特种铸造及有色合金

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韩国明, 李飞, 孙宝德

特种铸造及有色合金. 2019, 39(3): 233-237. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2019.03.001

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研究了Ni-1C二元合金宏观不均匀塑性变形与断裂行为。通过对拉伸应力-时间和位移-时间曲线测量，分析了Ni-1C合金波特文-勒夏特利埃（Portevin-Le-Chatelier，PLC）效应锯齿波形和应力跌幅分布特征，利用三维数字图像相关法研究PLC变形带的形核增殖、时空演化以及断裂过程中裂纹的形成和扩展。结果表明，在3mm/min拉伸速率下，Ni-1C合金PLC效应表现为A型锯齿波，应力跌幅呈现幂率分布；PLC变形带在试样的夹头或标距段形核，向试样一侧连续增殖传播；裂纹萌生于试样标距段，逐渐扩展，导致韧性断裂，同时裂纹的萌生及扩展与PLC变形带之间没有关联。

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高稀土Mg-Gd合金半固态等温处理过程中微观组织演变

程远胜, 卢华领, 陈善荣, 宋卓能

特种铸造及有色合金. 2019, 39(3): 238-242. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2019.03.002

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针对稀土Gd含量较高的镁合金开展了半固态等温处理研究。结果表明，温度及保温时间对该合金半固态微观组织球化效果的影响作用明显。随着温度提高，Mg-Gd合金中的固相颗粒含量先增大后减小，主要是由于晶粒的长大趋势、晶界液相增多、晶粒内部液相相互连通分割等作用的结果，而晶粒的球化效果随着温度的增加及时间的延长而提高，其圆整度系数约为1.1。

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单晶高温合金螺旋选晶器选晶行为的模拟和试验研究

贾志宏, 马奥林, 赵玉涛, 李易凌, 唐巍

特种铸造及有色合金. 2019, 39(3): 242-246. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2019.03.003

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通过试验和模拟的方法分析了选晶器引晶段的晶粒组织演化规律和不同情况下等温线的形态分布，以及倾斜等温线下晶粒竞争生长的过程，同时研究了螺旋段的选晶行为。结果表明，引晶段的不同高度具有不同的组织形态，引晶段主要靠晶粒间的竞争生长作用优化晶粒取向，不同形态的等温线下晶粒的优先生长方向不同。螺旋段主要靠螺旋通道对枝晶生长的几何约束选择晶粒，确保只有一个晶粒进入型腔生长成为单晶组织。

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Ce对AZ91镁合金组织演变及力学性能的影响

吴安如, 付庆琳, 艾孝文, 陈娟, 董丽君, 覃波

特种铸造及有色合金. 2019, 39(3): 247-251. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2019.03.004

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对AZ91镁合金进行稀土合金化设计、熔铸、塑性加工、热处理及力学性能试验，分析了稀土Ce对铸态AZ91镁合金晶粒大小、枝晶间化合物分布的影响，研究合金凝固过程中离异共晶形成及塑性变形后的组织演化及性能。结果表明，少量稀土（0.2%的Ce）能细化AZ91合金的晶粒尺寸，提高AZ91挤压板材的时效硬化速率，而Ce含量增加到0.5%后，AZ91挤压板材的时效硬化速率降低；在过时效阶段，挤压板材硬度下降是因为Ce的作用，稀土Ce对合金的过时效有较好的抑制作用。

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软化处理对ZG95Cr17Ni2不锈钢组织及硬度的影响

王鑫, 索忠源, 王文革, 张志浩, 王毅坚

特种铸造及有色合金. 2019, 39(3): 251-253. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2019.03.005

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利用扫描电镜、能谱分析、洛氏硬度计等测试手段，研究了ZG95Cr17Ni2马氏体不锈钢在普通退火、等温球化退火、高温回火+等温球化退火种处理工艺下组织及硬度的变化。结果表明，3种处理后的组织均由珠光体+莱氏体+碳化物组成，其中前两种处理后的基体主要由片状或不均匀粒状珠光体组织组成；而经高温回火+等温球化退火处理后的基体主要由均匀细小的粒状珠光体组成。采用普通退火、等温球化退火后的ZG95Cr17Ni2不锈钢硬度（HRC）为36～46，经过高温回火+等温球化处理后的硬度降至29。

