRD、SEM、电化学工作站和电化学腐蚀磨损试验仪对涂层进行物相、微观组织、极化曲线和腐蚀磨损性能的测试。结果表明，涂层主要物相为Mg₃Sb₂和Al，组织均匀，自腐蚀电位为-0.98V，自腐蚀电流密度为0.048×10^-3 A/cm²；磨损腐蚀时，AZ31B的开路电位始终为一条直线；而涂层开路电位则是加载后下降，卸载后上升；在往复磨损的一个周期内（约0.008s），AZ31B和涂层的开路电位都呈微"W"形；涂层的平均摩擦因数（0.10）小于AZ31B的（0.14）。

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In对Al-Mg-Cu-Sn-Ga合金组织与性能的影响

王梦凡, 肖代红, 孙伯儒, 刘文胜, 马运柱

特种铸造及有色合金. 2017, 37(12): 1374-1378. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2017.12.027

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采用熔铸方法制备了Al-Mg-Cu-Sn-Ga合金。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、维氏硬度测试、压缩性能测试、浸泡腐蚀等方法，研究了In含量对铸态合金的显微组织、力学性能及腐蚀降解性能的影响。结果表明，合金主要由Al基体相、长条状Al₂MgCu相和骨骼状Mg₂Sn相组成。此外，还有少量的Ga₅Mg₂相以线状分布在Al₂MgCu相中，In元素于合金基体晶界中偏析。当In含量为1%时，合金的硬度（HV）达到142，抗压强度达到582 MPa，而降解腐蚀速率达到4.7g/h。

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矩形波磁场对7A04铝合金凝固组织及性能的影响

冯艳飞, 王军, 麻永林, 白庆伟, 邢淑清, 于文霞

特种铸造及有色合金. 2017, 37(12): 1378-1380. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2017.12.028

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在7A04铝合金的凝固过程中施加矩形波磁场，分析了不同频率对7A04铝合金凝固组织、晶粒大小及凝固冷却曲线的影响。结果表明，在矩形波磁场作用下，7A04铝合金的凝固组织、晶粒大小和冷却曲线均发生了明显变化。在频率为40Hz时，铸锭组织的晶粒细化效果最佳。与未经磁场处理的相比，不仅增加了过冷度，提高了硬度，其晶粒尺寸也减小了37.1%。

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P与稀土复合变质对Al-20Si合金中Si相形貌的影响

江峻, 廖福锦, 胡钟鹏, 王连登, 朱定一, 朱富斌

特种铸造及有色合金. 2017, 37(12): 1381-1384. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2017.12.029

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以Al-20Si合金为研究对象，添加Cu-P和Al-RE中间合金对其进行变质处理，采用SEM扫描电镜、X射线衍射仪和光学金相显微镜分析变质处理对合金中Si相形貌的影响。结果表明，P与Al反应生成AlP化合物，可以作为初生Si相的异质形核质点，显著细化初生Si，稀土吸附固溶在Si相的生长台阶，使Al-20Si合金中Si相的晶格常数增大，X射线衍射图谱发生小角度偏移；随着变质时间延长，合金中板条状的初生Si变得细小圆润，平均晶粒尺寸由85.6μm减小至13.2μm，共晶Si由长针状转变为短杆状，弥散分布在基体中，硬度（HB）由68.5提升至80.8。

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Sc和Y复合作用对A356合金组织和性能的影响

何兵, 覃铭, 黄蓓, 杨途才

特种铸造及有色合金. 2017, 37(12): 1385-1389. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2017.12.030

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制备了不同Sc和Y含量的A356合金，通过金相显微分析和拉伸性能测试等，研究了复合添加稀土Sc和Y对A356合金组织与性能产生的影响。结果表明，复合添加微量Sc和Y后，A356合金组织中形成了Al₃Sc、Al₃Y强化相，α-Al基体得到明显细化，大部分共晶Si形态由片状向颗粒状转变，合金的抗拉强度和塑性得到明显提高。当添加0.2%的Sc和0.2%的Y时，效果最佳。Y和Sc含量过多时，导致合金组织成分偏聚，综合力学性能变差。

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Y对A356合金除气效果和耐腐蚀性能的影响

于小健, 沈坚, 周文军, 宁萌, 张献, 边宇一

特种铸造及有色合金. 2017, 37(12): 1389-1392. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2017.12.031

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利用快速测氢仪、金相组织观察、晶间腐蚀试验及硬度测试等方法，研究了Y对A356合金除气效果、晶间腐蚀性能及硬度的影响。结果表明，Y能有效净化合金熔体，减少铝熔体中的氢含量，降低铸件气孔率；适量的Y能提高合金的耐腐蚀性能和硬度，过量添加则使合金性能有所降低。当Y添加量为0.3%时，100g的A356铝熔体中氢含量为0.16mL，比未添加Y的熔体降低了56%，且合金硬度（HB）增加至73，提高约40%。腐蚀试验表明，添加0.3%的Y时，合金耐腐蚀性改善明显，表层无明显腐蚀坑，腐蚀深度约为145μm，与未添加Y的合金相比，腐蚀深度降低了52%。

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2017年, 第37卷, 第12期　
刊出日期：2017-12-20

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