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高强韧压铸镁合金的研究现状和发展趋势

郭径, 叶兵, 吴玉娟, 丁文江

特种铸造及有色合金. 2019, 39(3): 254-260. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2019.03.006

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对镁合金各种强化机制的作用进行了分析，并结合镁合金重力铸造和热加工制备方式的强化特点，探讨了压铸镁合金强度提升的有效方式。总结了目前压铸镁合金的研究进展，分别从成分开发、压铸工艺对组织性能的影响、组织细化、时效强化研究等方面进行了论述。此外，讨论了高强韧压铸镁合金的发展方向和前景。

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2A14铝合金大铸锭半连续铸造过程数值模拟

姜尧, 蒋日鹏, 李瑞卿, 李晓谦

特种铸造及有色合金. 2019, 39(3): 261-266. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2019.03.007

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基于ProCAST模拟软件建立了φ630mm的2A14铝合金半连续铸锭的有限元模型，根据ProCAST热力学数据库确定了2A14铝合金热物性参数及力学性能参数，定义了半连续铸造过程的边界条件，采用移动边界法对半连续铸造凝固过程进行了模拟。仿真结果表明，铸锭内外冷却速率差过大而导致的较大收缩应力差是产生热裂纹的主要原因，适当降低铸造速度和浇注温度并增加冷却强度将使液穴变浅，糊状区变深，减少铸锭内外收缩应力差，从而降低热裂纹产生倾向。

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Si元素对挤压铸造Al-5Mg-xSi合金微观组织的影响

孙浩然, 赵海东, 代航, 邓德杰

特种铸造及有色合金. 2019, 39(3): 266-270. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2019.03.008

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使用Thermo-Calc软件模拟了不同Si含量的Al-5Mg-xSi合金组织，对具有不同组织特征的合金进行挤压铸造。结果表明，不含Si时，合金的组织为α-Al+少量β-Al₃Mg₂相；加入Si后，组织中开始出现α+Mg₂Si共晶，且随着Si含量增加，共晶组织含量逐渐增多，共晶形貌由细长条状转变为粗大的凹多边形块状。当Si含量为0.1%～1.4%时，合金的组织为α、α+Mg₂Si共晶、少量β相；当Si含量为1.5%～2.3%时，合金的组织为α、α+Mg₂Si共晶；Si含量继续增加时，合金组织中出现细长的Si晶粒。

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ES8B2上盖压铸工艺设计及数值模拟

汤文卓, 米国发, 王凯, 毛长城, 王有超

特种铸造及有色合金. 2019, 39(3): 271-275. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2019.03.009

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根据ES8B2上盖的结构特点，设计浇注系统和排溢系统，使用Flow-3D软件对铸件的工艺方案进行模拟。初始方案的模拟结果显示，浇注系统及其附近的区域温度较高，型腔的两端和溢流槽温度较低，并且型腔的两端产生了较多的卷气。对初始方案进行优化，改变横浇道的形状，调整溢流槽的位置和大小。对优化后方案模拟结果显示，温度分布为中间高、两端低，型腔两端出现更多卷气；对方案再次优化，增大内浇口的面积、溢流口的面积、溢流槽的体积和连接肋的截面积。模拟结果显示，型腔中的卷气明显下降，铸件气孔减少，缺陷降低。实际生产铸件表面光滑，缺陷较少，符合生产要求。

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真空压铸铝合金减震塔缺陷分析及改进

张俊超, 钟鼓, 邹纯, 邱楚, 汪学阳, 廖仲杰, 万里, 韩志强

特种铸造及有色合金. 2019, 39(3): 275-278. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2019.03.010

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采用OM、SEM及EDS等对真空压铸薄壁铝合金减震塔铸件进行了力学性能测试和微观组织分析。结果表明，气孔和夹渣等铸造缺陷是导致减震塔部分位置力学性能偏低的主要原因。根据不同位置缺陷的种类，分析缺陷产生的原因，并针对性地提出了压铸工艺改进方案。工艺改进后试生产的减震塔的力学性能显著提高，其平均伸长率最低为7.13%，远高于要求的压铸态伸长率大于5%的目标，为后续热处理进一步提高力学性能奠定了良好的基础。

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p-Q图在压铸工艺及模具设计中的应用

周奇, 胡伟民, 梁广涛

特种铸造及有色合金. 2019, 39(3): 279-282. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2019.03.011

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运用p-Q图对铝合金滤波器大型腔体压铸模进行设计验证及压铸工艺优化，使一次试模成形合格率和批量压铸生产能力得到极大提升。主要介绍了p-Q图的应用过程，从不同角度进行分析与说明，并将其实用化。

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低压铸造铝合金后副车架的组织与性能

张明珠, 程云, 胡光山, 苏一畅, 顾时茂, 袁作文

特种铸造及有色合金. 2019, 39(3): 283-286. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2019.03.012

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采用金相显微镜、扫描电镜和拉伸试验机进行低压铸造一体式ZL101A铝合金后副车架的微观组织及力学性能研究。结果表明，铸件表面无铸造缺陷，内部组织致密，共晶Si呈灰色椭圆状分布在α-Al基体上，少量亮白色铁基化合物成骨架状分布在晶界处。ZL101A-T6铝合金后副车架铸件的抗拉强度为304 MPa，屈服强度为245 MPa，伸长率为8.2%，硬度（HB）为99。经耐久性台架试验和整车道路耐久性试验验证，低压一体式铸造汽车后副车架的性能满足使用要求。

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基于响应曲面法的消失模铸造ZL102合金的力学性能

李辉, 杨锋, 袁博

特种铸造及有色合金. 2019, 39(3): 286-289. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2019.03.013

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为了探究Al-Si合金铸件力学性能与铸造工艺参数之间的关系，基于消失模铸造，设计Box-Behnken响应曲面法建立消失模铸造工艺参数（如变质剂用量、铸件壁厚和浇注温度）与ZL102合金铸件力学性能的回归模型，通过Design-Expert10软件对ZL102合金铸件力学性能进行回归系数及方差分析，对其消失模铸造工艺参数进行优化，得到力学性能更优的Al-Si合金铸件。结果表明，消失模铸造工艺参数对ZL102合金抗拉强度的影响顺序为：铸件壁厚 > 变质剂用量 > 浇注温度；对ZL102合金伸长率的影响顺序为：铸件壁厚 > 浇注温度 > 变质剂用量。因此，最优工艺参数组合：变质剂用量为3.5%，铸件壁厚为5mm，浇注温度为750℃。

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消失模缸盖生产中白模品质控制

梁守友

特种铸造及有色合金. 2019, 39(3): 290-292. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2019.03.014

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采用消失模铸造生产柴油机缸盖，由于缸盖结构复杂，消失模模型分4片胶合而成。在工艺设计时，消失模缸盖模具分型要合理，模型珠粒熟化密度要均匀，模型外观品质要达标；在浸涂时，涂料要有良好的涂挂性能，对模簇干重要严格控制；选择合适的烘干工艺。做好这几个环节就能消失模铸造出合格的柴油机缸盖。

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整体叶轮的逆向数据采集和模型重建

白瑀, 张浩, 黄亮, 蒋葳

特种铸造及有色合金. 2019, 39(3): 293-297. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2019.03.015

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研究利用逆向工程技术来实现某整体式叶轮模型的重建。通过XTOM教育型面扫描系统对整体式叶轮模型点云数据进行采集，并基于Imageware数据处理软件对叶轮点云数据进行处理，结合旋转法和截面放样法对轮毂和叶片曲面进行创建，在误差控制条件下最终实现叶轮模型精确重建。

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锥束CT在涡轮空心叶片残芯检测中的应用

韩玉, 尹召乐, 席晓琦, 梁宁宁, 杨程凯, 王敬雨, 黎朗, 丁文宽, 李磊

特种铸造及有色合金. 2019, 39(3): 297-299. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2019.03.016

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建立带有残芯的涡轮空心叶片X射线投射模型，分析了X射线透射空心叶片的残芯检测原理。使用300kV工业锥束CT系统对某空心叶片进行透射成像，通过三维重建技术得到空心叶片的精准三维数据，可以清晰观测空心叶片残芯的位置及大小，其检测效果优于X射线照相法。结果表明，300kV工业锥束CT系统可以满足对涡轮空心叶片的残芯检测需求。

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基于SLA的复杂零件低压熔模快速铸造工艺

宗学文, 刘洁, 徐文博

特种铸造及有色合金. 2019, 39(3): 300-303. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2019.03.017

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结合3D打印技术中的SLA技术（光固化成形工艺），制得叶轮铸件的原型，组合蜡模浇注系统，通过型壳制备、低压浇注、脱壳清理、无损探伤等过程，最终获得了性能良好的通风机叶轮铸件。经核算，运用该技术制得的叶轮相较于传统铸造技术，其实际成本仅为传统铸造技术成本的1/3，耗时仅为1/5。

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具有集中热节的阀体熔模铸造工艺探讨

敦耀辉

特种铸造及有色合金. 2019, 39(3): 303-305. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2019.03.018

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针对熔模铸造VE阀体壁厚变化较大的特点，以及其自身的热节和生产过程中新形成的物理热节、流动热节相互叠加，进而形成集中热节，产生缩孔、缩松缺陷的问题，借助ProCAST软件，在对原工艺方案模拟后，对其浇注系统进行优化。把浇注方式改为间歇性浇注，对补缩通道处的型壳部位增设保温棉，对涂料堆集处型壳进行局部喷水激冷等措施，实际生产表明可得到合格铸件。

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精铸工艺对K438合金组织及高温力学性能的影响

雷四雄, 杨伟, 郑行, 余欢

特种铸造及有色合金. 2019, 39(3): 306-309. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2019.03.019

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采用圆柱/锥形试样和空壳/填砂两种浇注方式，对比研究不同冷速作用下K438合金凝固组织及沉淀相的形成规律，并结合断口形貌分析探讨精铸工艺对合金高温力学性能的影响。结果表明，成形试样由于凝固冷速较高易形成明显的柱状晶组织，同时凝固时间的缩短降低了合金液的补缩能力，导致铸件内部组织不致密。锥形试样截面厚大，凝固冷速及晶粒生长速度下降，有利于形成等轴粗晶组织，相应的980℃×150 MPa高温持久时间长达45h以上，材料伸长率显著提高。空壳造型可以加快铸件冷却，促进细小均匀γ'沉淀相的析出，改善填砂造型缓冷条件下所形成的粗大柱状晶及不规则沉淀相形貌，有利于提高合金在650℃时高温抗拉强度及塑性变形行为。

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烧结温度对(Al₃Ti+Al₃Zr)增强铝基复合材料组织和性能的影响

徐道兵, 王莲莲, 龙威, 周小平

特种铸造及有色合金. 2019, 39(3): 310-313. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2019.03.020

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采用粉末冶金原位合成法制备Al₃Ti、Al₃Zr金属间化合物增强铝基复合材料。采用X射线衍射、扫描电镜、光学显微镜、硬度测试和抗拉强度测试，研究烧结温度对复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明，在铝基体中生成了金属间化合物Al₃Ti和Al₃Zr增强相；随烧结温度从700℃上升到900℃，复合材料的硬度（HV）从85.7提高到118.1；经800℃烧结制备的复合材料表现出了较好的抗拉强度（140.71 MPa）和屈服强度（40.5 MPa）。

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挤压工艺及La变质对Mg₂Si/Al-Cu原位复合材料组织及性能的影响

李建宇, 李飞, 吴树森, 吕书林, 郭田

特种铸造及有色合金. 2019, 39(3): 314-318. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2019.03.021

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研究了La变质对10Mg₂Si/Al-Cu-xLa（x=0，0.2，0.4，0.8，质量分数）复合材料组织及性能的影响。结果表明，经La变质后，10Mg₂Si/Al-Cu复合材料中共晶Mg₂Si相由粗大的汉字状变为细小的条状或点状，明显细化，其力学性能也得到显著提高。当添加0.8%的La变质时，其硬度（HV）高达133，但组织中存在粗大的针状富La相，导致抗拉强度和伸长率有所降低。通过挤压工艺发现，挤压能显著细化Mg₂Si和针状富La相，提高复合材料的力学性能。尤其是经超声辅助挤压铸造后，10Mg₂Si/Al-Cu-0.8La复合材料的性能最优，其硬度（HV）、抗拉强度和伸长率分别为146、336 MPa和2.5%，比重力铸造的复合材料的性能分别提高了16.8%、22.2%和92.3%。

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Fe₇₈Si₉B₁₃非晶合金还原水中Cu(Ⅱ)的性能研究

李金祺, 袁子洲, 张香云, 钟雄雄, 余波

特种铸造及有色合金. 2019, 39(3): 318-321. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2019.03.022

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采用单辊甩带法制备Fe₇₈Si₉B₁₃非晶合金条带，研究其对水中Cu（Ⅱ）的去除效果。结果表明，反应60min，添加量为1g/L的Fe₇₈Si₉B₁₃非晶条带对初始浓度为50mg/L的Cu（Ⅱ）去除率达98.4%，且其去除过程符合伪一级动力学模型。在相同条件下，Fe₇₈Si₉B₁₃非晶条带对Cu（Ⅱ）还原反应的表面积约化反应速率系数为300目还原Fe粉的341倍。通过研究不同环境条件下Fe₇₈Si₉B₁₃非晶条带对Cu（Ⅱ）去除速率的影响，发现反应速率与溶液的温度、条带用量成正比，与Cu（Ⅱ）溶液的初始浓度成反比。连续使用4次后的Fe₇₈Si₉B₁₃非晶条带仍保留61.1%的Cu（Ⅱ）去除能力。

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Ti对CrCoNi中熵合金微观组织和力学性能的影响

刘刚, 杨倩, 樊谦璐, 王草, 刘鑫旺, 樊自田

特种铸造及有色合金. 2019, 39(3): 322-326. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2019.03.023

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研究了CrCoNiTi_x中熵合金的金相结构、微观组织和室温力学性能的演化规律。结果表明，当x≤0.1时，合金的相结构为单相面心立方结构（FCC）；当0.2≤x≤0.3时，在FCC基体上析出Ti-Ni富集相；当x=0.4时，进一步析出了富Cr相。合金的微观组织由单相时的柱状晶逐渐转变为等轴晶（x=0.4）。少量Ti的固溶几乎不改变合金的屈服强度，而随着第二相的出现，屈服强度显著增加，当x=0.3时达到最大值（1 712.6 MPa），而x=0.4时合金的强度和塑性可达到较好的平衡。

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RE对铸造Al-6Zn-2.5Mg-1.8Cu合金热裂倾向性的影响

马士平, 闫成鑫, 于宝义, 郑黎, 李润霞

特种铸造及有色合金. 2019, 39(3): 326-330. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2019.03.024

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在铸造Al-6Zn-2.5Mg-1.8Cu合金中分别加入0、0.05%、0.1%和0.15%的RE，研究了RE对合金的热裂倾向、微观组织和力学性能的影响。结果表明，RE的加入可细化晶粒尺寸，提高合金的力学性能，降低合金的热裂倾向。在加入范围内，RE含量为0.1%时，热裂倾向性最低，晶粒尺寸最小，力学性能最佳，合金的抗拉强度和伸长率分别为180 MPa和3%。

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外加压应力对Ti-1300合金组织和性能的影响

朱红, 张珍宣

特种铸造及有色合金. 2019, 39(3): 331-334. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2019.03.025

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研究了外加压应力作用下Ti-1300合金在等温时效和连续冷却过程中的组织演化和性能。结果表明，外加压应力对Ti-1300合金时效过程和连续冷却过程中β→α相变都有促进作用，随着压应力的增加，析出α相的数量越多且α相的厚度越小，表现出一定的择优取向效应。同时，Ti-1300合金的显微硬度也随着外加应力的增大而增大。

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La对ADC12微观组织及耐腐蚀性能的影响

喻保标, 闫洪, 刘建龙, 聂俏

特种铸造及有色合金. 2019, 39(3): 335-338. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2019.03.026

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采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪等研究了ADC12-xLa（x=0，0.3，0.6，0.9）合金的微观组织及腐蚀性能。结果表明，当La含量从0增加到0.6%时，ADC12合金中的初生α-Al、共晶Si和Al₈SiFe₂相会逐渐细化，且耐腐蚀性能逐渐提高。其原因是La含量低于0.6%时，La在变质过程中会吸附在共晶Si相表面，阻碍了腐蚀电子流动，使合金的耐腐蚀性能提高。而La含量达到0.9%时，合金中会生成大量的La-Al-Cu稀土相，该稀土相会与α-Al发生电偶腐蚀，导致ADC12-0.9La合金耐腐蚀性能降低。

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KBF₄去除Al-7Si合金中Fe相杂质及对组织的影响

庞士鹏, 周峥嵘, 洪元俭, 周成双, 张林

特种铸造及有色合金. 2019, 39(3): 339-343. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2019.03.027

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通过热力学计算和分析添加KBF₄去除Al-Si合金中杂质Fe相的可行性，并利用金相显微镜、扫描电镜、能谱仪和XRD等，研究了Al-7Si合金中添加KBF₄后合金组织形貌和析出的沉淀相。结果表明，熔炼温度为1 013K，加入精炼剂除气除渣，再加入1.6%的KBF₄，保温30min后静置沉淀，Fe含量从1%下降到0.68%。XRD分析经过沉淀后的试样底部组织，发现生成了Fe₂B与AlB₂。KBF₄对铝合金除Fe的同时又能起到细化铝合金晶粒尺寸的作用。

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铝合金支撑臂的铸造工艺改进

赵而团, 王彦启, 田玉晶, 孙世臣, 陈宗民

特种铸造及有色合金. 2019, 39(3): 343-345. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2019.03.028

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针对铝合金支撑臂铸件厚大平面出现缩孔、缩松的问题，对缺陷成因进行了分析。通过改变铸造工艺方案，由原来的砂型铸造改为金属型铸造，基于AnyCasting软件对支撑臂的铸造过程进行了模拟，结合仿真模拟，解决了前期设计中的缩孔、缩松缺陷。经实际生产验证，工艺方案合理，已实现批量生产。

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QSn7-0.2锡青铜连杆衬套车削加工参数优化

张厚祖, 樊文欣, 郭佩剑, 李志伟, 李姝

特种铸造及有色合金. 2019, 39(3): 346-348. https://doi.org/10.15980/j.tzzz.2019.03.029

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以强力旋压加工后的锡青铜连杆衬套为研究对象，采取田口试验优化算法研究了切削速度、进给量和背吃刀量对连杆衬套表面粗糙度的影响。通过设计正交试验表对精车后衬套表面粗糙度进行测量并且对比精车后轮廓算术平均偏差R_a和微观不平度10点高度偏差R_z的信噪比极差值，然后分析这3个加工参数对于刀具寿命的影响，最后得到了3种参数对于表面粗糙度的影响程度为：进给量 > 切削速度 > 背吃刀量，以及传统经验取值范围内的最优参数组合：车削速度为190mm/min；进给量为0.04mm/r；背吃刀量为0.2mm。

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2019年, 第39卷, 第3期　
刊出日期：2019-03-20

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2019年, 第39卷, 第3期 刊出日期：2019-03-20

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刊出日期：2019-03-20